Pasivní transport kanálových proteinů: Jak, proč, typy, podrobná fakta

by

Pasivní transportní systém kanálových proteinů je jedním z nejdůležitějších membránových transportních systémů v buňkách. Zde budeme diskutovat o všech možných aspektech pasivního transportu kanálových proteinů.

Pasivní transport kanálových proteinů je speciální druh membránového proteinového transportního systému. K transportu molekul nepotřebuje energii. Podílí se na tom speciální druh membránových proteinů nazývaných kanálové proteiny. Otevřením pórů nebo kanálů tyto proteiny stimulují molekulární transport přes cytoplazmatickou membránu.

Namísto použití molekul ATP k transportu umožňuje molekulám proudit podle jejich koncentračního gradientu.

Pasivní transport kanálových proteinů z Wikimedia commons

Co jsou pasivní přepravní kanály?

Pasivní transportní kanály jsou základními pilíři membránového transportního systému, který dokončuje rychlejší transport přes plazmatickou membránu. 

Pasivní transportní kanály jsou speciálním druhem hydrofilních průchodů, otevřených proteiny membránových kanálů. Tyto kanály se používají k transportu buněčných látek, jako je voda a polární ionty, přes buněčnou membránu. Molekuly, které je třeba transportovat, jsou difundovány těmito kanály až do jejich koncentračního gradientu.

kanál proteinů pasivní transport

I když rychlost dopravy přes usnadněna proces difúze velmi závisí na permeabilitě buněčné membrány. Pasivní transportní kanály mohou transportovat miliony molekul (voda a polární ionty) za sekundu, kanálové proteiny pasivní transport je vysoce molekulově specifický, umožňuje difundovat pouze konkrétní molekule nebo podobným molekulám. Polární ionty odpuzují hydrofobní oblasti buněčné membrány při průchodu skrz ni. Pasivní transportní kanály inhibují interakci mezi polárními ionty a hydrofobními oblastmi plazmatické membrány, čímž zajišťují rychlejší transport bez jakýchkoli překážek.

obrazy

Integrální membránové proteiny z Wikimedia Commons

Jak jsou kanálové proteiny zapojeny do pasivního transportu?

Kanálové proteiny pouze sledují pasivní transportní mechanismus pro procesy molekulárního transportu napříč plazmatická membrána.

Kanálové proteiny se účastní pasiv dopravu přímo. Když je aktivován kanálový protein pro transport některých specifických molekul otevírá póry nebo hydrofilní průchod. Poté molekuly procházejí cytoplazmatickou membránou pasivním transportem těmito kanály nebo průchody. 

Projekt kanálový protein nespotřebovává energii na přepravu. Umožňuje molekulám procházet přes membránu usnadněná difúze proces.

Jaké jsou tři typy pasivní dopravy?

V membránových transportních systémech, kdy transport molekul nespotřebovává energii, se nazývá pasivní transport. Obecně ji lze rozdělit do tří typů, např.

vysílání

Slovo difúze pochází z latinského slova diffundere. To znamená „rozprostírat se“.

Jedná se o důležitý transportní proces ve všech živých buňkách. Prostřednictvím procesu difúze molekuly stékají do svého koncentračního gradientu, aniž by spotřebovávaly jakoukoli energii. Existují dva různé druhy procesu difúze, jako např.

Jednoduchá difúze

Když se buněčné molekuly pohybují, aniž by spotřebovávaly energii nebo aniž by přijímaly jakoukoli pomoc od ostatních, až do jejich koncentračního gradientu, tento typ pasivní transportní proces je známý jako jednoduchá difúze. V tomto procesu tvoří molekuly vody a rozpuštěné látky mezi sebou vodíkové vazby, což jim pomáhá správně se šířit.

V bakteriálních buňkách jsou vodní látky, plyny a živiny transportovány z jednoho místa na druhé prostřednictvím jednoduchého difúzního procesu.

Usnadněná difúze

Usnadněná difúze je transportní proces, při kterém se molekuly pohybují dolů do svého koncentračního gradientu pomocí některých integrálních membránových proteinů (kanálových proteinů nebo nosných proteinů). Mechanismus usnadněné difúze se u kanálových proteinů a nosných proteinů mírně liší. V případě kanálových proteinů je usnadněná difúze jediným procesem transportu molekul přes plazmatickou membránu. Tento proces také nespotřebovává energii na transport molekul. 

Usnadněný proces difúze závisí na různých faktorech, jako je teplota, koncentrace této molekuly, difúzní vzdálenost a velikost molekul. S rostoucí teplotou se postupně zvyšuje i rychlost přepravy. Celý koncept procesu usnadněné difúze stojí na koncentraci této molekuly, když se pohybuje z oblasti s vyšší koncentrací do zóny s nižší koncentrací. Menší difúzní vzdálenost ukazuje na rychlejší transport. Větší molekuly se transportují mnohem pomaleji než ty menší. 

Většina vodních látek a polárních iontů se transportuje přes cytoplazmatickou membránu přes usnadnil procesy difúze pomocí kanálových proteinů. Nejběžnější jsou aquaporiny, iontové kanály příklady, které transportují molekuly prostřednictvím usnadněné difúze procesy.

Obrázek 09 01 04 1

Iontové kanály Usnadněná difúze od Wikimedia Commons

filtrace

Filtrace je pasivní transportní systém, ve kterém se molekuly vody a rozpuštěných látek pohybují přes buněčnou membránu přes membránové póry. Tento proces je regulován hydrostatickým tlakem generovaným tělem. Filtrační proces je obecně popsán jako fyzikální separační proces, při kterém se voda nebo molekuly rozpuštěné látky oddělují přes filtrační médium; to je také příklad pasivního transportu systém. 

Například Bowmanova kapsle v ledvinách odděluje albumin nebo jiné proteiny pouze pomocí filtračního procesu.

Osmóza

Osmóza je pasivní transport Systém, ve kterém molekuly rozpouštědla přecházejí z oblasti s nižší koncentrací do oblasti s vyšší koncentrací přes selektivně permeabilní membránu. Proces osmózy ovlivňuje transport živin, udržuje rovnováhu mezi extracelulární tekutinou a intracelulární vodou a také řídí proces difúze. 

V přírodě existují tři typy osmotických roztoků, jako např.

Izotonické řešení

V izotonické řešení buňka má stejnou koncentraci rozpuštěné látky vně i uvnitř buňky. Molekulární transport tedy probíhá z obou směrů stejnou rychlostí.

Hypertonický roztok

In hypertonické řešenívnější koncentrace solutu je vyšší než intracelulární koncentrace solutu v buňce. Molekuly vody se proto pohybují mimo buňku a způsobují smršťování buňky.

Hypotonické řešení

Když je intracelulární koncentrace rozpuštěné látky vyšší než vnější koncentrace rozpuštěné látky v buňce, nazývá se hypotonický roztok. Proto se molekuly vody pohybují směrem k intracelulárnímu prostředí, což způsobuje otoky buněk.

In rostlinné buňky absorpce a transport vody většinou závisí na procesu osmózy.

Chcete-li se dozvědět více o buňkách, přečtěte si naše články Mají lidé zvířecí buňky: Zajímavá FAKTA

Využívají kanálové proteiny energii?

Pasivní transportní systém kanálových proteinů je energeticky nezávislý pasivní transportní proces.

Kanálové proteiny nespotřebovávají energii pro molekulární transport. Když kanálový protein spustí, otevře póry nebo kanál pro některé vysoce specifické molekuly a umožní jim difundovat skrz něj. V případě proteinů gated channel se po přijetí nějakého biologického signálu aktivuje, otevře kanál, ale nespotřebovává energii.

Kanálové proteiny pouze transportují molekul usnadněným difúzním procesem, což je energeticky nezávislý proces. Dodržuje Flickův první zákon o transportu molekul přes plazmatickou membránu, to znamená, že vodní látky nebo polární ionty, které mají být transportovány, stékají do svého koncentračního gradientu bez spotřeby energie. 

Chcete-li se dozvědět více o eukaryotických buňkách, přečtěte si náš článek na Příklady eukaryotických buněk: Detailní pohledy

Používají proteinové kanály ATP?

Molekuly ATP neboli adenosintrifosfát jsou jednou ze základních molekul pro ukládání a přenos energie v buňkách. Když je potřeba energie, molekuly ATP rozbijí své fosfátové vazby a uvolní energii.

Proteinové kanály nepoužívají molekuly ATP ke spotřebě energie ke stimulaci procesu molekulárního transportu. V pasivních transportních systémech kanálových proteinů není hydrolýza ATP nezbytná. Proteinové kanály (aquaporiny, iontové kanály) umožňují pouze usnadněné difúzní procesy pro molekulární transport. 

Molekuly ATP jsou pouze potřeba v aktivním transportní mechanismus, kdy nosné proteiny buňky pohybují molekulami přes buněčnou membránu v protikladu ke svému koncentračnímu gradientu. Pouze nosné proteiny podléhají procesu hydrolýzy ATP, přeměňují ATP na molekuly ADP a spotřebovávají energii pro transportní molekuly. 

Chcete-li vědět o buňkách, přečtěte si náš článek na Mají lidé rostlinné buňky: Zajímavá fakta

Jako celek kanálové proteiny pasivní transport je jedním z nejvýznamnějších membránových transportních systémů buněk. V tomto systému jsou vodní látky a polární ionty transportovány přes membránu pouze usnadněnými difúzními procesy. Zde diskutujeme různé druhy pasivních transportních systémů v buňkách. My také vědět o faktoru potřeby energie během membránového transportu proces. Doufám, že to pro vás bude informativní.

Také čtení: