Unterschied zwischen aktivem und passivem Transport
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Hauptunterschied - aktiver vs. passiver Transport
Aktiver und passiver Transport sind zwei Methoden, um Moleküle durch die Zellmembran zu transportieren. Eine Zellmembran ist eine Multi-Task-Einheit, die der Zelle eine Struktur verleiht und gleichzeitig den Zytosolgehalt vor der extrazellulären Umgebung schützt. Die Bewegung von Molekülen in und aus der Zelle wird durch die Phospholipid-Doppelschicht bestimmt, wodurch eine empfindliche Homöostase der Zelle aufrechterhalten wird. Die Phospholipid-Doppelschicht ist semipermeabel, was es einigen Molekülen ermöglicht, die Membran durch einen Konzentrationsgradienten frei zu passieren, und einige Moleküle verwenden spezielle Strukturen, um die Membran zu passieren, und andere, um die Membran unter Verwendung von Zellenergie zu passieren. Das Hauptunterschied zwischen aktivem und passivem Verkehr ist das Aktiver Transport pumpt Moleküle gegen den Konzentrationsgradienten mit ATP-Energie wohingegen passiver Transport ermöglicht es den Molekülen, die Membran durch einen Konzentrationsgradienten zu passieren, ohne zelluläre Energie zu benötigen.
Dieser Artikel betrachtet,
1. Was ist aktiver Transport?
- Definition, Typen, Funktion, Funktionsweise
2. Was ist passiver Transport?
- Definition, Typen, Funktion, Funktionsweise
3. Was ist der Unterschied zwischen aktivem und passivem Transport?
Was ist aktiver Transport?
Aktiver Transport ist die Bewegung von Molekülen durch die Membran gegen den Konzentrationsgradienten mit Hilfe von Enzymen und der Nutzung von Zellenergie. Es ist für die Ansammlung von Molekülen wie Glukose, Aminosäuren und Ionen in der Zelle in hohen Konzentrationen erforderlich. Es können zwei Arten des aktiven Transports unterschieden werden: primärer aktiver Transport und sekundärer aktiver Transport.
Primärer aktiver Transport
Während des primären aktiven Transports wird das Vorhandensein von Substanzen in der extrazellulären Flüssigkeit, die von der Zelle benötigt werden, von den spezialisierten Transmembranproteinen auf der Zellmembran erkannt, die als Pumpen von Transportmolekülen dienen. Diese Transmembranproteine werden von ATP angetrieben. Der primäre aktive Transport ist am offensichtlichsten in der Natrium / Kalium-Pumpe (Na + / K + ATPase), die das Ruhepotential der Zelle aufrechterhält. Die durch die Hydrolyse von ATP freigesetzte Energie wird dazu verwendet, drei Natriumionen aus der Zelle und zwei Kaliumionen in die Zelle zu pumpen. Hier werden Natriumionen von einer niedrigeren Konzentration von 10 mM zu einer höheren Konzentration von 145 mM transportiert. Kaliumionen werden von einer Konzentration von 140 mM innerhalb der Zelle zu einer Konzentration von 5 mM extrazellulärer Flüssigkeit transportiert. Die Proton / Kalium-Pumpe (H + / K + ATPase) befindet sich in der Magenschleimhaut und sorgt für eine saure Umgebung im Magen. Omeprazol ist ein Protonen- / Kaliumpumpenhemmer, der den sauren Rückfluss im Magen reduziert. Sowohl bei der oxidativen Phosphorylierung als auch bei der Photophosphorylierung der Elektronentransportkette verwenden Sie den primären aktiven Transport, um ebenfalls eine Reduktionskraft zu erzeugen. Die Wirkung der Natrium- / Kaliumpumpe ist in dargestellt Abbildung 1.
