Разлика между активен и пасивен клетъчен транспорт

Активният и пасивен клетъчен транспорт е трансферът на разтворени вещества от едната страна на клетъчната мембрана към другата. Транспортът е пасивни, когато не се изисква източник на захранване метаболитен като АТФ, докато транспортът е активен при използване на АТФ като енергиен източник.

Клетъчните мембрани се състоят главно от липиден бислой, който затруднява преминаването на определени видове вещества. Тази бариерна функция позволява на клетката да поддържа концентрации на разтворени вещества в цитозола, различни от извънклетъчната среда или вътреклетъчните отделения.

Пасивен транспорт	Активен транспорт
Определение	Трансфер на разтворено вещество през липидната мембрана без енергия.	Трансфер на разтворени вещества през липидната мембрана, свързан с източник на енергия.
Градиент на концентрация	В полза.	Срещу.
Мембранни протеини	Канали и конвейери.	Конвейери или помпи.
Движеща сила	Електрохимичен градиент.	ATP.
Примери	Воден транспорт през аквапорини.	Транспорт на натриеви йони⁺ чрез ATP-дръжка на натрий-калий.

instagram story viewer

Какво е пасивен клетъчен транспорт?

Пасивният транспорт е процесът, който позволява на молекулите и йоните да преминават през клетъчната мембрана без източник на енергия.

The градиент на концентрация o разликата в концентрацията на даден вид между двете страни на мембраната е импулсът, който определя движението и посоката на пасивния транспорт.

Когато разтвореното вещество е заредено (положително или отрицателно), потенциалната разлика между двете страни на мембраната (мембранен потенциал) също може да стимулира транспорта. В този случай градиентът на концентрация и електрическият градиент комбинират движещата сила електрохимичен градиент.

Чрез генериране на разлика в йонните концентрации в липидния слой, клетъчната мембрана може да съхранява потенциална енергия под формата на електрохимични градиенти. Електрохимичните градиенти се използват за:

управляват различни транспортни процеси,
предават електрически сигнали в електрически възбудими клетки и
произвеждат по-голямата част от АТФ в митохондриите, хлоропласта и бактериите.

Характеристики на пасивния транспорт

Движението на разтворените вещества следва градиента на концентрацията, от по-висока концентрация към по-ниска концентрация.
Това зависи от градиента на концентрация, размера на частиците и температурата.
Йони и малки молекули се мобилизират.
Не се изисква хидролиза на АТФ.
Той се медиира от трансмембранни протеини, канали и транспортери, при улеснена дифузия.

Видове пасивен транспорт

Молекулите и йоните могат да преминават през мембраната пасивно чрез различни механизми: проста дифузия, улеснена дифузия или осмоза.

Обикновена дифузия

Малки неполярни молекули като кислород O₂ и въглероден диоксид CO₂ те се разтварят лесно в липидните мембрани. Малки незаредени полярни молекули като вода Н₂О и уреята също дифузират през мембраната бавно или ограничено. По принцип липофилните или подобни на мазнини молекули могат да преминат през мембраната чрез проста дифузия.

Улеснено разпространение

Клетките са разработили механизми за пренос на водоразтворими молекули и йони през мембраната. Чрез специализирани трансмембранни протеини (те пресичат мембраната) йони и молекули се транспортират. Тъй като дифузията от по-висока концентрация към по-ниска се случва с помощта на "проходи", ние говорим за улеснена дифузия. Поради това:

основни хранителни вещества влизат в клетката;
премахване на метаболитни отпадъчни продукти и
регулират вътреклетъчните концентрации на йони.

Двата основни класа мембранни протеини, които улесняват движението на молекулите във и извън липидната мембрана, са:

превозвачите: те са протеини, които имат движещи се части, като мембранни врати, които се отварят и затварят, позволявайки на разтвореното вещество да премине. Те са като въртящи се врати в мембраната.
каналите: те образуват тесни хидрофилни пори, които позволяват пасивно движение, главно от малки неорганични йони. Въпреки че водата може да дифузира през липидните мембрани, всички клетки съдържат протеинови канали, наречени аквапорини, които увеличават пропускливостта на тези мембрани за вода.

Осмоза

Осмозата е движението на водата през полупропусклива мембрана, когато от едната страна има разтворено вещество, което не може да премине мембраната. Само движението на водата се случва при осмоза.

Какво е активен клетъчен транспорт?

Активният транспорт е процесът, при който клетката транспортира материал спрямо неговия градиент на концентрация, използвайки АТФ като енергиен източник.

Активни транспортни характеристики

Произвежда се чрез интегрални мембранни протеини.
Той е специфичен за разтвореното вещество.
Той изпитва насищане, т.е. когато всички места за свързване на разтвореното вещество са заети, независимо колко повече субстрат е добавен, потокът остава постоянен.

Видове активни транспортни протеини

В клетките са описани поне три вида протеини със способността да осъществяват активен транспорт. Под неговото описание.

ATP помпи

ATP помпите извършват транспорт на разтворено вещество, свързан с хидролизата на ATP, т.е. ATP освобождава фосфатна група (PO₄^-3) и става ADP. Енергията, отделяна при хидролиза, е тази, която „изпомпва“ разтвореното вещество от едната страна на мембраната до другата.

Активният транспорт, задвижван от АТФ хидролиза, е известен още като първичен активен транспорт.

Има три вида ATP помпи:

P-тип помпи: протеинът е фосфорилиран (към протеина е прикрепена фосфатна група) в процеса на транспортиране. Примери: натриево-калиеви помпи, калциеви помпи.
Помпи тип F: Наричани още ATP синтетази, тъй като те използват протонния градиент за синтезиране на ATP от ADP и фосфат. Примери: хлоропласт ATP синтетаза, свързана със светлинно-зависимата фаза на фотосинтезата.
ABC конвейери: те са мембранни протеини, които носят малки молекули. Примери: транспортьорът на холестерол ABCG1, транспортиращият MDR (мултирезистентност).

Свързани конвейери

Транспортът на йон или молекула е съпътстващ с друго разтворено вещество. В този случай разтвореното вещество в по-висока концентрация от едната страна на мембраната преминава към другата страна и насърчава движението на разтвореното вещество от по-ниска към по-висока концентрация. Наричани са също транспортери с йонен градиент вторичен активен транспорт.

Извършва се от протеини-носители, известни като симпортери и анти-носители. A symporter или cotransporter транспортира разтворено вещество, следвайки неговия градиент на концентрация в същата посока като друго разтворено вещество срещу градиента на концентрацията.

Например, зависимият от натрий натрий зависим глюкозен котранспортер. В този случай глюкозата и натрият от вътрешността на червата се абсорбират в чревната клетка.

Епителните клетки на червата или бъбреците имат голям брой симпортери, които се задвижват от градиента на натриевия Na йон.⁺, като са по-концентрирани извън клетката.

При бактериите транспортирането на лактоза е свързано с транспорта на водородни йони H⁺.

A анти-превозвач или обменник извършва трансфер на разтворени вещества в противоположни посоки. Например натриевият / протонен Na антиносител⁺/ З⁺ натрият навлиза в клетката, а протонът излиза отвън.

Леки активирани помпи

Преобладаващ в бактериите и археите, този транспорт на разтворени вещества се осъществява от по-ниска към по-висока концентрация благодарение на улавянето на светлинна енергия. Например, бактериородопсините и халородопсините са протонни помпи, активирани от светлината.

Това може да ви заинтересува:

Клетка от животни и растения
Ендоцитоза и екзоцитоза.

Ана Зита

Доктор по биохимия от Венецуелския институт за научни изследвания (IVIC), със степен по биоанализ от Централния университет на Венецуела.