Sisu
- Passiivne transport kasutab kontsentratsioonigradiente
- Aktiivne transport kulutab energiat
- Hõlbustatud difusioon nõuab transmembraanseid kandjavalke
- Hõlbustatud difusiooninäited: naatriumioonide ja glükoosi transport
- Hõlbustatud difusioon ja raku signaalimine
- Hõlbustatud hajumist mõjutavad tegurid
- Hõlbustatud levitamise olulisus
Selliste funktsioonide nagu kasvu, jagunemise ja sünteesi ajal kasutavad ja toodavad rakud aineid, mis peavad suutma ületada raku- ja organellimembraane.
Poolläbilaskvad rakumembraanid võimaldavad mõnel molekulil liikuda üle a kontsentratsioonigradient membraani kõrge kontsentratsiooniga küljest madala kontsentratsiooniga poolele lihtsa difusiooni teel.
Hõlbustatud difusioon laseb teistel olulistel molekulidel selektiivselt ristuda, kuna see kasutab rakumembraanis sisalduvaid valke, et võimaldada teatud ainetel ristuda.
membraanvalgud hõlbustatud difusiooni moodustamiseks võivad membraanis moodustuda avad ja kontrollida, mis neist läbi saab, või nad veavad aktiivselt spetsiifilisi molekule läbi membraani. See protsess on eriti oluline ioonide voo juhtimiseks, kuna keemiliste reaktsioonide toimumiseks sõltub paljude rakkude funktsioon teatud ioonide olemasolust.
Lisaks ioonidele võivad kandjavalgud hõlbustada ka suurte molekulide nagu glükoos läbimist.
Passiivne transport kasutab kontsentratsioonigradiente
Aineid, mida rakk toodab või mida ta vajab, saab mitmel viisil transportida läbi raku- ja organellimembraanide. Passiivne transport ei vaja energia sisendit ja kasutab molekulide liikumise tugevdamiseks kontsentratsioonigradienti.
in lihtne passiivse transpordi difusioonitüübi korral toimub difusioon üle poolläbilaskva membraani küljest, kus transporditava aine kontsentratsioon on suurem, madala kontsentratsiooniga küljele. Aine läbib membraani läbi kontsentratsioonigradiendi, kuid mõned molekulid blokeeritakse.
Kui blokeeritud molekulid peavad membraani ületama, kuna neid on vaja teisel pool, võib hõlbustatud difusioon transportida konkreetseid molekule.
Difusioonimeetod töötab membraaniga manustatud valkude kaudu, kuid tugineb ikkagi kontsentratsiooni gradiendil, et toita molekuli liikumist läbi membraani. See ei vaja energiat, kuid valgud võivad olla selektiivsed selle suhtes, milliseid molekule nad transpordivad.
Aktiivne transport kulutab energiat
Mõnikord tuleb molekule transportida läbi membraanide madala kontsentratsiooniga küljelt küljele, kus on kõrge kontsentratsioon. See on vastuolus kontsentratsioonigradiendiga ja nõuab energiat.
Rakud, mis teostavad aktiivne transport on tootnud energiat ja salvestanud selle adenosiintrifosfaat (ATP) molekulid.
Aktiivne transport põhineb valkudel, mis sarnanevad hõlbustatud difusiooniks kasutatavatega, kuid nad kasutavad ATP-st saadavat energiat molekulide kandmiseks läbi membraani kontsentratsioonigradiendi vastu.
Pärast transporditava molekuliga sideme moodustamist kasutavad nad a fosfaatrühm ATP-st kuju muutmiseks ja molekuli paigutamiseks membraani teisele küljele.
Hõlbustatud difusioon nõuab transmembraanseid kandjavalke
Rakumembraanid võimaldavad paljude väikeste molekulide läbimist, kuid laetud ioonid ja suuremad molekulid blokeeritakse. Hõlbustatud difusioon on meetod, mille abil sellised ained võivad rakkudesse siseneda ja neist lahkuda. Membraanis olevad kandjavalgud võivad ioonide läbimist hõlbustada kahel viisil.
Mõned valgud on paigutatud ümber keskse passaaži ja moodustavad raku plasmamembraanis augu, avades tee läbi raku rasvhapped membraanide sisemusest. Spetsiifilised ioonid võivad selliseid avasid läbida, kuid kandjavalgud on ette nähtud ainult ühe iooni liikide läbimiseks.
