Aktywność komórkowa jest podstawą wszelkiego życia. Nawet największe i najbardziej złożone organizmy na Ziemi opierają się na biologicznych procesach przeprowadzanych przez biliony mikroskopijnych komórek. Poszczególne komórki spełniają swoje funkcje biologiczne, transportując różne materiały do iz ich wielokomórkowych gospodarzy. Niektóre substancje, które nie mogą łatwo przejść przez błonę komórkową, wykorzystują fascynującą metodę transportu zwaną dyfuzją ułatwioną.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Niektóre duże, polarne, naładowane elektrycznie lub nierozpuszczalne w lipidach cząsteczki wymagają pomocy w dyfuzji przez błonę plazmatyczną. Ułatwiona dyfuzja za pomocą białek nośnikowych lub kanałów jonowych pozwala tym ważnym cząsteczkom (takim jak glukoza) przejść przez błonę.
Skóra komórki
Cienka warstwa zwana błoną plazmatyczną otacza komórki i utrzymuje integralność komórki, zawierając płyn komórkowy lub cytoplazmę oraz wyspecjalizowane struktury zwane organellami. Błona plazmatyczna reguluje również substancje, które wchodzą lub wychodzą z wnętrza komórki. Komórki dysponują różnymi metodami przemieszczania cząsteczek przez błonę komórkową, a metody te dzielą się na dwie ogólne kategorie: transport pasywny i transport aktywny. Komórka musi zużywać energię, aby osiągnąć aktywny transport, podczas gdy transport pasywny nie wymaga energii komórkowej. Ułatwiona dyfuzja jest przykładem transportu pasywnego.
Cząsteczki przepływają od wysokiego do niskiego
Dyfuzja to proces, w którym cząsteczki naturalnie przepływają z obszarów o wysokim stężeniu do obszarów o niskim stężeniu. Jednak niektóre cząsteczki nie mogą swobodnie wchodzić lub wychodzić z komórki pod wpływem gradientu stężenia, ponieważ nie są kompatybilny z błoną komórkową, która jest mniej przepuszczalna dla cząsteczek, które są duże, polarne, naładowane elektrycznie lub nierozpuszczalny w tłuszczach. Dzięki ułatwionej dyfuzji komórka może „pomóc” niektórym z tych cząsteczek przejść przez błonę plazmatyczną przez wiążąc je ze specjalnymi białkami nośnikowymi lub otwierając kanały między komórką a otoczeniem środowisko.
Ułatwienie glukozowe
Glukoza to cząsteczka cukru, która służy jako podstawowe źródło energii dla wielu komórek. Poza komórką krwiobieg stale dostarcza glukozę, podczas gdy wewnątrz komórki metabolizm komórkowy nieustannie zużywa glukozę. W rezultacie stężenie glukozy na zewnątrz komórki pozostaje wyższe niż stężenie wewnątrz komórki, ale cząsteczka glukozy jest zbyt duża, aby przejść przez błonę komórkową bez pomocy. W ten sposób komórka dostarcza specyficzne dla glukozy białka nośnikowe, które wiążą się z cząsteczkami glukozy i umożliwiają im wejście do komórki.
Kanały jonowe
Ułatwiona dyfuzja przez białka nośnikowe jest powszechna dla wielu większych cząsteczek, które nie mogą łatwo przejść przez błonę plazmatyczną. Przykłady obejmują fruktozę i galaktozę, które są monosacharydami, takimi jak glukoza; aminokwasy, budulec białek; oraz nukleozydy, które są niezbędne do syntezy DNA i RNA. Inny rodzaj ułatwionej dyfuzji obejmuje białka kanałowe, które nie wiążą się z cząsteczkami ale raczej otwórz kanał, który pozwala na szybki transport mniejszych cząsteczek i jonów, takich jak:
- sód
- potas
- wapń
- chlor