Bunková aktivita je základom celého života. Aj tie najväčšie a najkomplexnejšie organizmy na Zemi sa spoliehajú na biologické procesy uskutočňované biliónmi mikroskopických buniek. Jednotlivé bunky plnia svoje biologické funkcie transportom rôznych materiálov do a zo svojich mnohobunkových hostiteľov. Niektoré látky, ktoré nemôžu ľahko prejsť cez bunkovú membránu, používajú fascinujúcu transportnú metódu nazývanú uľahčená difúzia.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Niektoré veľké, polárne, elektricky nabité alebo v tukoch nerozpustné molekuly vyžadujú asistenciu pri difúzii cez plazmatickú membránu. Uľahčená difúzia pomocou nosných proteínov alebo iónových kanálov umožňuje týmto dôležitým molekulám (napríklad glukóze) prechádzať cez membránu.
Koža bunky
Tenká vrstva nazývaná plazmatická membrána obklopuje bunky a udržuje celistvosť bunky tým, že obsahuje bunkovú tekutinu alebo cytoplazmu a špeciálne štruktúry nazývané organely. Plazmatická membrána tiež reguluje látky, ktoré vstupujú do bunky alebo z nej vychádzajú. Bunky majú rôzne spôsoby pohybu molekúl cez bunkovú membránu a tieto metódy spadajú do dvoch všeobecných kategórií: pasívny transport a aktívny transport. Bunka musí vynaložiť energiu na dosiahnutie aktívneho transportu, zatiaľ čo pasívny transport nevyžaduje bunkovú energiu. Uľahčená difúzia je príkladom pasívneho transportu.
Molekuly prúdia od najvyšších po najnižšie
Difúzia je proces, pri ktorom molekuly prirodzene prúdia z oblastí s vysokou koncentráciou do oblastí s nízkou koncentráciou. Niektoré molekuly však nemôžu voľne vstupovať do bunky alebo z nej vystupovať pod vplyvom koncentračného gradientu, pretože nie sú kompatibilný s plazmatickou membránou bunky, ktorá je menej priepustná pre molekuly, ktoré sú veľké, polárne, elektricky nabité alebo lipid nerozpustný. Vďaka uľahčenej difúzii môže bunka „pomôcť“ niektorým z týchto molekúl prechádzať cez plazmatickú membránu ich väzbou na špeciálne nosné proteíny alebo otvorením kanálov medzi bunkou a okolím prostredie.
Uľahčenie glukózy
Glukóza je molekula cukru, ktorá slúži ako základný zdroj energie pre mnoho buniek. Krvný obeh mimo bunky neustále dodáva glukózu, zatiaľ čo vo vnútri bunky bunkový metabolizmus glukózu neustále spotrebúva. Výsledkom je, že koncentrácia glukózy mimo bunky zostáva vyššia ako koncentrácia vo vnútri bunky, ale molekula glukózy je príliš veľká na to, aby prešla plazmatickou membránou bez pomoci. Bunka teda poskytuje glukózovo špecifické nosné proteíny, ktoré sa viažu na molekuly glukózy a umožňujú im vstup do bunky.
Iónové kanály
Uľahčená difúzia cez nosné proteíny je bežná pre rôzne väčšie molekuly, ktoré nemôžu ľahko prechádzať cez plazmatickú membránu. Príklady zahŕňajú fruktózu a galaktózu, čo sú monosacharidy, ako je glukóza; aminokyseliny, stavebné prvky bielkovín; a nukleozidy, ktoré sú potrebné na syntézu DNA a RNA. Iný typ uľahčenej difúzie zahrnuje kanálové proteíny, ktoré sa neviažu na molekuly ale radšej otvorte kanál, ktorý umožňuje rýchly transport menších molekúl a iónov, ako napríklad:
- sodík
- draslík
- vápnik
- chlór