Какво е улеснена дифузия? Основни характеристики

Улеснена дифузия е вид пасивен клетъчен транспорт, при който за молекулите да се движат вътре в клетъчния разтвор, е необходима намеса на някакъв източник на енергия.

Дифузията е един от начините за транспортиране на вещества между клетките. За да възникне някакъв вид дифузия, трябва да има градиент на концентрация или, което е същото, трябва да има неравномерно разпределение на молекулите в клетъчното пространство.

Дифузията позволява процеси като обмен на газ в хрилете и белите дробове. Придвижването на молекула от всякакво вещество от водния разтвор към хидрофобната част на фосфолипидния двуслой на клетката е началото на дифузията.

Скоростта на дифузия се изразява в молекули в секунда. В дифузията се намесва мярка, която показва тенденцията на молекулата да "избяга" от водата: K.

Колкото по-голяма е стойността на К, толкова по-голяма е вероятността една молекула да се разтвори в липидния двуслой.

К, в допълнение, е мярка, пропорционална на коефициента на пропускливост на клетъчната мембрана (Р), и на разликата в концентрациите от двете страни на мембраната (C1aq-C2aq).

Има два вида дифузия: проста дифузия и улеснена дифузия.

Характеристики на улеснена дифузия

Улеснената дифузия е един вид пасивна дифузия. Извършва се чрез дълги полипептидни вериги: канални протеини и протеини на единичен транспортер.

Когато пермеазите участват в тази дифузия, транспортираното вещество се свързва с протеина от едната страна на мембраната, докато когато участват канални протеини, те не се свързват с веществото.

Каналните протеини преминават през отваряне и затваряне. Тези движения се регулират по различни начини:

Регулиране чрез свързване на лиганд

Това се случва, когато се транспортират хормони, невротрансмитери, йони или нуклеотиди.

Регулиране чрез промени в напрежението

Това се случва, когато полярността се променя в точка върху клетъчната мембрана, която променя структурата на канала и я отваря.

Механично регулиране

Това се случва благодарение на директната стимулация на мембраната.

Сред основните транспортни средства, представени в улеснено разпространение, са:

- Вездесъщите преносители на глюкоза (GLUT).

- Преносители на аминокиселини.

-Транспортиращи фактори за урея и др.

Улесняващият транспортер улеснява пътя на транслокация през мембраната.

Заслужава да се отбележи, че улесняващите транспортери представляват няколко семейства гени в човешкия геном.

Благодарение на улеснена дифузия, малки йони като К +, Na +, Cl-, монозахариди и аминокиселини могат да преминат през клетъчната мембрана.

Този процес позволява някои вещества да преминават през мембраната, без да имат директен контакт с хидрофобни липиди (които се отдалечават от водата).

Движението на молекули, които се транспортират чрез улеснена дифузия, се осъществява в полза на градиента на концентрация. Това означава, че работи само от висока до ниска концентрация.

Скоростта на клетъчния транспорт чрез улеснена дифузия е по-голяма от тази на проста дифузия, но тя зависи от броя на наличните канали в мембраната и нейната точка на насищане пристига, ако всички конвейери отиват до максималния си капацитет.

Чрез улеснена дифузия се транспортира специфичен тип молекули или група от тясно свързани молекули.

Според събраните досега доказателства, има малко транспортни протеини, но това е вещество, което влиза в повечето от клетките чрез улеснена дифузия.

Транспортният цикъл при улеснено разпространение

Транспортният цикъл, който протича в улеснения дифузионен процес, отговаря на алтернативния модел на достъп, съгласно който мястото на свързване на транспортния протеин е изложено алтернативно на една или друга страна на клетъчната мембрана.

По този начин няма отворен и неограничен път на проникване, свързващ флуидните отделения, които отделят мембраната.

След това свързването на субстрата към неговото място на свързване индуцира конформацията на запушено състояние, след което настъпват нови промени, които излагат субстрата на другата страна.

След това мястото на свързване се преориентира към повърхността на оригиналната мембрана. Този цикъл се повтаря толкова пъти, колкото е необходимо, така че веществото вече не трябва да се транспортира.

Ако концентрационният градиент на веществото се обърне по физиологични или експериментални причини, посоката на конвейера също ще бъде обърната.

От друга страна, когато концентрацията на субстрата е еднаква от двете страни на мембраната, улесняващият носител е в равновесие и неговото транспортиращо действие не е необходимо.

Пример за улеснено разпространение

Един от тези транспортни протеини е инсулин, който улеснява дифузията на глюкоза, намалявайки неговата концентрация в кръвта.

Заредените йони, разтворени във вода, могат да бъдат транспортирани само благодарение на намесата на протеини, които образуват трансмембранни канали.

Съществуват и по-големи молекули, които пресичат клетъчната мембрана благодарение на трансмембранни протеини-носители, като например пермеази.