Основное различие - активный и пассивный транспорт

Активный и пассивный транспорт - это два метода транспортировки молекул через клеточную мембрану. Клеточная мембрана - это многофункциональная единица, которая придает структуру клетке, защищая цитозольное содержимое от внеклеточной среды. Движение молекул в клетку и из клетки определяется фосфолипидным бислоем, поддерживая тонкий гомеостаз клетки. Фосфолипидный бислой является полупроницаемым, что позволяет некоторым молекулам свободно проходить через мембрану через градиент концентрации, а некоторым молекулам использовать специальные структуры, чтобы проходить через мембрану, а другим - проходить через мембрану, используя клеточную энергию. В главное отличие между активным и пассивным транспортом заключается в том, что активный транспорт перекачивает молекулы против градиента концентрации, используя энергию АТФ в то время как пассивный транспорт позволяет молекулам проходить через мембрану через градиент концентрации, не требуя клеточной энергии.

В этой статье рассматривается,

1. Что такое активный транспорт - Определение, типы, функции, как это работает 2. Что такое пассивный транспорт - Определение, типы, функции, как это работает 3. В чем разница между активным и пассивным транспортом?

Что такое активный транспорт

Активный транспорт - это движение молекул через мембрану против градиента концентрации с помощью ферментов и использования клеточной энергии. Он необходим для накопления в клетке таких молекул, как глюкоза, аминокислоты и ионы, в высоких концентрациях. Можно выделить два типа активного транспорта: первичный активный транспорт и вторичный активный транспорт.

Первичный активный транспорт

Во время первичного активного транспорта присутствие веществ во внеклеточной жидкости, которые требуются клетке, распознается специальными трансмембранными белками на клеточной мембране, которые служат насосами для транспортировки молекул. Эти трансмембранные белки питаются от АТФ. Первичный активный транспорт наиболее очевиден в натриево-калиевом насосе (Na + / K + АТФаза), который поддерживает потенциал покоя клетки. Энергия, выделяемая при гидролизе АТФ, используется для откачки трех ионов натрия из клетки и двух ионов калия в клетку. Здесь ионы натрия переносятся от более низкой концентрации 10 мМ к более высокой концентрации 145 мМ. Ионы калия переносятся от концентрации 140 мМ внутри клетки до концентрации 5 мМ внеклеточной жидкости. Протонно-калиевый насос (H + / K + АТФаза) находится в слизистой оболочке желудка, поддерживая кислую среду внутри желудка. Омепразол - ингибитор протонной / калиевой помпы, уменьшающий кислотный рефлюкс в желудке. Во время как окислительного фосфорилирования, так и фотофосфорилирования цепи переноса электронов используют первичный активный транспорт для создания восстанавливающей способности. Действие натриево-калиевого насоса показано на рисунке 1.

Рисунок 1: Натрий-калиевый насос

Вторичный активный транспорт

Вторичный активный транспорт приводится в действие электрохимическим градиентом. Здесь каналы образованы порообразующими белками. При вторичном активном транспорте наблюдается одновременное движение другого вещества против градиента концентрации. Следовательно, канальные белки, участвующие во вторичном активном транспорте, можно идентифицировать как котранспортеры. Есть два типа котранспортеров: антипортеры и симпортеры. Определенный ион и растворенное вещество переносятся антипортерами в противоположных направлениях. Обменник натрия / кальция, который позволяет восстанавливать концентрацию ионов кальция в кардиомиоците после потенциала действия, является наиболее распространенным примером антипортеров. Ионы переносятся через градиент концентрации, в то время как растворенное вещество транспортируется против градиента концентрации симпортерами. Здесь обе молекулы транспортируются через клеточную мембрану в одном направлении. SGLT2 - симпортер, который транспортирует глюкозу в клетку вместе с ионами натрия. Функция симпортера и антипортера показана на рисунке 2.

Рисунок 2: Действие Symporter и Antiporter

Что такое пассивный транспорт

Пассивный транспорт - это движение молекул через мембрану через градиент концентрации без использования клеточной энергии при движении. Он использует естественную энтропию для перемещения молекул от более высокой концентрации к более низкой до тех пор, пока концентрация не выровняется. Тогда не будет чистого движения молекул в состоянии равновесия. Выявлено четыре основных типа пассивного транспорта: осмос, простая диффузия, облегченная диффузия и фильтрация. Простое движение молекул через проницаемую мембрану называется простая диффузия. Маленькие неполярные молекулы используют простую диффузию. Расстояние диффузии должно быть меньше, чтобы поддерживать лучший поток. Пассивный транспорт через мембрану показан на рисунке 3.

Рисунок 3: Пассивный транспорт

В течение облегченное распространение, специальные транспортные белки используются для направления движения полярных молекул и крупных ионов. Эти транспортные белки являются гликопротеинами и специфичны для определенного белка. GLUT4 - это переносчик глюкозы, который переносит глюкозу из кровотока в клетку. В основном он содержится в жировой ткани и скелетных мышцах. Три типа транспортных белков участвуют в облегченной диффузии: канальные белки, аквапорины и белки-носители. Канальные белки создают гидрофобные туннели через мембрану, позволяя отобранным гидрофобным молекулам проходить через мембрану. Некоторые канальные белки открыты постоянно, а некоторые закрываются, как белки ионных каналов. Аквапорины позволять воде быстро проходить через мембрану. Белки-носители изменяют свою форму, транспортируя целевые молекулы через мембрану. Облегченная диффузия белков-носителей показана на рисунке 4.

Рисунок 4: Облегченная диффузия

Фильтрация представляет собой движение растворенных веществ вместе с водой из-за гидростатического давления, создаваемого сердечно-сосудистой системой. Это происходит в капсуле Боумена в почках. Осмос это движение воды через избирательно проницаемую мембрану. Это происходит от высокого водного потенциала до низкого водного потенциала.

Разница между активным и пассивным транспортом

Определение

Активный транспорт: Активный транспорт прокачивает молекулы через клеточную мембрану против градиента концентрации.

Пассивный транспорт: Пассивный транспорт позволяет молекулам проходить через клеточную мембрану через градиент концентрации.

Использование клеточной энергии

Активный транспорт: Активный транспорт использует клеточную энергию в форме АТФ.

Пассивный транспорт: Пассивный транспорт не требует клеточной энергии.

Виды транспорта

Активный транспорт: Эндоцитоз, экзоцитоз, секреция веществ в кровоток и натриево-калиевый насос являются типами активного транспорта.

Пассивный транспорт: Диффузия, облегченная диффузия и осмос - это типы пассивного транспорта.

Роль

Активный транспорт: Активный транспорт позволяет молекулам проходить через клеточную мембрану, нарушая равновесие, установленное диффузией.

Пассивный транспорт: Динамическое равновесие воды, питательных веществ, газов и отходов поддерживается за счет пассивного транспорта между цитозолем и внеклеточной средой.

Транспортировка частиц

Активный транспорт: Ионы, крупные белки, сложные сахара, а также клетки переносятся активным транспортом.

Пассивный транспорт: Водорастворимые молекулы, такие как небольшие моносахариды, липиды, половые гормоны, углекислый газ, кислород и вода, переносятся пассивным транспортом.

Важность

Активный транспорт: Для проникновения в клетку крупных нерастворимых молекул необходим активный транспорт.

Пассивный транспорт: Пассивный транспорт позволяет поддерживать тонкий гомеостаз между цитозолем и внеклеточной жидкостью.

Заключение

Активный и пассивный транспорт - это два метода транспортировки молекул через клеточную мембрану. Активный транспорт перекачивает молекулы против градиента концентрации, используя клеточную энергию. В первичном активном транспорте АТФ используется в качестве энергии. При вторичном активном переносе электрохимический градиент используется для перемещения молекул через мембрану. Питательные вещества концентрируются в клетке с помощью активного транспорта. Пассивная диффузия позволяет небольшим неполярным молекулам перемещаться через мембрану. Это происходит только через градиент концентрации. Следовательно, в процессе не используется энергия. Осмос и фильтрация также являются методами пассивной диффузии. Однако основное различие между активным транспортом и пассивным транспортом заключается в их механизмах транспортировки молекул через мембрану.

Ссылка: 1. «Пассивный транспорт и активный транспорт через клеточную мембрану, статья (статья)». Ханская академия. N.p., n.d. Интернет. 3 мая 2017 г. 2. «Распространение и пассивный перенос». Ханская академия. N.p., n.d. Интернет. 03 мая 2017.

Изображение предоставлено: 1. «Схема натрий-калиевого насоса» Автор LadyofHats Мариана Руис Вильярреал - Собственная работа. Изображение переименовано из Image: Sodium-Potesium_pump.svg (Public Domain) через Commons Wikimedia2. «Носильщики» Лупаск - собственная работа, общественное достояние) через Commons Wikimedia3. «Рисунок 05 02 02» Автор CNX OpenStax - (CC BY 4.0) через Commons Wikimedia4. «Blausen 0213 CellularDiffusion», сотрудники Blausen.com (2014 г.). «Медицинская галерея Blausen Medical 2014». WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436. - Собственная работа (CC BY 3.0) через Commons Wikimedia