Cellulær aktivitet er grundlaget for alt liv. Selv de største og mest komplekse organismer på jorden er afhængige af de biologiske processer udført af billioner af mikroskopiske celler. Individuelle celler udfører deres biologiske funktioner ved at transportere forskellige materialer til og fra deres multicellulære værter. Nogle stoffer, der ikke let kan passere gennem cellemembranen, bruger en fascinerende transportmetode kaldet facilitated diffusion.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Nogle store, polære, elektrisk ladede eller lipiduopløselige molekyler kræver hjælp til at diffundere over plasmamembranen. Forenklet diffusion ved hjælp af bærerproteiner eller ionkanaler gør det muligt for disse vigtige molekyler (som glukose) at krydse membranen.
Huden af en celle
Et tyndt lag kaldet plasmamembranen lukker celler og opretholder cellens integritet ved at indeholde cellulær væske eller cytoplasma og specialiserede strukturer kaldet organeller. Plasmamembranen regulerer også de stoffer, der kommer ind i eller forlader det indre af cellen. Celler har en række forskellige metoder til at flytte molekyler gennem cellemembranen, og disse metoder falder i to generelle kategorier: passiv transport og aktiv transport. En celle skal bruge energi til at udføre aktiv transport, mens passiv transport ikke kræver cellulær energi. Let diffusion er et eksempel på passiv transport.
Molekyler flyder fra høj til lav
Diffusion er den proces, hvorved molekyler naturligt strømmer fra områder med høj koncentration til områder med lav koncentration. Nogle molekyler kan imidlertid ikke frit komme ind i eller forlade en celle under indflydelse af en koncentrationsgradient, fordi de ikke er det kompatibel med cellens plasmamembran, som er mindre permeabel for molekyler, der er store, polære, elektrisk ladede eller lipiduopløselig. Med lettere diffusion kan cellen "hjælpe" nogle af disse molekyler passere gennem plasmamembranen binder dem til specielle bærerproteiner eller ved at åbne kanaler mellem cellen og det omgivende miljø.
Glukosefacilitering
Glukose er et sukkermolekyle, der fungerer som den grundlæggende energikilde for mange celler. Uden for cellen tilfører blodbanen konstant glukose, mens cellulær metabolisme konstant forbruger glukose inde i cellen. Som et resultat forbliver koncentrationen af glukose uden for cellen højere end koncentrationen inde i cellen, men glukosemolekylet er for stor til at passere gennem plasmamembranen uden hjælp. Således tilvejebringer cellen glukosespecifikke bærerproteiner, der binder til glukosemolekyler og tillader dem at komme ind i cellen.
Ion kanaler
Forenklet diffusion via bærerproteiner er almindelig for en række større molekyler, der ikke let kan passere gennem plasmamembranen. Eksempler indbefatter fruktose og galactose, som er monosaccharider som glucose; aminosyrer, byggestenene til proteiner; og nukleosider, som er nødvendige til DNA- og RNA-syntese. En anden type lettere diffusion involverer kanalproteiner, som ikke binder til molekyler men åbn snarere en kanal, der muliggør hurtig transport af mindre molekyler og ioner, såsom:
- natrium
- kalium
- kalk
- klor