usnadněná difúze

usnadněná difúze je transport látek přes biologickou membránu z oblasti s vyšší koncentrací do oblasti s nižší koncentrací pomocí transportní molekuly. Vzhledem k tomu, že se látky pohybují ve směru jejich koncentračního gradientu, chemická energie není přímo vyžadována., Příklady biologických procesů, které mají za následek usnadněnou difúzi, jsou transport glukózy a aminokyselin, transport plynu a transport iontů. Usnadněná difúze je důležitá, protože reguluje to, co se děje a co vychází z buňky. Plazmatická membrána je buněčná struktura, která je zodpovědná za selektivní pohyby látek.,

usnadněná definice difúze

usnadněná definice difúze v biologii je pasivní pohyb látek, jako jsou biologické molekuly nebo ionty, přes plazmatickou membránu pomocí transportního proteinu umístěného v plazmatické membráně. Vzhledem k tomu, že pohyb látek je z větších až menších koncentrací, chemická energie se nepoužívá ani nevyžaduje.,

Etymologie

termín usnadnit pochází z latinského facilis, který podle pořadí přišel z facio, což znamená „dělat“ nebo „dělat“ a –“ilis“. Termín difúze pochází z latinského difuzionem, diffusio, což znamená „vylévání“. Synonyma: usnadněná doprava; pasivně zprostředkovaná doprava.,

charakteristika

usnadněná difúze je jedním z mnoha typů pasivní dopravy. To znamená, že se jedná o typ buněčného transportu, kde se látky pohybují podél jejich koncentračního gradientu. Rozdíl v koncentracích mezi oblastmi vytváří gradient, který podněcuje látky se přirozeně pohybovat se rozdělí mezi dvě oblasti, aby bylo dosaženo rovnováhy. Vzhledem k tomu, že pohyb je z kopce (tj. od vyšších do nižších koncentrací), chemická energie není přímo nutná., Co pohání šíření, stejně jako ostatní typy pasivní dopravy, je kinetická energie. Nicméně to, co charakterizuje usnadněnou difúzi od ostatních typů pasivního transportu, je potřeba pomoci z transportního proteinu uloženého v plazmatické membráně.

usnadněná difúze vs., aktivní transport

jak usnadněná difúze, tak aktivní transport potřebují ke vzniku koncentračního gradientu. Oba jsou schopni transportovat ionty, cukry a soli. Jsou také podobné způsobem, jakým používají membránové proteiny jako transportní vozidla. Permeázy jsou příkladem membránových proteinů používaných při usnadněné difúzi, zatímco membránové proteinové pumpy (např. sodno-draselné pumpy) jsou ty, které se používají v aktivním transportu. Nicméně se liší ve směru dopravy., Při aktivním transportu se látky přepravují z oblasti s nízkou koncentrací do oblasti s vysokou koncentrací. Tento prudký pohyb látek v aktivní dopravě vyžaduje a vynakládá chemickou energii ve formě ATP. Naproti tomu usnadněná difúze nevyžaduje ani nevyplácí ATP. Proces spíše řídí kinetická nebo přirozená entropie molekul.

rozptylu vs prostá difuze

Jak facilitované difúze a jednoduchá difúze jsou typy pasivní transport. Přesouvají látky z oblasti s vysokou koncentrací do oblasti s nízkou koncentrací., První z nich se však liší od druhého způsobem, jakým jsou molekuly transportovány přes membránu. Usnadněná difúze vyžaduje membránové proteiny pro transport biologických molekul. Jednoduchá difúze je ta, která se vyskytuje bez pomoci membránových proteinů. Vzhledem k tomu, že membránové proteiny jsou potřebné pro transport v usnadněné difúzi, je účinek teploty často výraznější než v jednoduché difúzi. Rychlost procesu má také tendenci být ovlivněna limity nasycení.(1) kromě toho se spoléhá na vazebnou kapacitu dotyčného membránového proteinu., V jednoduché difúzi je rychlost přímočařejší. Další rozdíly a podobnosti mezi usnadněnou difuzí a jednoduchou difuzí naleznete v následující tabulce.,id=“9dd22f91e9″>usnadněná difúze

jednoduchá difúze typ pasivní dopravy typ pasivní dopravy látky se pohybují z oblasti nebo oblasti s vyšší koncentrací do oblasti nebo oblasti s nižší koncentrací látky se pohybují z oblasti nebo oblasti s vyšší koncentrací do oblasti nebo oblasti s nižší koncentrací nevyžaduje přímo chemickou energie, e.,G. ATP nebo GTP nevyžaduje přímo chemickou energii, např. ATP nebo GTP transportní proteiny transportní proteiny nejsou vyžadovány Rychlost je obecně rychlejší, ale je ovlivněna faktory, jako je teplota a typy membránových proteinů, a proto může být ovlivněna inhibitory membránových proteinů., Rychlost je obecně pomalejší, ale přímočařejší, protože nespoléhá na vazebnou kapacitu membránových proteinů s látkami pro transport polární molekuly
(např. glukóza a aminokyseliny), větší ionty (např. sodíkové ionty a chloridové ionty) a velké nepolární molekuly (např. retinol) použijte usnadněnou difúzi membránovými proteiny přes plazmatickou membránu malé nepolární molekuly (např., oxygen, carbon dioxide) diffusing easily across the plasma membrane

Transport mechanisms

lipidová dvojvrstvá povaha plazmatické membrány zabraňuje průchodu všech molekul. Představuje hydrofobní oblast membrány, a proto zabraňuje průchodu polárních (hydrofilních) molekul. Malé nepolární (hydrofobní) molekuly mohou s relativní lehkostí difundovat ve směru jejich koncentračního gradientu. Naproti tomu velké nepolární molekuly by to nemohly udělat snadno. Používají určité membránové proteinové složky, jako jsou membránové kanály a nosiče ke křížení., Typy usnadněné difúze mohou být založeny na membránových proteinech. Například, usnadnit šíření kanálu proteiny (např. transmembránové kanály), je ten, který používá membránové proteiny, které fungují jako póry v lipidové dvojvrstvě. Tyto kanály se tvoří proteinovými komplexy, které se rozprostírají přes plazmatickou membránu, spojují extracelulární matrici s cytosolem nebo přes určité biologické membrány, které spojují cytosol s organelou(např.)., Nabité ionty například používají transmembránové kanály, protože mohou být transportovány přes membrány pouze proteiny tvořícími kanály. Aquaporiny, i když jsou také integrální membránové proteiny a působí jako póry na biologických membránách, se podílejí spíše na transportu molekul vody než na rozpuštěných látkách. Usnadněná difúze nosnými bílkovinami je ta, která využívá transportéry zabudované do biologické membrány. Mají vysokou afinitu ke specifickým molekulám na jedné straně membrány, jako je vnější buňka., Po navázání s molekulou procházejí konformační změnou, která usnadňuje průchod molekuly na druhou stranu, jako je vnitřek buňky.. Větší molekuly jsou transportovány nosnými proteiny (např. permeázy), které mění jejich konformaci, když jsou molekuly přenášeny. Nosné proteiny se však podílejí nejen na pasivních pohybech; jsou také používány při aktivním přenosu molekul.,

Examples

Glucose and amino acid transport

Glucose transport is a facilitated diffusion example. Since glucose is a large polar molecule, it cannot pass through the lipid bilayer of the membrane. Thus, it needs carriers called glucose transporters to pass through., Epiteliální buňky tenkého střeva, například, vzít v molekuly glukózy, aktivním transportem, hned po trávení potravinových sacharidů. Tyto molekuly se pak uvolní do krevního řečiště prostřednictvím usnadněné difúze. Zbytek těla přijímá glukózu také pomocí usnadněné difúze. Glukózové transportéry přijímají glukózu z krevního řečiště do buňky. Podobně jsou aminokyseliny transportovány z krevního řečiště do buňky usnadněnou difúzí aminokyselinovými permeasemi.,

transport plynu

hemoglobin je nosný protein v červených krvinkách, zatímco myoglobin je nosičem v buňkách červených kosterních svalů. Oba tyto membránové proteiny mají afinitu k kyslíku. Kyslík se rozptyluje v důsledku většího saturačního tlaku na jedné straně membrány a menšího tlaku na druhé straně. Podobný mechanismus se vyskytuje u oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého.(2) u dospělých lidí postrádají červené krvinky jádro a další organely, aby se maximalizoval prostor pro hemoglobin, který se může vázat kyslíkem nebo oxidem uhličitým.,

transport iontů

ionty, i když malé molekuly, nemohou difundovat lipidovou dvojvrstvou biologických membrán kvůli náboji, který nesou. Jsou tedy transportovány ve svém koncentračním gradientu usnadněnou difuzí. Ionty draslíku, sodné ionty a ionty vápníku potřebují membránové proteiny, které mohou poskytnout průchod., Tyto proteiny jsou označovány jako iontové kanály (nebo gated channel proteiny). Tyto kanály mohou umožnit průchod iontů dolů jejich koncentrační gradient velmi rychle, často asi 106 iontů za sekundu nebo více, bez použití chemické energie.

význam

nerovnoměrné rozložení látek mezi intracelulární tekutinou a extracelulární tekutinou pohání buněčný transport, včetně usnadněné difúze. Pohyb mezi těmito dvěma regiony je pokusem o vytvoření rovnováhy., V živých organismech je tato forma dopravy nezbytná k regulaci toho, co se děje a co vychází z buňky. Plazmatická membrána obklopující buňku je zodpovědná za tuto zásadní biologickou funkci. Usnadněná difúze v biologických systémech je proto zásadní pro udržení homeostatických optimálních hladin molekul a iontů uvnitř buňky.,

See also

• Passive transport
• Active transport
• Diffusion
• Carrier protein
• Selectively-permeable membrane
• Channel forming ionophore
• Symport
• Permease
• Glucose transporter 5