Tartalom
- A passzív szállítás a koncentrációs színátmeneteket használja
- Az aktív szállítás energiafelhasználást igényel
- A megkönnyített diffúzió transzmembrán hordozófehérjéket igényel
- Megkönnyített diffúziós példák: Nátrium-ionok és glükóz szállítása
- Megkönnyített diffúzió és sejtjelzés
- A megkönnyített diffúziót befolyásoló tényezők
- A megkönnyített diffúzió fontossága
A növekedés, megosztás és szintézis funkcióinak elvégzése közben a sejtek olyan anyagokat használnak és termelnek, amelyeknek képesnek kell lenniük átjutni a sejt- és az organellemeken.
A féligáteresztő sejtmembránok lehetővé teszik, hogy egyes molekulák áthaladjanak a koncentráció gradiens az egyszerű diffúzióval a membrán nagy koncentrációjú oldaláról az alacsony koncentrációjú oldalra.
Megkönnyített diffúzió lehetővé teszi más fontos molekulák szelektív kereszteződését abban az értelemben, hogy a sejtmembránba ágyazott proteineket használ bizonyos anyagok áthatolásához.
A membránfehérjék megkönnyíti a diffúzió kialakulását, vagy nyílásokat képez a membránban, és ellenőrzi, hogy mi mehet át, vagy aktívan mozgatják a specifikus molekulákat a membránon keresztül. Ez az eljárás különösen fontos az ionáramlás szabályozása szempontjából, mivel sok sejtfunkció bizonyos ionok jelenlététől függ, hogy lehetővé váljon a kémiai reakció.
Az ionok mellett a hordozófehérjék megkönnyíthetik a nagy molekulák, például a glükóz áthaladását is.
A passzív szállítás a koncentrációs színátmeneteket használja
Azok az anyagok, amelyeket a sejt termel, vagy amelyek szükségesek, többféle módon átvihetők a sejt- és az organellemembránokon. Passzív szállítás nem igényel energiát és a koncentráció-gradienst használja a molekulák mozgásának fokozására.
Ban,-ben egyszerű diffúziós típusú passzív transzport esetén a diffúzió egy féligáteresztő membránon megy keresztül oldalról, a szállított anyag magasabb koncentrációjával az oldalára, alacsony koncentrációval. Az anyag áthalad a membránon keresztül a koncentráció-gradiensen, de néhány molekula blokkolódik.
Ha a blokkolt molekuláknak át kell haladniuk a membránon, mert a másik oldalra szükségük van, akkor a megkönnyített diffúzió speciális molekulákat szállíthat.
A diffúziós módszer membránba ágyazott fehérjékön keresztül működik, de továbbra is a koncentráció gradiensen támaszkodik, hogy a membránon át mozgatja a molekuláris mozgást. Nem igényel energiát, de a fehérjék szelektívek lehetnek abban a tekintetben, hogy mely molekulákat szállítják.
Az aktív szállítás energiafelhasználást igényel
A molekulákat néha a membránokon át kell szállítani egy alacsony koncentrációjú oldalról a nagy koncentrációjú oldalra. Ez ellentétes a koncentráció-gradienssel és energiát igényel.
Sejtek, amelyek végrehajtanak aktiv szállitás energiát termeltek és benne tároltak adenozin-trifoszfát (ATP) molekulák.
Az aktív transzport olyan proteinekre épül, amelyek hasonlóak a megkönnyített diffúzióhoz, de az ATP-ből származó energiát használják a molekulák átvitelére a membránon a koncentráció-gradiens ellen.
Miután kötést alakítottak ki a szállítandó molekulával, a foszfátcsoport az ATP-től, hogy megváltoztassa az alakját, és a molekula a membrán másik oldalán helyezkedjen el.
A megkönnyített diffúzió transzmembrán hordozófehérjéket igényel
A sejtmembránok lehetővé teszik sok kis molekula áthaladását, de a töltött ionok és a nagyobb molekulák általában blokkolódnak. A megkönnyített diffúzió olyan módszer, amellyel az ilyen anyagok beléphetnek és elhagyhatják a sejteket. A membránba ágyazott vivőfehérjék kétféle módon megkönnyíthetik az ionok átjutását.
Egyes fehérjék egy központi járat körül vannak elrendezve, és lyukat hoznak létre a sejt plazmamembránjában, megnyitva egy utat a sejten zsírsavak a membránok belső részén. Specifikus ionok áthaladhatnak az ilyen nyílásokon, de a hordozófehérjék úgy vannak kialakítva, hogy csak egyfajta ionokat engedjenek át.
Más fehérjék nem képeznek nyílásokat, de nagy molekulákat szállítanak a sejtmembránokon keresztül. Az átvitelt továbbra is egy koncentráció-gradiens biztosítja, de a vivőfehérjék aktívan kapcsolódnak az általuk szállított anyaghoz.
A fehérje azon része, amely az sejtmembránon kívül helyezkedik el az extracelluláris térben, kötődik a szállítandó anyag molekulájához, majd felszabadítja azt a sejt belsejébe.
Megkönnyített diffúziós példák: Nátrium-ionok és glükóz szállítása
Általában a hidrofób a membránok nem poláros zsírsavai blokkolják a töltött poláris molekulák, például a nátrium-ionok áthaladását. Az ilyen ionok számára nyílásokat hordozó hordozófehérjék vonzzák az ionokat és megkönnyítik az ioncsatornákon való átjutást.
Megtervezhetők és csak a nátrium-ionok számára engedhetők át, mások, például a kálium-ionok számára azonban nem. A hordozófehérje-nyílások szintén szabályozzák az ionáramlást, leállnak, amikor a sejtnek több ionra nincs szüksége.
A glükózmolekulák szállításához, amelyek általában túl nagyak ahhoz, hogy áthaladjanak a membránon, glükóz transzporter fehérjék van egy olyan hely, ahol kötődhetnek a glükózmolekulákhoz. Csatlakoznak és megkönnyítik a glükóz szállítását a sejtmembránon keresztül. A vivőfehérje elhelyezkedése átjárható résré válik a membránban, amely nem engedi a glükózmolekula átjutását másutt.
Megkönnyített diffúzió és sejtjelzés
A többsejtű szervezetek sejtjeinek össze kell hangolniuk tevékenységüket, például mikor nőnek fel és mikor osztódnak. A sejtek ezt a koordinációt úgy hajtják végre, hogy jelzik, hogy milyen tevékenységet folytatnak, és mi szükséges, a jelző vegyi anyagok felszabadításával. A megkönnyített diffúzió segíti a sejtjelzést.
A jelek lehetnek helyi vagy távoli, érintve a közvetlen szomszédságban levő sejteket vagy más szervek és szövetek sejtjeit. A jelző molekulák mindegyik esetben a sejtek között mozognak, és be kell lépniük a célsejtekbe, vagy kapcsolódniuk kell a membránjukhoz a jelük továbbítása érdekében.
A megkönnyített diffúziós fehérjék lehetővé teszik, hogy ezek a jelző molekulák szükség szerint belépjenek a sejtekbe, és bezárják a kommunikációs hurkot.
A megkönnyített diffúziót befolyásoló tényezők
Mivel a megkönnyített diffúzió a passzív szállítási mechanizmus, azt a közvetlen környezetben befolyásoló tényezők szabályozzák, ahol a szállítás zajlik.
Négy ilyen tényező létezik:
Míg a sejtek képesek ellenőrizni a hordozófehérje-helyek számát, a hordozófehérje-kapacitás rögzített, és a sejt korlátozott képességgel rendelkezik a folyamat hőmérsékletének és az anyagkoncentrációnak a sejtön kívüli szabályozására. A hordozófehérje-aktivitás bezárásának képessége fontos szerepet játszik a sejtfolyamatok szabályozásában.
A megkönnyített diffúzió fontossága
Az egyszerű diffúzió gondoskodik a sejtszükségletről a kicsi nem poláros molekulák szempontjából, de más fontos anyagok könnyen átjuthatnak a membránokon. A poláris és a nagyobb molekulák nem képesek diffundálni a sejtek és az organellák féligáteresztő plazmamembránjain, mivel a lipidek és zsírsavak belső rétege blokkolja őket.
A megkönnyített diffúzió lehetővé teszi, hogy a poláris vagy nagy molekulájú anyagok kontrollos módon lépjenek be és távozzanak a sejtekbe.
A glükóz és az aminosavak például nagy molekulák, amelyek kulcsszerepet játszanak a sejtek működésében. A glükóz fontos tápanyag, és az aminosavakat számos sejtfolyamatban használják, beleértve a sejtosztódást.
Ahhoz, hogy ezek a folyamatok folyhassanak, a megkönnyített diffúzió lehetővé teszi, hogy a molekulák áthaladjanak a sejtmembránokon és az olyan organellák membránjain, mint például a mag.
Még kisebb molekulák, például oxigén is részesülhetnek a megkönnyített diffúzióban. Bár az oxigén diffundálhat a membránok között, a vivőfehérjék révén történő megkönnyített diffúzió növeli a transzfer sebességét, és segíti a vérsejtek és az izmok működését.
Összességében ezek a membránba ágyazott fehérjék létfontosságú szerepet játszanak a sejtek sokféle folyamatában.
Egyéb témák: