Η κυτταρική δραστηριότητα είναι η βάση όλης της ζωής. Ακόμη και οι μεγαλύτεροι και πιο περίπλοκοι οργανισμοί στη Γη βασίζονται στις βιολογικές διεργασίες που πραγματοποιούνται από τρισεκατομμύρια μικροσκοπικά κύτταρα. Τα μεμονωμένα κύτταρα εκπληρώνουν τις βιολογικές τους λειτουργίες μεταφέροντας διάφορα υλικά από και προς τους πολυκυτταρικούς ξενιστές τους. Ορισμένες ουσίες που δεν μπορούν να περάσουν εύκολα από την κυτταρική μεμβράνη χρησιμοποιούν μια συναρπαστική μέθοδο μεταφοράς που ονομάζεται διευκόλυνση της διάχυσης.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Μερικά μεγάλα, πολικά, ηλεκτρικά φορτισμένα ή αδιάλυτα στα λιπίδια μόρια χρειάζονται βοήθεια για διάχυση σε όλη τη μεμβράνη του πλάσματος. Η διευκόλυνση της διάχυσης με τη χρήση πρωτεϊνών φορέα ή καναλιών ιόντων επιτρέπει σε αυτά τα σημαντικά μόρια (όπως η γλυκόζη) να διασχίσουν τη μεμβράνη.
Το δέρμα ενός κυττάρου
Ένα λεπτό στρώμα που ονομάζεται μεμβράνη πλάσματος περικλείει κύτταρα και διατηρεί την ακεραιότητα του κυττάρου περιέχοντας κυτταρικό υγρό ή κυτταρόπλασμα και εξειδικευμένες δομές που ονομάζονται οργανίδια. Η μεμβράνη πλάσματος ρυθμίζει επίσης τις ουσίες που εισέρχονται ή εξέρχονται από το εσωτερικό του κυττάρου. Τα κύτταρα έχουν μια ποικιλία μεθόδων για την κίνηση μορίων μέσω της κυτταρικής μεμβράνης και αυτές οι μέθοδοι εμπίπτουν σε δύο γενικές κατηγορίες: παθητική μεταφορά και ενεργή μεταφορά. Ένα κύτταρο πρέπει να καταναλώνει ενέργεια για να επιτύχει ενεργή μεταφορά ενώ η παθητική μεταφορά δεν απαιτεί κυτταρική ενέργεια. Η διευκόλυνση της διάχυσης είναι ένα παράδειγμα παθητικής μεταφοράς.
Ροή μορίων από υψηλή σε χαμηλή
Η διάχυση είναι η διαδικασία με την οποία τα μόρια ρέουν φυσικά από περιοχές υψηλής συγκέντρωσης σε περιοχές χαμηλής συγκέντρωσης. Ορισμένα μόρια, ωστόσο, δεν μπορούν ελεύθερα να εισέλθουν ή να εξέλθουν από ένα κελί υπό την επίδραση μιας βαθμίδας συγκέντρωσης επειδή δεν είναι συμβατό με τη μεμβράνη πλάσματος του κυττάρου, η οποία είναι λιγότερο διαπερατή από μόρια που είναι μεγάλα, πολικά, ηλεκτρικά φορτισμένα ή αδιάλυτα στα λιπίδια. Με τη διευκόλυνση της διάχυσης, το κύτταρο μπορεί να "βοηθήσει" μερικά από αυτά τα μόρια να περάσουν μέσω της μεμβράνης πλάσματος δέσμευσή τους σε ειδικές πρωτεΐνες φορέα ή ανοίγοντας κανάλια μεταξύ του κυττάρου και του περιβάλλοντος περιβάλλον.
Διευκόλυνση γλυκόζης
Η γλυκόζη είναι ένα μόριο σακχάρου που χρησιμεύει ως η βασική πηγή ενέργειας για πολλά κύτταρα. Έξω από το κύτταρο, η κυκλοφορία του αίματος τροφοδοτεί συνεχώς γλυκόζη ενώ μέσα στο κύτταρο, ο κυτταρικός μεταβολισμός καταναλώνει συνεχώς γλυκόζη. Ως αποτέλεσμα, η συγκέντρωση γλυκόζης έξω από το κύτταρο παραμένει υψηλότερη από τη συγκέντρωση στο εσωτερικό του κυττάρου, αλλά το μόριο γλυκόζης είναι πολύ μεγάλο για να περάσει μέσα από τη μεμβράνη πλάσματος χωρίς υποβοήθηση. Έτσι, το κύτταρο παρέχει ειδικές για γλυκόζη πρωτεΐνες φορείς που συνδέονται με μόρια γλυκόζης και τους επιτρέπουν να εισέλθουν στο κύτταρο.
Ιόνια κανάλια
Η διευκόλυνση της διάχυσης μέσω πρωτεϊνών φορέων είναι κοινή για μια ποικιλία μεγαλύτερων μορίων που δεν μπορούν εύκολα να περάσουν μέσω της μεμβράνης του πλάσματος. Παραδείγματα περιλαμβάνουν φρουκτόζη και γαλακτόζη, οι οποίες είναι μονοσακχαρίτες όπως η γλυκόζη. αμινοξέα, τα δομικά στοιχεία των πρωτεϊνών. και νουκλεοζίτες, τα οποία είναι απαραίτητα για σύνθεση DNA και RNA. Ένας διαφορετικός τύπος διευκόλυνσης διάχυσης περιλαμβάνει πρωτεΐνες διαύλου, οι οποίες δεν συνδέονται με μόρια αλλά μάλλον ανοίξτε ένα κανάλι που επιτρέπει την ταχεία μεταφορά μικρότερων μορίων και ιόντων, όπως:
- νάτριο
- κάλιο
- ασβέστιο
- χλώριο