Rozdiel medzi aktívnym a pasívnym transportom buniek
Aktívny a pasívny transport buniek je prenos rozpustených látok z jednej strany bunkovej membrány na druhú. Preprava je pasívny, keď nie je potrebný žiadny zdroj energie metabolický ako ATP, zatiaľ čo transport je aktívny pri použití ATP ako zdroja energie.
Bunkové membrány sa skladajú hlavne z lipidovej dvojvrstvy, ktorá znemožňuje priechod určitých druhov látok. Táto bariérová funkcia umožňuje bunke udržiavať koncentrácie rozpustenej látky v cytosóle odlišné od extracelulárneho prostredia alebo intracelulárnych kompartmentov.
| Pasívna doprava | Aktívna preprava | |
|---|---|---|
| Definícia | Prevod rozpustených látok cez lipidovú membránu bez energie. | Prevod rozpustených látok cez lipidovú membránu spojenú so zdrojom energie. |
| Koncentračný gradient | V prospech. | Proti. |
| Membránové proteíny | Kanály a dopravníky. | Dopravníky alebo čerpadlá. |
| Hnacia sila | Elektrochemický gradient. | ATP. |
| Príklady | Preprava vody prostredníctvom aquaporinas. | Transport sodíkových iónov+ rukoväťou sodík-draslík ATP. |
Čo je pasívny transport buniek?
Pasívny transport je proces, ktorý umožňuje molekulám a iónom prechádzať cez bunkovú membránu bez zdroja energie.
The koncentračný gradient o Koncentračný rozdiel druhu medzi dvoma stranami membrány je impulz, ktorý určuje pohyb a smer pasívneho transportu.
Keď je rozpustená látka nabitá (kladná alebo záporná), môže potenciálny rozdiel medzi dvoma stranami membrány (membránový potenciál) tiež riadiť transport. V takom prípade tvoria hnaciu silu kombinovaný gradient koncentrácie a elektrický gradient elektrochemický gradient.
Vytvorením rozdielu v iónových koncentráciách v lipidovej vrstve môže bunková membrána ukladať potenciálnu energiu vo forme elektrochemických gradientov. Elektrochemické gradienty sa používajú na:
- riadiť rôzne dopravné procesy,
- - prenášať elektrické signály v elektricky excitovateľných bunkách a -
- produkujú väčšinu ATP v mitochondriách, chloroplastoch a baktériách.
Pasívne dopravné vlastnosti
- Pohyb rozpustených látok sleduje koncentračný gradient od vyššej koncentrácie po nižšiu koncentráciu.
- Závisí to od koncentračného gradientu, veľkosti častíc a teploty.
- Mobilizujú sa ióny a malé molekuly.
- Nevyžaduje hydrolýzu ATP.
- Je sprostredkovaná transmembránovými proteínmi, kanálmi a transportérmi v uľahčenej difúzii.
Druhy pasívnej dopravy
Molekuly a ióny môžu prechádzať membránou pasívne rôznymi mechanizmami: jednoduchou difúziou, uľahčenou difúziou alebo osmózou.
Jednoduchá difúzia
Malé nepolárne molekuly ako kyslík O2 a oxid uhličitý CO2 ľahko sa rozpúšťajú v lipidových membránach. Malé nenabité polárne molekuly ako voda H2O a močovina tiež difundujú membránou pomaly alebo obmedzene. Lipofilné alebo tukové molekuly môžu všeobecne prechádzať cez membránu jednoduchou difúziou.
Uľahčené šírenie
Bunky vyvinuli mechanizmy na prenos molekúl a iónov rozpustných vo vode cez membránu. Prostredníctvom špecializovaných transmembránových proteínov (prechádzajú cez membránu) sú transportované ióny a molekuly. Pretože k difúzii z vyššej koncentrácie do nižšej koncentrácie dochádza pomocou „priechodov“, hovoríme o uľahčenej difúzii. Takto:
- základné živiny vstupujú do bunky;
- - odstrániť metabolické odpadové produkty a -
- regulovať koncentrácie intracelulárnych iónov.
Dve hlavné triedy membránových proteínov, ktoré uľahčujú pohyb molekúl dovnútra a von z lipidovej membrány, sú:
- transportéry: sú to proteíny, ktoré majú pohyblivé časti, napríklad membránové dvere, ktoré sa otvárajú a zatvárajú tak, aby umožňovali priechod rozpustenej látky. Sú ako otočné dvere v membráne.
