Difusão facilitada: definição, exemplo e fatores

Enquanto realizam funções como crescimento, divisão e síntese, as células usam e produzem substâncias que devem ser capazes de atravessar as membranas celulares e organelas.

As membranas celulares semipermeáveis ​​permitem que algumas moléculas viajem através de um gradiente de concentração do lado de alta concentração da membrana para o lado de baixa concentração por meio de difusão simples.

Difusão facilitada permite que outras moléculas importantes se cruzem de maneira seletiva, pois usa proteínas embutidas na membrana celular para permitir a passagem de certas substâncias.

O proteínas de membrana de difusão facilitada ou formam aberturas na membrana e controlam o que pode passar, ou carregam ativamente moléculas específicas através da membrana. Este processo é especialmente importante para controlar o fluxo de íons porque muitas funções celulares dependem da presença de certos íons para permitir que uma reação química prossiga.

Além dos íons, as proteínas transportadoras também podem facilitar a passagem de grandes moléculas, como a glicose.

As substâncias que a célula produz ou de que necessita podem ser transportadas através das membranas celulares e organelas de várias maneiras. Transporte passivo não requer uma entrada de energia e usa o gradiente de concentração para impulsionar o movimento das moléculas.

No simples difusão tipo de transporte passivo, a difusão ocorre através de uma membrana semipermeável do lado com maior concentração da substância transportada para o lado com baixa concentração. A substância atravessa a membrana no gradiente de concentração, mas algumas moléculas são bloqueadas.

Se as moléculas bloqueadas tiverem que atravessar a membrana porque são necessárias no outro lado, a difusão facilitada pode transportar moléculas específicas.

O método de difusão funciona por meio de proteínas embutidas na membrana, mas ainda depende do gradiente de concentração para impulsionar o movimento molecular através da membrana. Não requer energia, mas as proteínas podem ser seletivas quanto às moléculas que transportam.

Às vezes, as moléculas precisam ser transportadas através das membranas de um lado com baixa concentração para o lado que tem uma concentração alta. Isso vai contra o gradiente de concentração e requer energia.

Células que realizam transporte Ativo produziram energia e a armazenaram em trifosfato de adenosina (ATP) moléculas.

Transporte Ativo baseia-se em proteínas semelhantes às usadas para difusão facilitada, mas usam a energia do ATP para transportar moléculas através da membrana contra o gradiente de concentração.

Depois de formar uma ligação com a molécula a ser transportada, eles usam um grupo fosfato do ATP para mudar de forma e depositar a molécula do outro lado da membrana.

Membranas celulares pode permitir a passagem de muitas moléculas pequenas, mas íons carregados e moléculas maiores são geralmente bloqueados. A difusão facilitada é um método pelo qual essas substâncias podem entrar e sair das células. Proteínas transportadoras embutidas na membrana podem facilitar a passagem de íons de duas maneiras.

Algumas proteínas estão dispostas em torno de uma passagem central e criam um orifício na membrana plasmática da célula, abrindo um caminho através do ácidos graxos do interior da membrana. Íons específicos podem passar por essas aberturas, mas as proteínas transportadoras são projetadas para permitir que apenas um tipo de íon passe.

Outras proteínas não formam aberturas, mas transportam grandes moléculas através das membranas celulares. A transferência ainda é alimentada por um gradiente de concentração, mas as proteínas transportadoras se ligam ativamente à substância que estão transportando.

A parte da proteína que fica fora da membrana celular no espaço extracelular se liga à molécula da substância a ser transportada e a libera para o interior da célula.

Normalmente o hidrofóbico os ácidos graxos não polares das membranas bloqueiam a passagem de moléculas polares carregadas, como os íons de sódio. As proteínas transportadoras que fornecem aberturas para esses íons atraem os íons e facilitam sua passagem pelos canais iônicos.

Eles podem ser projetados para e deixar passar apenas os íons de sódio, mas não outros, como os íons de potássio. As aberturas da proteína transportadora também podem controlar o fluxo de íons, fechando quando a célula não precisa de mais íons.

Para o transporte de moléculas de glicose, que normalmente são grandes demais para passar pela membrana, proteínas transportadoras de glicose têm um local onde podem se ligar às moléculas de glicose. Eles se fixam e facilitam o transporte de glicose através da membrana celular. A localização de uma proteína transportadora torna-se uma lacuna permeável na membrana que não permite que a molécula de glicose cruze para outro lugar.

As células em organismos multicelulares precisam coordenar suas atividades, como quando crescer e quando se dividir. As células realizam essa coordenação sinalizando em que tipo de atividade estão envolvidas e o que é necessário, liberando substâncias químicas de sinalização. A difusão facilitada ajuda na sinalização celular.

Os sinais podem ser locais ou de longa distância, afetando células na vizinhança imediata ou células em outros órgãos e tecidos. Em cada caso, as moléculas de sinalização viajam entre as células e precisam entrar nas células-alvo ou se anexar à sua membrana para entregar o sinal.

As proteínas de difusão facilitada podem permitir que essas moléculas de sinalização entrem nas células conforme necessário e fechem o ciclo de comunicação.

Porque a difusão facilitada é um mecanismo de transporte passivo, é governado por fatores no ambiente imediato onde o transporte está ocorrendo.

Existem quatro desses fatores:

• Concentração: A difusão facilitada depende da energia potencial representada pelo gradiente de concentração. Uma diferença maior entre os lados de alta e baixa concentração significa um gradiente mais alto e uma difusão mais rápida.
• Capacidade de proteína transportadora: A taxa de ligação entre a substância a ser transferida e a proteína, junto com a velocidade de transferência, afeta a taxa de difusão.
• Número de sítios de proteína carreadora: Mais sites significa maior capacidade de difusão e difusão mais rápida.
• Temperatura: As reações químicas dependem da temperatura, e uma temperatura mais alta significa um progresso de reação mais rápido e uma difusão mais rápida.

Embora as células possam controlar o número de sítios de proteína carreadora, a capacidade da proteína carreadora é fixa, e o a célula tem uma capacidade limitada de controlar a temperatura do processo e a concentração da substância fora do célula. A capacidade de fechar a atividade do sítio da proteína transportadora torna-se importante para controlar os processos celulares.

A difusão simples atende às necessidades das células em termos de pequenas moléculas apolares, mas outras substâncias importantes não podem atravessar facilmente as membranas. Moléculas polares e moléculas maiores não podem se difundir através das membranas plasmáticas semipermeáveis ​​das células e organelas porque a camada interna de lipídios e ácidos graxos as bloqueia.

A difusão facilitada permite que substâncias com moléculas polares ou grandes entrem e saiam das células de maneira controlada.

Glicose e aminoácidos, por exemplo, são moléculas grandes que desempenham um papel fundamental nas funções celulares. A glicose é um nutriente importante e os aminoácidos são usados ​​para muitos processos celulares, incluindo a divisão celular.

Para que esses processos prossigam, a difusão facilitada permite que as moléculas atravessem as membranas celulares e as membranas de organelas, como o núcleo.

Mesmo moléculas menores, como o oxigênio, podem se beneficiar da difusão facilitada. Embora o oxigênio possa se difundir através das membranas, a difusão facilitada através das proteínas transportadoras aumenta a taxa de transferência e ajuda nas funções das células sanguíneas e dos músculos.

No geral, essas proteínas embutidas na membrana desempenham um papel vital em uma variedade de processos celulares.

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