Abbildung 1: Natrium- / Kaliumpumpe
Sekundärer aktiver Transport
Sekundärer aktiver Transport wird durch einen elektrochemischen Gradienten angetrieben. Hier werden Kanäle durch porenbildende Proteine gebildet. Beim sekundären aktiven Transport wird eine gleichzeitige Bewegung eines anderen Stoffes gegen den Konzentrationsgradienten beobachtet. Somit können die am sekundären aktiven Transport beteiligten Kanalproteine als Cotransporter identifiziert werden. Es gibt zwei Arten von Cotransportern: Antiporter und Symporter. Bestimmte Ionen und der gelöste Stoff werden durch Antiporter in entgegengesetzte Richtungen transportiert. Das häufigste Beispiel für Antiporter ist der Natrium- / Calcium-Austauscher, der die Wiederherstellung der Calciumionenkonzentration in den Kardiomyozyten nach dem Aktionspotential ermöglicht. Ionen werden durch den Konzentrationsgradienten transportiert, während der gelöste Stoff von Symportern gegen den Konzentrationsgradienten transportiert wird. Hier werden beide Moleküle in die gleiche Richtung durch die Zellmembran transportiert. SGLT2 ist ein Symporter, der Glukose zusammen mit den Natriumionen in die Zelle transportiert. Die Funktion von Symporter und Antiporter ist in dargestellt Figur 2.
Abbildung 2: Die Aktion von Symporter und Antiporter
Was ist passiver Transport?
Passiver Transport ist die Bewegung von Molekülen durch die Membran durch einen Konzentrationsgradienten, wobei keine zelluläre Energie durch die Bewegung verwendet wird. Es verwendet natürliche Entropie, um Moleküle von einer höheren Konzentration zu einer niedrigeren Konzentration zu bewegen, bis sich die Konzentration angleicht. Im Gleichgewicht findet dann keine Nettobewegung von Molekülen statt. Es gibt vier Hauptarten des passiven Transports: Osmose, einfache Diffusion, erleichterte Diffusion und Filtration. Man spricht von der einfachen Bewegung von Molekülen über eine permeable Membran einfache Diffusion. Kleine, unpolare Moleküle verwenden eine einfache Diffusion. Der Diffusionsabstand sollte geringer sein, um einen besseren Fluss aufrechtzuerhalten. Passiver Transport über die Membran ist in gezeigt Figur 3.
Abbildung 3: Passiver Transport
Während erleichterte Diffusion, Spezielle Transportproteine werden verwendet, um die Bewegung polarer Moleküle und großer Ionen zu steuern. Diese Transportproteine sind Glykoproteine und sind spezifisch für ein bestimmtes Protein. Der GLUT4 ist ein Glukosetransporter, der Glukose aus dem Blutstrom in die Zelle transportiert. Es kommt hauptsächlich in der Fett- und Skelettmuskulatur vor. Drei Arten von Transportproteinen sind an der erleichterten Diffusion beteiligt: Kanalproteine, Aquaporine und Trägerproteine. Kanalproteine Machen Sie hydrophobe Tunnel über die Membran, damit die ausgewählten hydrophoben Moleküle die Membran passieren können. Etwas Kanalproteine sind zu allen Zeiten geöffnet, und einige werden wie Ionenkanalproteine angesteuert. Aquaporine Wasser schnell durch die Membran laufen lassen. Trägerproteine verändern ihre Form und transportieren Zielmoleküle durch die Membran. Die erleichterte Diffusion durch Trägerproteine ist in Abbildung 4 dargestellt.
Abbildung 4: Erleichterte Diffusion
Filtration ist die Bewegung gelöster Stoffe zusammen mit Wasser aufgrund des hydrostatischen Drucks, der durch das Herz-Kreislauf-System erzeugt wird. Es kommt in Bowmans Kapsel in der Niere vor. Osmose ist die Bewegung von Wasser über eine selektiv permeable Membran. Es kommt von einem hohen Wasserpotential zu einem niedrigen Wasserpotential.
Unterschied zwischen aktivem und passivem Transport
Definition
Aktiven Transport: Aktiver Transport pumpt Moleküle durch die Zellmembran gegen den Konzentrationsgradienten.
Passiver Transport: Durch den passiven Transport können Moleküle die Zellmembran durch einen Konzentrationsgradienten passieren.
Zelluläre Energienutzung
Aktiven Transport: Aktiver Transport nutzt zelluläre Energie in Form von ATP.
Passiver Transport: Passiver Transport erfordert keine zellulare Energie.
Arten des Transports
Aktiven Transport: Endozytose, Exozytose, Sekretion von Substanzen in den Blutkreislauf und Natrium- / Kaliumpumpe sind die Arten des aktiven Transports.
Passiver Transport: Diffusion, erleichterte Diffusion und Osmose sind die Arten des passiven Transports.
Rolle
Aktiven Transport: Durch den aktiven Transport können Moleküle die Zellmembran passieren, wodurch das durch die Diffusion hergestellte Gleichgewicht unterbrochen wird.
Passiver Transport: Ein dynamisches Gleichgewicht von Wasser, Nährstoffen, Gasen und Abfällen wird durch den passiven Transport zwischen Cytosol und extrazellulärer Umgebung aufrechterhalten.
Partikel transportieren
Aktiven Transport: Ionen, große Proteine, komplexe Zucker sowie Zellen werden durch aktiven Transport transportiert.
Passiver Transport: Wasserlösliche Moleküle wie kleine Monosaccharide, Lipide, Sexualhormone, Kohlendioxid, Sauerstoff und Wasser werden passiv transportiert.
Bedeutung
Aktiven Transport: Ein aktiver Transport ist für den Eintritt großer, unlöslicher Moleküle in die Zelle erforderlich.
Passiver Transport: Passiver Transport ermöglicht die Aufrechterhaltung einer empfindlichen Homöostase zwischen dem Cytosol und der extrazellulären Flüssigkeit.
Fazit
Aktiver und passiver Transport sind die beiden Methoden, um Moleküle durch die Zellmembran zu transportieren. Aktiver Transport pumpt Moleküle gegen einen Konzentrationsgradienten mit zellulärer Energie. Beim primären aktiven Transport wird ATP als Energie verwendet. Beim sekundären aktiven Transport wird der elektrochemische Gradient dazu verwendet, Moleküle über die Membran zu bewegen. Nährstoffe werden durch aktiven Transport in die Zelle konzentriert. Durch passive Diffusion können sich kleine, nicht polare Moleküle über die Membran bewegen. Sie tritt nur durch einen Konzentrationsgradienten auf. Daher wird vom Prozess keine Energie verbraucht. Osmose und Filtration sind auch Methoden der passiven Diffusion. Der Hauptunterschied zwischen aktivem Transport und passivem Transport besteht jedoch in ihren Mechanismen zum Transport von Molekülen durch die Membran.
Referenz:
1. "Passiver Transport und aktiver Transport durch einen Artikel über Zellmembran (Artikel)." Khan Academy. N.p., n. D. Netz. 03 Mai 2017.
2. "Diffusion und passiver Transport". Khan Academy. N.p., n. D. Netz. 03 Mai 2017.
Bildhöflichkeit:
1. „Schema Natrium-Kalium-Pumpe-de“ Von LadyofHats Mariana Ruiz Villarreal - Eigene Arbeit. Bild umbenannt von Image: Sodium-Kalium_Pump.svg (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. "Porters" von Lupask (eigene Arbeit, Public Domain) über Commons Wikimedia
3. "Abbildung 05 02 02" von CNX OpenStax - (CC BY 4.0) über Commons Wikimedia
4. „Blausen 0213 CellularDiffusion“ Von Blausen.com-Mitarbeitern (2014). "Medical gallery of Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436. - Eigene Arbeit (CC BY 3.0) über Commons Wikimedia