Muud valgud ei moodusta avasid, vaid transpordivad rakumembraanide kaudu suuri molekule. Ülekannet juhib endiselt kontsentratsioonigradient, kuid kandjavalgud seovad aktiivselt ainet, mida nad transpordivad.
Valgu see osa, mis asub rakuvälises ruumis väljaspool rakumembraani, seostub transporditava aine molekuliga ja vabastab selle seejärel raku sisemusse.
Hõlbustatud difusiooninäited: naatriumioonide ja glükoosi transport
Tavaliselt hüdrofoobne membraanide mittepolaarsed rasvhapped blokeerivad laetud polaarsete molekulide, näiteks naatriumioonide, läbipääsu. Kandjavalgud, mis pakuvad sellistele ioonidele avasid, tõmbavad ioone ligi ja hõlbustavad nende läbimist ioonikanalite kaudu.
Need võivad olla konstrueeritud ainult naatriumioonide jaoks, kuid mitte teiste, näiteks kaaliumioonide jaoks. Kandjavalgu avad võivad reguleerida ka ioonide voogu, mis sulgub, kui rakk ei vaja rohkem ioone.
Glükoosimolekulide transportimiseks, mis on tavaliselt membraani läbimiseks liiga suured, glükoositransportervalgud neil on koht, kus nad saavad glükoosimolekulidega seonduda. Nad kinnituvad ise ja hõlbustavad glükoosi transportimist läbi rakumembraani. Kandjavalgu asukoht muutub membraanis läbilaskvaks piluks, mis ei lase glükoosimolekulil mujal üle minna.
Hõlbustatud difusioon ja raku signaalimine
Mitmerakuliste organismide rakud peavad oma tegevust koordineerima, näiteks millal kasvada ja millal jaguneda. Rakud viivad selle koordineerimise läbi, andes märku, millist tegevust nad teostavad ja mida on vaja, vabastades signaalimiskemikaalid. Hõlbustatud difusioon aitab raku signalisatsioonist.
Signaalid võivad olla lokaalsed või pikamaa kaugused, mõjutades lähiümbruse rakke või teiste elundite ja kudede rakke. Mõlemal juhul liiguvad signaalmolekulid rakkude vahel ja peavad signaali edastamiseks sisenema sihtrakkudesse või kinnituma nende membraanile.
Hõlbustatud difusioonvalgud võimaldavad neil signaalimolekulidel siseneda rakkudesse vastavalt vajadusele ja sulgeda sideahela.
Hõlbustatud hajumist mõjutavad tegurid
Kuna hõlbustatud difusioon on a passiivne transpordimehhanism, seda mõjutavad veo vahetus keskkonnas tegurid.
Selliseid tegureid on neli:
Kuigi rakud saavad kontrollida kandjavalgu saitide arvu, on kandjavalgu maht fikseeritud ja rakul on piiratud võime kontrollida protsessi temperatuuri ja aine kontsentratsiooni väljaspool rakku. Rakuprotsesside kontrollimisel muutub oluliseks võime kandjavalgu saidi aktiivsus sulgeda.
Hõlbustatud levitamise olulisus
Lihtne difusioon hoolitseb rakkude vajaduste eest väikeste mittepolaarsete molekulide osas, kuid muud olulised ained ei saa membraane hõlpsalt ületada. Polaarmolekulid ja suuremad molekulid ei saa difundeeruda läbi rakkude ja organellide poolläbilaskva plasmamembraani, kuna lipiidide ja rasvhapete sisemine kiht blokeerib neid.
Hõlbustatud difusioon võimaldab polaarsete või suurte molekulidega ainetel kontrollitud viisil rakkudesse siseneda ja neist väljuda.
Näiteks glükoos ja aminohapped on suured molekulid, millel on raku funktsioonides võtmeroll. Glükoos on oluline toitaine ja aminohappeid kasutatakse paljudes rakuprotsessides, sealhulgas rakkude jagunemisel.
Nende protsesside jätkamiseks võimaldab hõlbustatud difusioon molekulidel liikuda läbi rakumembraanide ja organellide membraanide, näiteks tuuma.
Isegi väiksemad molekulid nagu hapnik võivad hõlbustatud difusioonist kasu saada. Kuigi hapnik võib difundeeruda läbi membraanide, suurendab hõlbustatud difusioon läbi kandjavalkude läbi ülekande kiiruse ning aitab kaasa vererakkude ja lihaste funktsioonidele.
Üldiselt mängivad need membraaniga kinnistatud valgud elutähtsat rolli erinevates rakuprotsessides.
Muud teemad: