Sadržaj
- Pasivni transport koristi gradijente koncentracije
- Aktivni transport troši energiju
- Polazna difuzija zahtijeva transmembranske nosače proteina
- Primjeri za olakšanu difuziju: transport natrijevih iona i glukoze
- Olakšana difuzija i stanična signalizacija
- Čimbenici koji utječu na olakšanu difuziju
- Važnost olakšane difuzije
Tijekom obavljanja funkcija kao što su rast, dijeljenje i sinteza, stanice upotrebljavaju i stvaraju tvari koje moraju biti u stanju prelaziti membrane stanica i organela.
Poluspropusne stanične membrane omogućuju nekim molekulama da putuju kroz gradijent koncentracije od strane membrane visoke koncentracije do one sa niskom koncentracijom jednostavnom difuzijom.
Olakšana difuzija dopušta da se ostale važne molekule selektivno križaju na taj način što koristi proteine ugrađene u staničnu membranu kako bi određene tvari mogle prijeći.
membranski proteini olakšane difuzije ili formiraju otvore u membrani i kontroliraju ono što može proći, ili aktivno provode određene molekule kroz membranu. Ovaj je postupak posebno važan za kontrolu protoka iona, jer mnoge stanične funkcije ovise o prisutnosti određenih iona kako bi se omogućila kemijska reakcija.
Osim iona, proteinski nosači također mogu olakšati prolazak velikih molekula poput glukoze.
Pasivni transport koristi gradijente koncentracije
Tvari koje stanica proizvodi ili koje su joj potrebne mogu se transportirati kroz stanične i organelske membrane na nekoliko načina. Pasivni prijevoz ne zahtijeva unos energije i koristi gradijent koncentracije da bi pokrenuo kretanje molekula.
U jednostavan difuzija vrsta pasivnog transporta, difuzija se odvija preko polupropusne membrane sa strane s većom koncentracijom prevezene tvari u stranu s malom koncentracijom. Tvar prolazi kroz membranu dolje prema koncentracijskom gradijentu, ali neke su molekule blokirane.
Ako blokirani molekuli moraju prijeći membranu jer su im potrebne s druge strane, olakšana difuzija može prenijeti određene molekule.
Difuzijska metoda djeluje putem proteina ugrađenih u membranu, ali se i dalje oslanja na gradijent koncentracije da bi se kretalo molekulom snage kroz membranu. Ne zahtijeva energiju, ali bjelančevine mogu biti selektivne u pogledu molekula koje transportiraju.
Aktivni transport troši energiju
Ponekad se molekule moraju transportirati preko membrana sa strane s malom koncentracijom na stranu koja ima visoku koncentraciju. To je u suprotnosti s gradijentom koncentracije i zahtijeva energiju.
Stanice koje provode aktivni transport proizveli su energiju i pohranili je u adenozin trifosfat (ATP) molekula.
Aktivni transport temelji se na proteinima sličnim onima koje se koriste za olakšanu difuziju, ali oni koriste energiju iz ATP-a za prenošenje molekula preko membrane prema gradijentu koncentracije.
Nakon što formiraju vezu s molekulom koju treba prevesti, koriste se fosfatna skupina od ATP-a do promjene oblika i deponiranja molekule s druge strane membrane.
Polazna difuzija zahtijeva transmembranske nosače proteina
Stanične membrane mogu omogućiti prolazak mnogih malih molekula, ali nabijeni ioni i veće molekule uglavnom su blokirani. Olakšana difuzija metoda je kojom takve tvari mogu ući i izaći iz stanica. Nosački proteini ugrađeni u membranu mogu olakšati prolazak iona na dva načina.
Neki proteini raspoređeni su oko središnjeg prolaza i stvaraju rupu u plazma membrani stanice, otvarajući put kroz masne kiseline unutrašnjosti membrana. Kroz takve otvore mogu proći specifični ioni, ali proteinski nosači dizajnirani su tako da propuštaju samo jednu vrstu iona.
Ostali proteini ne formiraju otvore, ali transportiraju velike molekule kroz stanične membrane. Prijenos se još uvijek vrši koncentracijskim gradijentom, ali proteinski nosači aktivno se povezuju s tvari koje prenose.
Dio proteina koji se nalazi izvan stanične membrane u izvanćelijskom prostoru veže se na molekulu tvari koja se transportira i potom oslobađa u unutrašnjost stanice.
Primjeri za olakšanu difuziju: transport natrijevih iona i glukoze
Obično hidrofobni nepolarne masne kiseline membrane blokiraju prolazak nabijenih polarnih molekula poput natrijevih iona. Proteinski nosači koji pružaju otvore za takve ione privlače ione i olakšavaju im prolazak kroz ionske kanale.
Mogu biti dizajnirani i propuštati samo natrijeve ione, ali ne i ostale, poput kalijevih iona. Otvori proteina nosača mogu također kontrolirati protok iona, zatvarajući se kada ćeliji nije potrebno više iona.
Za transport molekula glukoze, koji su obično preveliki da bi prolazili kroz membranu, proteini transportera glukoze imaju mjesto na kojemu se mogu vezati za molekule glukoze. Oni se pričvršćuju i olakšavaju transport glukoze preko stanične membrane. Mjesto proteinskog nosača postaje propusni jaz u membrani što ne dopušta da se molekula glukoze pređe negdje drugdje.
Olakšana difuzija i stanična signalizacija
Stanice u višećelijskim organizmima moraju koordinirati svoje aktivnosti, kao što su kada rastu i kada se dijele. Stanice postižu ovu koordinaciju signalizacijom kakve se aktivnosti bave i što je potrebno, oslobađajući signalne kemikalije. Olakšana difuzija pomaže kod signalizacije stanica.
Signali mogu biti lokalni ili na velike udaljenosti, koji utječu na stanice u neposrednom susjedstvu ili stanice u drugim organima i tkivima. U svakom slučaju, signalne molekule putuju između stanica i moraju ući u ciljne stanice ili se pričvrstiti na membranu kako bi predale svoj signal.
Polazna difuzijska bjelančevina može omogućiti tim signalnim molekulama da uđu u stanice prema potrebi i zatvaraju komunikacijsku petlju.
Čimbenici koji utječu na olakšanu difuziju
Jer olakšana difuzija je pasivni transportni mehanizam, njime upravljaju čimbenici u neposrednom okruženju u kojem se obavlja prijevoz.
Postoje četiri takva čimbenika:
Dok stanice mogu kontrolirati broj mjesta proteina nosača, kapacitet proteinskog nosača je fiksiran, a stanica ima ograničenu sposobnost kontrole temperature procesa i koncentracije tvari izvan stanice. Sposobnost zatvaranja aktivnosti na mjestu nosača proteina postaje važna za kontrolu staničnih procesa.
Važnost olakšane difuzije
Jednostavna difuzija brine o staničnim potrebama u pogledu malih nepolarnih molekula, ali druge važne tvari ne mogu lako prelaziti membrane. Polarne molekule i veće molekule ne mogu difundirati kroz polupropusne plazma membrane stanica i organela jer ih unutarnji sloj lipida i masnih kiselina blokira.
Olakšana difuzija omogućuje tvarima s polarnim ili velikim molekulama kontrolirani ulazak i izlazak iz stanica.
Na primjer, glukoza i aminokiseline velike su molekule koje igraju ključnu ulogu u staničnim funkcijama. Glukoza je važno hranjivo tvar, a aminokiseline se koriste u mnogim staničnim procesima, uključujući diobu stanica.
Da bi se ti procesi nastavili, olakšana difuzija omogućuje molekulama prolazak kroz stanične membrane i membrane organela poput jezgre.
Čak i manje molekule poput kisika mogu imati koristi od olakšane difuzije. Iako kisik može difuzirati kroz membrane, olakšana difuzija kroz proteinske nosače povećava brzinu prijenosa i pomaže u funkcioniranju krvnih stanica i mišića.
Općenito, ovi proteini ugrađeni u membranu igraju vitalnu ulogu u različitim staničnim procesima.
Ostale teme: