Aktiver und passiver zellularer Transport

Aktiver und passiver Zelltransport ist der Transfer von gelösten Stoffen von einer Seite der Zellmembran zur anderen. Transport ist passiv, wenn keine Stromquelle benötigt wird metabolisch wie ATP, während der Transport ist aktiv bei Verwendung von ATP als Energiequelle.

Zellmembranen bestehen hauptsächlich aus einer Lipiddoppelschicht, die den Durchgang bestimmter Arten von Substanzen erschwert. Diese Barrierefunktion ermöglicht es der Zelle, die Konzentrationen gelöster Stoffe im Cytosol aufrechtzuerhalten, die sich von der extrazellulären Umgebung oder den intrazellulären Kompartimenten unterscheiden..

	Passiver Transport	Aktiven Transport
Definition	Transfer gelöster Stoffe über die Lipidmembran ohne Energie.	Übertragung von gelösten Stoffen durch die mit einer Energiequelle verbundene Lipidmembran.
Konzentrationsgradient	Zugunsten.	Gegen.
Membranproteine	Kanäle und Förderer.	Förderer oder Pumpen.
Treibende Kraft	Elektrochemischer Gradient.	ATP.
Beispiele	Wassertransport durch Aquaporinas.	Na-Natriumionentransport+ durch Natrium-Kalium-ATP-Griff.

Was ist passiver Zelltransport??

Passiver Transport ist der Prozess, der den Durchgang von Molekülen und Ionen durch die Zellmembran ohne Energiequelle ermöglicht.

Das Konzentrationsgradient o Der Konzentrationsunterschied einer Spezies zwischen den beiden Seiten der Membran ist der Impuls, der die Bewegung und Richtung des passiven Transports bestimmt.

Wenn der gelöste Stoff geladen ist (positiv oder negativ), kann die Potentialdifferenz zwischen den beiden Seiten der Membran (Membranpotential) auch den Transport antreiben. In diesem Fall bilden der Konzentrationsgradient und der elektrische Gradient zusammen die treibende Kraft elektrochemischer Gradient.

Durch die Erzeugung eines Unterschieds in den Ionenkonzentrationen über die Lipidschicht kann die Zellmembran potentielle Energie in Form von elektrochemischen Gradienten speichern. Elektrochemische Gradienten werden verwendet, um:

• verschiedene Transportprozesse steuern,
• elektrische Signale in elektrisch erregbaren Zellen übertragen und
• produzieren den größten Teil des ATP in den Mitochondrien, Chloroplasten und Bakterien.

Passive Transporteigenschaften

• Die Bewegung der gelösten Stoffe folgt dem Konzentrationsgradienten von einer höheren Konzentration zu einer niedrigeren Konzentration.
• Dies hängt vom Konzentrationsgradienten, der Partikelgröße und der Temperatur ab.
• Ionen und kleine Moleküle werden mobilisiert.
• Erfordert keine Hydrolyse von ATP.
• Es wird durch Transmembranproteine, Kanäle und Transporter in erleichterter Diffusion vermittelt.

Passive Transportarten

Moleküle und Ionen können passiv durch verschiedene Mechanismen durch die Membran gelangen: einfache Diffusion, erleichterte Diffusion oder Osmose.

Einfache Diffusion

Kleine unpolare Moleküle wie Sauerstoff O._zwei und Kohlendioxid CO_zwei Sie lösen sich leicht in Lipidmembranen. Kleine ungeladene polare Moleküle wie Wasser H._zweiO und Harnstoff diffundieren ebenfalls langsam oder eingeschränkt durch die Membran. Im Allgemeinen können lipophile oder fettartige Moleküle die Membran durch einfache Diffusion passieren.

Erleichterte Verbreitung

Zellen entwickelten Mechanismen für den Transfer wasserlöslicher Moleküle und Ionen durch die Membran. Durch spezialisierte Transmembranproteine ​​(sie durchqueren die Membran) werden Ionen und Moleküle transportiert. Da die Diffusion von einer höheren zu einer niedrigeren Konzentration mit Hilfe von "Durchgängen" erfolgt, sprechen wir von einer erleichterten Diffusion. So:

• essentielle Nährstoffe gelangen in die Zelle;
• Stoffwechselabfälle entfernen und
• regulieren intrazelluläre Ionenkonzentrationen.

Die zwei Hauptklassen von Membranproteinen, die die Bewegung von Molekülen innerhalb und außerhalb der Lipidmembran erleichtern, sind:

• die Transporter: Es handelt sich um Proteine ​​mit beweglichen Teilen, z. B. Türen der Membran, die sich öffnen und schließen und den gelösten Stoff passieren lassen. Sie sind wie Drehtüren in der Membran.
• die Kanäle: Sie bilden enge hydrophile Poren, die eine passive Bewegung ermöglichen, hauptsächlich von kleinen anorganischen Ionen. Obwohl Wasser durch Lipidmembranen diffundieren kann, enthalten alle Zellen Proteinkanäle, sogenannte Aquaporine, die die Wasserdurchlässigkeit dieser Membranen erhöhen..

Osmose

Osmose ist die Bewegung von Wasser durch eine semipermeable Membran, wenn sich auf einer Seite ein gelöster Stoff befindet, der die Membran nicht passieren kann. Bei der Osmose tritt nur Wasserbewegung auf.

Was ist aktiver Zelltransport??

Aktiver Transport ist der Prozess, bei dem die Zelle Material gegen ihren Konzentrationsgradienten transportiert und dabei ATP als Energiequelle verwendet..

Aktive Transporteigenschaften

• Es wird durch integrale Membranproteine ​​hergestellt.
• Es ist spezifisch für den gelösten Stoff.
• Es erfährt eine Sättigung, dh wenn alle Bindungsstellen des gelösten Stoffes besetzt sind, bleibt der Fluss konstant, unabhängig davon, wie viel mehr Substrat hinzugefügt wird.

Arten von aktiven Transportproteinen

In Zellen mit der Fähigkeit, einen aktiven Transport durchzuführen, werden mindestens drei Arten von Proteinen beschrieben. Unter seiner Beschreibung.

ATP-Pumpen

ATP-Pumpen führen einen an die ATP-Hydrolyse gekoppelten Transport gelöster Stoffe durch, dh ATP setzt eine Phosphatgruppe (PO) frei₄^-3) und wird ADP. Die bei der Hydrolyse freigesetzte Energie "pumpt" den gelösten Stoff von einer Seite der Membran zur anderen..

Aktiver Transport, der durch ATP-Hydrolyse angetrieben wird, ist auch bekannt als primärer aktiver Transport.

Es gibt drei Arten von ATP-Pumpen:

1. P-Pumpen: Das Protein wird während des Transports phosphoryliert (eine Phosphatgruppe ist an das Protein gebunden). Beispiele: Natrium-Kalium-Pumpen, Kalziumpumpen.
2. Typ-F-Pumpen: Auch ATP-Synthetasen genannt, da sie den Protonengradienten verwenden, um ATP aus ADP und Phosphat zu synthetisieren. Beispiele: Chloroplasten-ATP-Synthetase in Verbindung mit der lichtabhängigen Phase der Photosynthese.
3. ABC-Förderer: Sie sind Membranproteine, die kleine Moleküle tragen. Beispiele: der Cholesterintransporter ABCG1, der Transporter MDR (Multidrug Resistance).

Gekoppelte Förderer

Der Transport eines Ions oder Moleküls geht mit einem anderen gelösten Stoff einher. In diesem Fall gelangt der gelöste Stoff in höherer Konzentration auf einer Seite der Membran zur anderen Seite und fördert die Bewegung des gelösten Stoffes von einer niedrigeren zu einer höheren Konzentration. Ionengradientengetriebene Transporter werden auch genannt sekundärer aktiver Transport.

Es wird von Trägerproteinen durchgeführt, die als Symporter und Anti-Träger bekannt sind. EIN Symporter oder Cotransporter transportiert einen gelösten Stoff nach seinem Konzentrationsgradienten in die gleiche Richtung wie ein anderer gelöster Stoff gegen den Konzentrationsgradienten.

Zum Beispiel der natriumabhängige Glukose-Cotransporter im Dünndarm. In diesem Fall werden Glukose und Natrium aus dem Darm in die Darmzelle aufgenommen..

Die Epithelzellen des Darms oder der Niere haben eine große Anzahl von Symportern, die durch den Gradienten des Natrium-Na-Ions angetrieben werden.⁺, mehr auf die Außenseite der Zelle konzentriert sein.

In Bakterien ist der Laktosetransport an den Wasserstoffionentransport H gekoppelt⁺.

EIN Anti-Träger oder Austauscher führt die Übertragung von gelösten Stoffen in entgegengesetzte Richtungen durch. Zum Beispiel der Natrium / Protonen-Na-Träger⁺/ H.⁺ Natrium tritt in die Zelle ein und das Proton verlässt die Außenseite.

Licht aktivierte Pumpen

Dieser in Bakterien und Archaeen vorherrschende Transport von gelösten Stoffen erfolgt dank der Erfassung von Lichtenergie von einer niedrigeren zu einer höheren Konzentration. Beispielsweise sind Bakteriorhodopsine und Halorhodopsine Protonenpumpen, die durch Licht aktiviert werden..

Es kann Sie interessieren Endozytose und Exozytose.