Sisältö
- Passiivinen kuljetus käyttää keskittymisgradienteja
- Aktiivinen liikenne kuluttaa energiaa
- Helppo diffuusio vaatii kalvon läpäiseviä kantajaproteiineja
- Helppo diffuusioesimerkkejä: natriumionien ja glukoosin kuljetus
- Helppo diffuusio ja solusignalointi
- Helppoon leviämiseen vaikuttavat tekijät
- Helppokäyttöisen diffuusion merkitys
Suorittaessaan sellaisia toimintoja kuin kasvu, jakautuminen ja synteesi solut käyttävät ja tuottavat aineita, joiden on kyettävä ylittämään solujen ja organelmien kalvot.
Puoliläpäisevät solumembraanit antavat joidenkin molekyylien kulkea a: n poikki pitoisuusgradientti kalvon korkeasta konsentraatiosta puolelle matalan konsentraation puolelle yksinkertaisen diffuusion avulla.
Helppo diffuusio antaa muiden tärkeiden molekyylien ylittää selektiivisesti siten, että se käyttää solumembraaniin upotettuja proteiineja tiettyjen aineiden pääsyä varten.
kalvoproteiinit helpotetusta diffuusiosta joko muodostavat aukkoja membraaniin ja kontrolloivat sitä, mikä voi kulkea, tai ne kuljettavat aktiivisesti spesifisiä molekyylejä kalvon läpi. Tämä prosessi on erityisen tärkeä ionien virtauksen hallitsemiseksi, koska monet solutoiminnot riippuvat tiettyjen ionien läsnäolosta, jotta kemiallinen reaktio voi tapahtua.
Ionien lisäksi kantajaproteiinit voivat myös helpottaa suurten molekyylien, kuten glukoosin, läpikulkua.
Passiivinen kuljetus käyttää keskittymisgradienteja
Aineet, joita solu tuottaa tai joita se tarvitsee, voidaan kuljettaa solujen ja organellikalvojen läpi monin tavoin. Passiivinen kuljetus ei vaadi energiansyöttöä ja käyttää pitoisuusgradienttia voimaan molekyylien liikettä.
vuonna yksinkertainen passiivisen kuljetuksen diffuusiotyypin mukaan diffuusio tapahtuu puoliläpäisevän kalvon läpi sivulta, jolla on korkeampi kuljetetun aineen pitoisuus sivulle, jolla on pieni konsentraatio. Aine kulkee kalvon läpi konsentraatiogradienttia pitkin, mutta jotkut molekyylit tukkeutuvat.
Jos tukittujen molekyylien on ylitettävä kalvo, koska niitä tarvitaan toisella puolella, helpotettu diffuusio voi kuljettaa spesifisiä molekyylejä.
Difuusiomenetelmä toimii membraaniin upotettujen proteiinien kautta, mutta se riippuu silti konsentraatiogradientista molekyylin liikkeen tehostamiseksi kalvon läpi. Se ei vaadi energiaa, mutta proteiinit voivat olla selektiivisiä sen suhteen, mitä molekyylejä ne kuljettavat.
Aktiivinen liikenne kuluttaa energiaa
Joskus molekyylit on kuljetettava kalvojen yli sivulta, jolla on pieni pitoisuus, siihen puolelle, jolla on korkea konsentraatio. Tämä on pitoisuusgradientin vastaista ja vaatii energiaa.
Solut, jotka suorittavat aktiivinen kuljetus ovat tuottaneet energiaa ja varastoineet sen adenosiinitrifosfaatti (ATP) -molekyylejä.
Aktiivinen kuljetus perustuu proteiineihin, jotka ovat samankaltaisia kuin helpotetussa diffuusiossa, mutta ne käyttävät ATP: n energiaa kuljettamaan molekyylejä kalvon läpi pitoisuusgradienttia vasten.
Muodostuneen sidoksen kuljetettavaan molekyyliin, he käyttävät a fosfaattiryhmä ATP: stä muodon muuttamiseksi ja molekyylin kerrostamiseksi membraanin toiselle puolelle.
Helppo diffuusio vaatii kalvon läpäiseviä kantajaproteiineja
Solumembraanit voivat sallia monien pienten molekyylien läpikulun, mutta varautuneet ionit ja suuremmat molekyylit ovat yleensä tukossa. Helppo diffuusio on menetelmä, jolla tällaiset aineet voivat päästä soluihin ja poistua niistä. Kalvoon upotetut kantajaproteiinit voivat helpottaa ionien läpikulkua kahdella tavalla.
Jotkut proteiinit on järjestetty keskuskäytävän ympärille ja ne muodostavat reikän solun plasmamembraaniin avaamalla polun solun läpi rasvahapot kalvojen sisäosasta. Spesifiset ionit voivat kulkea tällaisten aukkojen läpi, mutta kantajaproteiinit on suunniteltu päästämään vain yhden tyyppisiä ioneja läpi.
