Das passive Transportsystem von Kanalproteinen ist eines der wichtigsten Membrantransportsysteme in Zellen. Hier werden wir alle möglichen Aspekte des passiven Transports von Kanalproteinen diskutieren.
Der passive Transport von Kanalproteinen ist eine spezielle Art von Membranprotein-Transportsystem. Es erfordert keine Energie, um Moleküle zu transportieren. Daran ist eine spezielle Art von Membranproteinen beteiligt, die sogenannten Kanalproteine. Durch das Öffnen von Poren oder Kanälen stimulieren diese Proteine den molekularen Transport durch die zytoplasmatische Membran.
Anstatt ATP-Moleküle für den Transport zu verwenden, lässt es Moleküle gemäß ihrem Konzentrationsgradienten fließen.
Kanalproteine passiven Transport aus Wikimedia Commons
Was sind passive Transportkanäle?
Passive Transportkanäle sind die Grundpfeiler des Membrantransportsystems, das eine schnellere Transportrate durch die Plasmamembran vervollständigt.
Passive Transportkanäle sind die besondere Art von hydrophilen Passagen, die durch Membrankanalproteine geöffnet werden. Diese Kanäle werden verwendet, um zelluläre Substanzen wie Wasser und polare Ionen durch die Zellmembran zu transportieren. Durch diese Kanäle werden die zu transportierenden Moleküle bis zu ihrem Konzentrationsgradienten diffundiert.
Obwohl die Transportrate über erleichtert Der Diffusionsprozess hängt stark von der Permeabilität der Zellmembran ab. Die passiven Transportkanäle können Millionen von Molekülen (Wasser und Polarionen) in einer Sekunde transportierendem „Vermischten Geschmack“. Seine Kanalproteine Der passive Transport ist hochgradig molekülspezifisch, er erlaubt nur einem bestimmten Molekül oder ähnlichen Molekülen, durch ihn zu diffundieren. Die polaren Ionen werden beim Durchgang durch die hydrophoben Bereiche der Zellmembran abgestoßen. Die passiven Transportkanäle hemmen die Wechselwirkung zwischen polaren Ionen und hydrophoben Bereichen der Plasmamembran und sorgen so für eine schnellere Transportgeschwindigkeit ohne jegliche Behinderung.
Integrale Membranproteine aus Wikimedia Commons
Wie sind Kanalproteine am passiven Transport beteiligt?
Die Kanalproteine folgen nur dem passiven Transportmechanismus für molekulare Transportprozesse über die Plasma Membran.
Die beteiligten Kanalproteine sind passiv direkt transportieren. Wenn ein Kanalprotein aktiviert wird Für den Transport einiger spezifischer Moleküle öffnet es eine Pore oder einen hydrophilen Durchgang. Dann durchqueren die Moleküle die Zytoplasmamembran durch passiven Transport über diese Kanäle oder Passagen.
Das Kanalprotein verbraucht keine Energie für den Transport. Es ermöglicht Molekülen, die Membran zu durchqueren erleichterte Diffusion verarbeiten.
Was sind die drei Arten des passiven Transports?
In Membrantransportsystemen, wenn der Transport von Molekülen keine Energie verbraucht, wird dies als passiver Transport bezeichnet. Es kann allgemein in drei Typen eingeteilt werden, wie z.
Rundfunk
Das Wort Diffusion kommt von diffundere, einem lateinischen Wort. Es bedeutet „sich ausbreiten“.
Es ist eine wichtiger Transportprozess innerhalb aller lebenden Zellen. Durch den Diffusionsprozess fließen Moleküle bis zu ihrem Konzentrationsgradienten, ohne Energie zu verbrauchen. Es gibt zwei verschiedene Arten von Diffusionsprozessen, wie z.
Einfache Diffusion
Wenn sich zelluläre Moleküle bewegen, ohne Energie zu verbrauchen oder fremde Hilfe in Anspruch zu nehmen, bis hinab zu ihrem Konzentrationsgradienten, dieser Art von Der passive Transportprozess wird als einfache Diffusion bezeichnet. Bei diesem Prozess bilden die Wassermoleküle und gelösten Stoffe Wasserstoffbrückenbindungen zwischen sich, was ihnen hilft, sich richtig auszubreiten.
In Bakterienzellen werden Wasserstoffe, Gase und Nährstoffe über den einfachen Diffusionsprozess von einem Ort zum anderen transportiert.
Erleichterte Diffusion
Erleichterte Diffusion ist ein Transportprozess, bei dem sich Moleküle mit Hilfe einiger integraler Membranproteine (Kanalproteine oder Trägerproteine) bis zu ihrem Konzentrationsgradienten bewegen. Der Mechanismus der erleichterten Diffusion variiert leicht in Kanalproteinen und Trägerproteinen. Im Fall von Kanalproteinen ist die erleichterte Diffusion der einzige Prozess, um Moleküle durch die Plasmamembran zu transportieren. Dieser Prozess verbraucht auch keine Energie, um Moleküle zu transportieren.
Der erleichterte Diffusionsprozess hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie Temperatur, Konzentration dieses Moleküls, Diffusionsabstand und Größe der Moleküle. Mit zunehmender Temperatur nimmt auch die Transportgeschwindigkeit allmählich zu. Das gesamte Konzept des erleichterten Diffusionsprozesses beruht auf der Konzentration dieses Moleküls, wenn es sich von einem Bereich mit höherer Konzentration in einen Bereich mit niedrigerer Konzentration bewegt. Die kleinere Diffusionsdistanz zeigt die schnellere Transportrate an. Die größeren Moleküle transportieren viel langsamer als die kleineren.
Die meisten Wassersubstanzen und polaren Ionen werden über die Zytoplasmamembran transportiert erleichterte Diffusionsprozesse mit Hilfe von Kanalproteinen. Aquaporine, Ionenkanäle sind am häufigsten Beispiele, die Moleküle über erleichterte Diffusion transportieren Prozesse.
Ionenkanäle Erleichterte Diffusion für Wikimedia Commons
Filtration
Die Filtration ist ein passives Transportsystem, bei dem sich Wasser und gelöste Moleküle durch Membranporen über die Zellmembran bewegen. Dieser Vorgang wird durch den vom Körper erzeugten hydrostatischen Druck reguliert. Der Filtrationsprozess wird im Allgemeinen als physikalischer Trennprozess beschrieben, bei dem Wasser oder die gelösten Moleküle durch ein Filtermedium getrennt werden; es ist auch ein Beispiel für den passiven Transport System funktionieren.
Beispielsweise trennt die Bowman-Kapsel in der Niere Albumin oder andere Proteine nur über einen Filtrationsprozess.
Osmose
Osmose ist ein passiver Transport System, in dem die Lösungsmittelmoleküle von dem Bereich mit niedrigerer Konzentration zu dem Bereich mit höherer Konzentration über die selektiv durchlässige Membran gelangen. Der Osmoseprozess beeinflusst den Nährstofftransport, hält das Gleichgewicht zwischen extrazellulärer Flüssigkeit und intrazellulärem Wasser aufrecht und steuert auch den Diffusionsprozess.
Es gibt drei Arten von osmotischen Lösungen, die in der Natur vorkommen, wie z.
Isotonische Lösung
In einem isotonische Lösung Die Zelle hat sowohl außerhalb als auch innerhalb der Zelle die gleiche Konzentration an gelösten Stoffen. Daher erfolgt der molekulare Transport aus beiden Richtungen mit der gleichen Transportgeschwindigkeit.
Hypertonische Lösung
In hypertonische Lösungist die äußere Konzentration der gelösten Stoffe höher als die intrazelluläre Konzentration der gelösten Stoffe der Zelle. Daher bewegen sich die Wassermoleküle außerhalb der Zelle, wodurch die Zelle schrumpft.
Hypotonische Lösung
Wenn die intrazelluläre Konzentration an gelösten Stoffen höher ist als die äußere Konzentration an gelösten Stoffen der Zelle, spricht man von einer hypotonischen Lösung. Daher bewegen sich die Wassermoleküle in Richtung der intrazellulären Umgebung und verursachen eine Zellschwellung.
In Pflanzenzellen Wasseraufnahme und -transport hängen hauptsächlich vom Osmoseprozess ab.
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Verbrauchen Kanalproteine Energie?
Das passive Transportsystem des Kanalproteins ist ein energieunabhängiger passiver Transportprozess.
Kanalproteine verbrauchen keine Energie für den molekularen Transport. Wenn Kanalprotein auslöst, öffnet es eine Pore oder einen Kanal für einige hochspezifische Moleküle und lässt sie hindurchdiffundieren. Im Fall von Gated-Channel-Proteinen öffnet es nach Erhalt eines biologischen Signals den Kanal, verbraucht jedoch keine Energie.
Kanalproteine transportieren nur Moleküle durch einen erleichterten Diffusionsprozess, der ein energieunabhängiger Prozess ist. Es folgt Flicks erstem Gesetz zum Transport von Molekülen durch die Plasmamembran, dh die zu transportierenden Wasserstoffe oder polaren Ionen fließen ohne Energieaufwand bis zu ihrem Konzentrationsgradienten ab.
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Verwenden Proteinkanäle ATP?
ATP- oder Adenosintriphosphatmoleküle sind eines der grundlegenden Energiespeicher- und -übertragungsmoleküle in Zellen. Wenn Energie benötigt wird, brechen ATP-Moleküle ihre Phosphatbindungen und setzen Energie frei.
Proteinkanäle verwenden keine ATP-Moleküle, um Energie zu verbrauchen, um den molekularen Transportprozess zu stimulieren. ATP-Hydrolyse ist in den passiven Transportsystemen von Kanalproteinen nicht notwendig. Proteinkanäle (Aquaporine, Ionenkanäle) erlauben nur erleichterte Diffusionsprozesse für den molekularen Transport.
ATP-Moleküle sind nur in einem aktiven benötigt Transportmechanismus, bei dem die Trägerproteine einer Zelle Moleküle entgegen ihrem Konzentrationsgradienten durch die Zellmembran bewegen. Nur die Trägerproteine unterziehen sich einem ATP-Hydrolyseprozess, der ATP in ADP-Moleküle umwandelt und Energie für Transportmoleküle verbraucht.
Um mehr über Zellen zu erfahren, lesen Sie unseren Artikel weiter Hat der Mensch Pflanzenzellen: Interessante Fakten
Als Ganzes Kanalproteine Der passive Transport ist eines der bedeutendsten Membrantransportsysteme von Zellen. In diesem System werden Wassersubstanzen und polare Ionen nur durch erleichterte Diffusionsprozesse durch die Membran transportiert. Hier diskutieren wir verschiedene Arten von passiven Transportsystemen in Zellen. Wir ... auch kennen den Energiebedarfsfaktor beim Membrantransport Prozess. Hoffe, es wird informativ für Sie sein.
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