- kanály: tvoria úzke hydrofilné póry, ktoré umožňujú pasívny pohyb, hlavne malých anorganických iónov. Aj keď voda môže difundovať cez lipidové membrány, všetky bunky obsahujú proteínové kanály nazývané aquaporíny, ktoré zvyšujú priepustnosť týchto membrán pre vodu.
Osmóza
Osmóza je pohyb vody cez polopriepustnú membránu, keď je na jednej strane rozpustená látka, ktorá nemôže prejsť cez membránu. Pri osmóze dochádza iba k pohybu vody.
Čo je aktívny transport buniek?
Aktívny transport je proces, pri ktorom bunka transportuje materiál proti jeho koncentračnému gradientu pomocou ATP ako zdroja energie.
Aktívne prepravné vlastnosti
- Vyrába sa prostredníctvom integrálnych membránových proteínov.
- Je špecifický pre rozpustenú látku.
- Zažije nasýtenie, to znamená, keď sú obsadené všetky väzobné miesta rozpustenej látky, bez ohľadu na to, koľko substrátu je pridané, tok zostáva konštantný.
Typy aktívnych transportných proteínov
V bunkách sú opísané najmenej tri typy proteínov so schopnosťou vykonávať aktívny transport. Pod jeho popisom.
Čerpadlá ATP
Čerpadlá ATP uskutočňujú transport rozpustených látok spojený s hydrolýzou ATP, to znamená, že ATP uvoľňuje fosfátovú skupinu (PO4-3) a stáva sa ADP. Energia uvoľnená pri hydrolýze je to, čo „pumpuje“ rozpustenú látku z jednej strany membrány na druhú.
Aktívny transport riadený hydrolýzou ATP je tiež známy ako primárny aktívny transport.
Existujú tri typy čerpadiel ATP:
- Čerpadlá typu P.: proteín je fosforylovaný (na proteín je naviazaná fosfátová skupina) v procese transportu. Príklady: sodíkovo-draselné čerpadlá, vápnikové čerpadlá.
- Čerpadlá typu F.: Nazývajú sa tiež ATP syntetázy, pretože používajú protónový gradient na syntézu ATP z ADP a fosfátu. Príklady: chloroplastová ATP syntetáza spojená s fázou fotosyntézy závislou od svetla.
- Dopravníky ABC: sú to membránové proteíny, ktoré prenášajú malé molekuly. Príklady: transportér cholesterolu ABCG1, transportér MDR (rezistencia na viac liekov).
Spojené dopravníky
Transport iónu alebo molekuly je sprievodný s inou rozpustenou látkou. V tomto prípade prechádza rozpustená látka vo vyššej koncentrácii na jednej strane membrány na druhú stranu a podporuje pohyb rozpustenej látky z nižšej na vyššiu koncentráciu. Tiež sa nazývajú transportéry poháňané iónovým gradientom sekundárny aktívny transport.
Uskutočňujú sa pomocou nosných proteínov známych ako sympatizéry a anti-nosiče. A symportér alebo kotransporter transportuje rozpustenú látku sledujúcu jej koncentračný gradient v rovnakom smere ako iná rozpustená látka proti koncentračnému gradientu.
Napríklad tenký črevo na sodíku závislý kotransportér glukózy. V takom prípade sa glukóza a sodík z vnútra čreva absorbujú do črevnej bunky.
Epiteliálne bunky čreva alebo obličiek majú veľké množstvo podporných látok, ktoré sú riadené gradientom sodného iónu Na.+, ktorý je koncentrovanejší mimo bunky.
V baktériách je transport laktózy spojený s prenosom vodíkových iónov H+.
A anti-nosič alebo výmenník vykonáva prenos rozpustených látok v opačných smeroch. Napríklad sodná soľ / protón Na antikorózna látka+/ H+ sodík vstupuje do bunky a protón vychádza z vonkajšej strany.
Svetlom aktivované čerpadlá
Tento prenos rozpustených látok, ktorý je prevládajúci v baktériách a archeaách, prebieha vďaka zachytávaniu svetelnej energie z nižšej na vyššiu koncentráciu. Napríklad bakteriorhodopsíny a halorhodopsíny sú protónové pumpy aktivované svetlom.
Môže vás zaujímať:
- Živočíšna a rastlinná bunka
- Endocytóza a exocytóza.
Doktor v odbore biochémie na venezuelskom Inštitúte vedeckého výskumu (IVIC) s titulom v odbore bioanalýza na Ústrednej univerzite vo Venezuele.