Muut proteiinit eivät muodosta aukkoja, mutta kuljettavat suuria molekyylejä solukalvojen läpi. Siirtoa johtaa edelleen pitoisuusgradientti, mutta kantajaproteiinit kytkeytyvät aktiivisesti kuljettamaansa aineeseen.
Proteiinin osa, joka on solun ulkopuolella solun kalvon ulkopuolella, sitoutuu kuljetettavan aineen molekyyliin ja vapauttaa sen sitten solun sisäpuolelle.
Helppo diffuusioesimerkkejä: natriumionien ja glukoosin kuljetus
Normaalisti hydrofobinen kalvojen ei-polaariset rasvahapot estävät varautuneiden polaaristen molekyylien, kuten natriumionien, kulun. Kantajaproteiinit, jotka tarjoavat aukkoja tällaisille ioneille, houkuttelevat ioneja ja helpottavat niiden kulkua ionikanavien läpi.
Ne voidaan suunnitella ja päästää läpi vain natriumioneja, mutta ei muita, kuten kaliumioneja. Kantajaproteiiniaukot voivat myös hallita ionien virtausta, sulkeutuen, kun solu ei tarvitse enemmän ioneja.
Sellaisten glukoosimolekyylien kuljettamiseksi, jotka ovat yleensä liian suuria kulkemaan kalvon läpi, glukoosin kuljettajaproteiinit on paikka, jossa ne voivat sitoutua glukoosimolekyyleihin. Ne kiinnittyvät ja helpottavat glukoosin kuljetusta solukalvon läpi. Kantajaproteiinin sijainnista tulee läpäisevä rako kalvossa, joka ei salli glukoosimolekyylin ylittää muualle.
Helppo diffuusio ja solusignalointi
Monisoluisten organismien solujen on koordinoitava toimintansa, kuten milloin kasvaa ja milloin jakaa. Solut suorittavat tämän koordinoinnin ilmoittamalla, millaiseen toimintaan he osallistuvat ja mitä tarvitaan, vapauttamalla signalointikemikaalit. Helppo diffuusio auttaa solun signalointia.
Signaalit voivat olla paikallisia tai pitkän matkan, vaikuttaen välittömässä läheisyydessä oleviin soluihin tai muiden elinten ja kudosten soluihin. Kummassakin tapauksessa signalointimolekyylit kulkevat solujen välillä ja niiden on joko tultava kohdesoluihin tai kiinnitettävä membraaniinsa signaalin toimittamiseksi.
Helppokäyttöiset diffuusioproteiinit voivat antaa näiden signaloivien molekyylien päästä soluihin tarpeen mukaan ja sulkea kommunikaatiosilmukan.
Helppoon leviämiseen vaikuttavat tekijät
Koska helpotettu diffuusio on passiivinen kuljetusmekanismi, sitä säätelevät tekijät välittömässä ympäristössä, jossa kuljetus tapahtuu.
Tällaisia tekijöitä on neljä:
Vaikka solut voivat hallita kantajaproteiinikohtien lukumäärää, kantajaproteiinin kapasiteetti on kiinteä, ja solulla on rajoitettu kyky hallita prosessin lämpötilaa ja aineen pitoisuutta solun ulkopuolella. Mahdollisuudesta sulkea kantajaproteiinikohdan aktiivisuus tulee tärkeäksi soluprosessien ohjaamiseksi.
Helppokäyttöisen diffuusion merkitys
Yksinkertainen diffuusio hoitaa solutarpeet pienten ei-polaaristen molekyylien suhteen, mutta muut tärkeät aineet eivät pääse helposti kalvojen läpi. Polaariset molekyylit ja suurempien molekyylien kallistus leviävät solujen ja organelien puoliläpäisevien plasmamembraanien läpi, koska lipidien ja rasvahappojen sisäkerros estää niitä.
Helppo diffuusio antaa polaaristen tai suurten molekyylien sisältävien aineiden päästä soluihin ja poistua niistä hallitusti.
Esimerkiksi glukoosi ja aminohapot ovat suuria molekyylejä, joilla on avainrooli solutoiminnoissa. Glukoosi on tärkeä ravintoaine, ja aminohappoja käytetään monissa soluprosesseissa, mukaan lukien solunjako.
Jotta nämä prosessit etenevät, helpotettu diffuusio sallii molekyylien kulkea solumembraanien ja organelleiden, kuten ytimen kalvojen läpi.
Jopa pienemmät molekyylit, kuten happi, voivat hyötyä helpotetusta diffuusiosta. Vaikka happi voi diffundoitua kalvojen läpi, helpottu diffuusio kantajaproteiinien kautta lisää siirtonopeutta ja auttaa verisolujen ja lihasten toiminnassa.
Kaiken kaikkiaan nämä kalvoon upotetut proteiinit ovat tärkeässä roolissa monissa soluprosesseissa.
Muut aiheet: