Rakuline aktiivsus on kogu elu alus. Isegi Maa suurimad ja keerukamad organismid toetuvad triljonite mikroskoopiliste rakkude poolt läbi viidud bioloogilistele protsessidele. Üksikud rakud täidavad oma bioloogilisi funktsioone, transportides mitmesuguseid materjale oma paljurakulistesse peremeestesse ja tagasi. Mõned ained, mis ei suuda rakumembraani hõlpsalt läbida, kasutavad põnevat transpordimeetodit, mida nimetatakse hõlbustatud difusiooniks.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Mõned suured, polaarsed, elektriliselt laetud või lipiidides lahustumatud molekulid vajavad plasmamembraani difundeerimiseks abi. Kandevalkude või ioonikanalite abil hõlbustatud difusioon võimaldab neil olulistel molekulidel (nagu glükoos) membraanist läbi minna.
Raku nahk
Plasma membraaniks nimetatud õhuke kiht sulgeb rakud ja säilitab raku terviklikkuse, sisaldades rakuvedelikku ehk tsütoplasmat ja spetsiaalseid struktuure, mida nimetatakse organellideks. Plasma membraan reguleerib ka aineid, mis sisenevad raku sisemusse või väljuvad sellest. Rakkudel on molekulide liikumiseks läbi rakumembraani erinevaid meetodeid ja need meetodid jagunevad kahte üldkategooriasse: passiivne transport ja aktiivne transport. Rakk peab aktiivse transpordi saavutamiseks kulutama energiat, samas kui passiivne transport ei vaja raku energiat. Hõlbustatud difusioon on näide passiivsest transpordist.
Molekulid voolavad kõrgelt madalale
Difusioon on protsess, mille käigus molekulid voolavad loomulikult kõrge kontsentratsiooniga piirkondadest madala kontsentratsiooniga piirkondadesse. Mõned molekulid ei saa kontsentratsiooni gradiendi mõjul aga rakku vabalt siseneda ega sealt väljuda, kuna nad seda ei tee ühildub raku plasmamembraaniga, mis on vähem läbilaskev molekulidele, mis on suured, polaarsed, elektriliselt laetud või lipiidides lahustumatu. Lihtsustatud difusiooni korral saab rakk "aidata" mõnel neist molekulidest läbi plasmamembraani sidudes need spetsiaalsete kandevalkudega või avades kanaleid raku ja ümbritseva vahel keskkond.
Glükoosi hõlbustamine
Glükoos on suhkru molekul, mis on paljude rakkude jaoks peamine energiaallikas. Väljaspool rakku tarnib vereringe pidevalt glükoosi, samas kui raku sees tarbib raku metabolism pidevalt glükoosi. Selle tulemusel jääb glükoosi kontsentratsioon väljaspool rakku kontsentratsioonist rakus kõrgemaks, kuid glükoosi molekul on liiga suur, et abita plasmamembraani läbida. Seega annab rakk glükoosispetsiifilisi kandevalkusid, mis seonduvad glükoosimolekulidega ja võimaldavad neil rakku siseneda.
Ioonkanalid
Kandevalkude kaudu hõlbustatud difusioon on tavaline paljude suuremate molekulide puhul, mis ei pääse plasmamembraani hõlpsalt läbi. Näited hõlmavad fruktoosi ja galaktoosi, mis on monosahhariidid nagu glükoos; aminohapped, valkude ehitusmaterjalid; ja nukleosiidid, mis on vajalikud DNA ja RNA sünteesiks. Erinevat tüüpi hõlbustatud difusioon hõlmab kanalivalke, mis ei seondu molekulidega vaid pigem avage kanal, mis võimaldab kiiremini transportida väiksemaid molekule ja ioone, näiteks:
- naatrium
- kaalium
- kaltsium
- kloor