Aktiv och passiv cellulär transport

Aktiv och passiv celltransport är överföring av lösta ämnen från ena sidan av cellmembranet till den andra. Transport är passiv när ingen strömkälla krävs metabolisk som ATP, medan transport är aktiv när ATP används som energikälla.

Cellmembran består huvudsakligen av ett lipid dubbelskikt som gör det svårt för vissa typer av ämnen att passera igenom. Denna barriärfunktion gör det möjligt för cellen att upprätthålla koncentrationer av lösta ämnen i cytosolen som skiljer sig från den extracellulära miljön eller de intracellulära facken..

	Passiv transport	Aktiv transport
Definition	Lös överföring över lipidmembranet utan energi.	Överföring av lösta ämnen genom lipidmembranet associerat med en energikälla.
Koncentrationsgrad	Till förmån.	Mot.
Membranproteiner	Kanaler och transportörer.	Transportörer eller pumpar.
Drivkraft	Elektrokemisk lutning.	ATP.
Exempel	Vattentransport genom aquaporinas.	Na-natriumjontransport+ av natrium-kalium ATP-handtag.

Vad är passiv celltransport?

Passiv transport är processen som möjliggör passage av molekyler och joner genom cellmembranet utan energikälla.

De koncentrationsgrad o en koncentrationsskillnad för en art mellan de två sidorna av membranet är impulsen som bestämmer rörelsen och riktningen för passiv transport.

När den lösta produkten är laddad (positiv eller negativ) kan potentialskillnaden mellan de två sidorna av membranet (membranpotential) också driva transport. I detta fall bildar koncentrationsgradienten och den elektriska gradienten drivkraften elektrokemisk lutning.

Genom att generera en skillnad i joniska koncentrationer över lipidskiktet kan cellmembranet lagra potentiell energi i form av elektrokemiska gradienter. Elektrokemiska lutningar används för att:

• köra olika transportprocesser,
• sända elektriska signaler i elektriskt exciterande celler och
• producerar majoriteten av ATP i mitokondrier, kloroplast och bakterier.

Passiva transportegenskaper

• Rörelsen av lösta ämnen följer koncentrationsgradienten, från högre koncentration till lägre koncentration.
• Det beror på koncentrationsgradienten, partiklarnas storlek och temperaturen.
• Joner och små molekyler mobiliseras.
• Kräver inte hydrolys av ATP.
• Det förmedlas av transmembranproteiner, kanaler och transportörer, i underlättad diffusion.

Passiva transporttyper

Molekyler och joner kan passera genom membranet passivt genom olika mekanismer: enkel diffusion, underlättad diffusion eller osmos.

Enkel diffusion

Små icke-polära molekyler som syre O_två och koldioxid CO_två de löser sig lätt i lipidmembran. Små oladdade polära molekyler som vatten H_tvåO och urea diffunderar också genom membranet på ett långsamt eller begränsat sätt. I allmänhet kan lipofila eller fettliknande molekyler passera membranet genom enkel diffusion.

Underlättad spridning

Celler utvecklade mekanismer för överföring av vattenlösliga molekyler och joner över membranet. Genom specialiserade transmembranproteiner (de passerar membranet) transporteras joner och molekyler. Eftersom diffusion från högre koncentration till lägre koncentration sker med hjälp av "passager", talar vi om underlättad diffusion. Således:

• essentiella näringsämnen kommer in i cellen;
• ta bort metaboliska avfallsprodukter, och
• reglera intracellulära jonkoncentrationer.

De två huvudklasserna av membranproteiner som underlättar förflyttningen av molekyler in och ut över lipidmembranet är:

• transportörerna: de är proteiner som har rörliga delar, såsom dörrar till membranet som öppnas och stängs så att det lösta ämnet passerar igenom. De är som karuselldörrar i membranet.
• kanalerna: de bildar smala hydrofila porer som möjliggör passiv rörelse, främst av små oorganiska joner. Även om vatten kan diffundera genom lipidmembran, innehåller alla celler proteinkanaler som kallas aquaporiner som ökar permeabiliteten hos dessa membran för vatten..

Osmos

Osmos är rörelsen av vatten genom ett halvgenomträngligt membran, när det på ena sidan finns ett löst ämne som inte kan passera membranet. Endast vattenrörelse sker i osmos.

Vad är aktiv celltransport?

Aktiv transport är den process genom vilken cellen transporterar material mot sin koncentrationsgradient med ATP som energikälla..

Aktiva transportegenskaper

• Det görs genom integrerade membranproteiner.
• Det är specifikt för den lösta produkten.
• Den upplever mättnad, det vill säga när alla bindningsställen i det lösta ämnet är upptagen, oavsett hur mycket mer substrat som tillsätts, förblir flödet konstant.

Typer av aktiva transportproteiner

Minst tre typer av proteiner beskrivs i celler med förmågan att utföra aktiv transport. Nedanför dess beskrivning.

ATP-pumpar

ATP-pumpar utför löst transport kopplat till ATP-hydrolys, det vill säga ATP släpper ut en fosfatgrupp (PO₄^-3) och blir ADP. Energin som frigörs vid hydrolys är det som "pumpar" löst ämne från ena sidan av membranet till den andra..

Aktiv transport driven av ATP-hydrolys är också känd som primär aktiv transport.

Det finns tre typer av ATP-pumpar:

1. P-typ pumpar: proteinet är fosforylerat (en fosfatgrupp är fäst vid proteinet) i transportprocessen. Exempel: natrium-kaliumpumpar, kalciumpumpar.
2. Typ-F pumpar: Kallas även ATP-syntetaser eftersom de använder protongradienten för att syntetisera ATP från ADP och fosfat. Exempel: kloroplast ATP-syntetas associerat med den ljusberoende fasen av fotosyntes.
3. ABC-transportörer: de är membranproteiner som bär små molekyler. Exempel: kolesteroltransportören ABCG1, transportören MDR (multiläkemedelsresistens).

Kopplade transportörer

Transporten av en jon eller molekyl är samtidigt med en annan löst substans. I detta fall passerar det upplösta ämnet i högre koncentration på ena sidan av membranet till den andra sidan och främjar rörelsen av det upplösta ämnet från lägre till högre koncentration. Iongradientdrivna transportörer kallas också sekundär aktiv transport.

Det utförs av bärarproteiner som kallas symporters och anti-bärare. A symporter eller samtransportör transporterar en löst substans efter dess koncentrationsgradient i samma riktning som en annan löst substans mot koncentrationsgradienten.

Till exempel tunntarmen natriumberoende glukostransportör. I detta fall absorberas glukos och natrium inifrån tarmen i tarmcellen..

Epitelcellerna i tarmen eller njuren har ett stort antal symporter som drivs av gradienten av natrium-Na-jonen.⁺, är mer koncentrerad på utsidan av cellen.

I bakterier är laktostransport kopplad till vätejonstransport H⁺.

A antibärare eller växlare utför överföring av lösta ämnen i motsatta riktningar. Till exempel natrium / proton Na-bäraren⁺/ H⁺ natrium kommer in i cellen och proton lämnar utsidan.

Ljusaktiverade pumpar

Övervägande i bakterier och archaea, denna transport av lösta ämnen sker från lägre till högre koncentration tack vare fångsten av ljusenergi. Till exempel är bakteriorhodopsiner och halorhodopsiner protonpumpar som aktiveras av ljus..

Det kan intressera dig Endocytos och exocytos.