Hovedforskel - Aktiv vs passiv transport

Aktiv og passiv transport er to metoder, der transporterer molekyler hen over cellemembranen. En cellemembran er en multi-task-enhed, der giver strukturen til cellen og samtidig beskytter det cytosoliske indhold fra det ekstracellulære miljø. Molekylernes bevægelse ind og ud af cellen bestemmes af phospholipid -dobbeltlaget og opretholder en delikat homeostase af cellen. Fosfolipid-dobbeltlaget er halvgennemtrængeligt, så nogle molekyler frit kan passere membranen gennem en koncentrationsgradient og nogle molekyler til at bruge særlige strukturer for at passere membranen og andre til at passere membranen ved at udnytte cellulær energi. Det hovedforskel mellem aktiv og passiv transport er det aktiv transport pumper molekyler mod koncentrationsgradienten ved hjælp af ATP -energi hvorimod passiv transport tillader molekylerne at passere membranen gennem en koncentrationsgradient, der ikke kræver cellulær energi.

Denne artikel ser på,

1. Hvad er aktiv transport - Definition, typer, funktion, hvordan det fungerer 2. Hvad er passiv transport - Definition, typer, funktion, hvordan det fungerer 3. Hvad er forskellen mellem aktiv og passiv transport

Hvad er aktiv transport

Aktiv transport er bevægelse af molekyler hen over membranen mod koncentrationsgradienten ved hjælp af enzymer og brug af cellulær energi. Det er påkrævet for akkumulering af molekyler som glucose, aminosyrer og ioner inde i cellen i høje koncentrationer. To typer aktiv transport kan identificeres: primær aktiv transport og sekundær aktiv transport.

Primær aktiv transport

Under primær aktiv transport genkendes tilstedeværelsen af ​​stoffer i den ekstracellulære væske, der kræves af cellen, af de specialiserede transmembranproteiner på cellemembranen, der fungerer som pumper til transport af molekyler. Disse transmembranproteiner drives af ATP. Den primære aktive transport er mest tydelig i natrium/kaliumpumpen (Na+/K+ ATPase), som bevarer cellens hvilepotentiale. Energien frigivet ved hydrolyse af ATP bruges til at pumpe tre natriumioner ud af cellen og to kaliumioner ind i cellen. Her transporteres natriumioner fra en lavere koncentration på 10 mM til en højere koncentration på 145 mM. Kaliumioner transporteres fra en 140 mM koncentration inde i cellen til en 5 mM koncentration af ekstracellulær væske. Proton/kaliumpumpen (H+/K+ ATPase) findes i slimhinden i maven og opretholder et surt miljø inde i maven. Omeprazol er en proton/kaliumpumpehæmmer, der reducerer sure opstød inde i maven. Under både oxidativ fosforylering og fotofosforylering af elektrontransportkæder bruges primær aktiv transport også til at skabe en reducerende effekt. Virkningen af ​​natrium/kaliumpumpe er vist i figur 1.

Figur 1: Natrium/kaliumpumpe

Sekundær aktiv transport

Sekundær aktiv transport drives af en elektrokemisk gradient. Her dannes kanaler af poreformende proteiner. En samtidig bevægelse af et andet stof mod koncentrationsgradienten observeres med den sekundære aktive transport. Derfor kan kanalproteinerne involveret i den sekundære aktive transport identificeres som cotransporters. Der er to typer cotransporters: antiporters og symporters. Særlig ion og det opløste stof transporteres i modsatte retninger af antiportere. Natrium/calciumveksler, som tillader genoprettelse af calciumionkoncentrationen i kardiomyocytten efter aktionspotentialet, er det mest almindelige eksempel for antiportere. Ioner transporteres gennem koncentrationsgradienten, mens opløst stof transporteres mod koncentrationsgradienten af ​​symportere. Her transporteres begge molekyler i samme retning hen over cellemembranen. SGLT2 er en symporter, der transporterer glukose ind i cellen sammen med natriumionerne. Funktionen af ​​symporter og antiporter er vist i figur 2.

Figur 2: Handlingen fra Symporter og Antiporter

Hvad er passiv transport

Passiv transport er bevægelse af molekyler hen over membranen gennem en koncentrationsgradient uden brug af cellulær energi af bevægelsen. Den bruger naturlig entropi til at flytte molekyler fra en højere koncentration til en lavere koncentration, indtil koncentrationen bliver udlignet. Derefter vil der ikke være nogen nettobevægelse af molekyler ved ligevægten. Fire hovedtyper af passiv transport findes: osmose, simpel diffusion, lettere diffusion og filtrering. Den simple bevægelse af molekyler hen over en permeabel membran kaldes simpel diffusion. Små, upolare molekyler bruger simpel diffusion. Diffusionsafstanden bør være mindre for at opretholde et bedre flow. Passiv transport over membranen er vist i figur 3.

Figur 3: Passiv transport

I løbet af lettere diffusion, bruges specielle transportproteiner til at styre bevægelsen af ​​polare molekyler og store ioner. Disse transportproteiner er glycoproteiner og er specifikke for et bestemt protein. GLUT4 er en glukosetransportør, der transporterer glukose fra blodbanen til cellen. Det findes mest i fedt og skeletmuskler. Tre typer transportproteiner er involveret i den lette diffusion: kanalproteiner, aquaporiner og bærerproteiner. Kanalproteiner lave hydrofobe tunneler hen over membranen, så de udvalgte hydrofobe molekyler kan passere gennem membranen. Nogle kanalproteiner åbnes hele tiden, og nogle er lukket som ionkanalproteiner. Aquaporiner lad vand passere membranen hurtigt. Bæreproteiner ændrer deres form og transporterer målmolekyler over membranen. Lettere diffusion af bærerproteiner er vist i figur 4.

Figur 4: lettere diffusion

Filtrering er bevægelsen af ​​opløste stoffer sammen med vand på grund af det hydrostatiske tryk, der genereres af det kardiovaskulære system. Det forekommer i Bowmans kapsel i nyrerne. Osmose er vandets bevægelse hen over en selektivt permeabel membran. Det sker fra et højt vandpotentiale til et lavt vandpotentiale.

Forskellen mellem aktiv og passiv transport

Definition

Aktiv transport: Aktiv transport pumper molekyler gennem cellemembranen mod koncentrationsgradienten.

Passiv transport: Passiv transport tillader molekyler at passere cellemembranen gennem en koncentrationsgradient.

Brug af mobil energi

Aktiv transport: Aktiv transport udnytter cellulær energi i form af ATP.

Passiv transport: Passiv transport kræver ikke mobil energi.

Transportformer

Aktiv transport: Endocytose, eksocytose, udskillelse af stoffer i blodbanen og natrium/kaliumpumpe er typerne af aktiv transport.

Passiv transport: Diffusion, lettere diffusion og osmose er typerne af passiv transport.

Rolle

Aktiv transport: Aktiv transport tillader molekyler at passere cellemembranen, hvilket forstyrrer ligevægten, der er etableret ved diffusionen.

Passiv transport: En dynamisk ligevægt mellem vand, næringsstoffer, gasser og affald opretholdes ved passiv transport mellem cytosol og ekstracellulært miljø.

Transport af partikler

Aktiv transport: Ioner, store proteiner, komplekse sukkerarter samt celler transporteres ved aktiv transport.

Passiv transport: Vandopløselige molekyler som små monosaccharider, lipider, kønshormoner, kuldioxid, ilt og vand transporteres ved passiv transport.

Betydning

Aktiv transport: Aktiv transport er påkrævet for indgang af store, uopløselige molekyler i cellen.

Passiv transport: Passiv transport tillader vedligeholdelse af en delikat homeostase mellem cytosol og ekstracellulær væske.

Konklusion

Aktiv og passiv transport er de to metoder til transport af molekyler hen over cellemembranen. Aktiv transport pumper molekyler mod en koncentrationsgradient ved hjælp af cellulær energi. I primær aktiv transport bruges ATP som energi. I sekundær aktiv transport bruges den elektrokemiske gradient til at flytte molekyler hen over membranen. Næringsstoffer koncentreres i cellen ved hjælp af aktiv transport. Passiv diffusion tillader små, upolare molekyler at bevæge sig hen over membranen. Det sker kun gennem en koncentrationsgradient. Derfor udnyttes ingen energi ved processen. Osmose og filtrering er også metoder til passiv diffusion. Den største forskel mellem aktiv transport og passiv transport er imidlertid deres mekanismer til transport af molekyler hen over membranen.

Reference: 1. "Passiv transport og aktiv transport over en cellemembranartikel (artikel)." Khan Academy. N.p., n.d. Web. 03. maj 2017. 2. ”Spredning og passiv transport.” Khan Academy. N.p., n.d. Web. 03. maj 2017.

Billede høflighed: 1. “Scheme sodium-potassium pump-en” Af LadyofHats Mariana Ruiz Villarreal-Eget arbejde. Billede omdøbt fra billede: Sodium-Potassium_pump.svg (Public Domain) via Commons Wikimedia2. “Porters” Af Lupask - Eget arbejde, Public Domain) via Commons Wikimedia3. “Figur 05 02 02” Af CNX OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia4. “Blausen 0213 CellularDiffusion” Af Blausen.com -personale (2014). “Medicinsk galleri af Blausen Medical 2014”. WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. - Eget arbejde (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia