Forskjellen mellom aktiv og passiv diffusjon
Share
Hovedforskjell - Aktiv vs Passiv diffusjon
Cellens membran tjener som en semi-permeabel barriere, som styrer bevegelsen av molekyler på tvers av den for å opprettholde et konstant cytosolisk miljø. Fosfolipid-dobbeltlaget tillater at noen molekyler fritt passerer cellemembranen gjennom konsentrasjonsgradienten og noen andre molekyler for å bruke spesielle strukturer for å passere membranen. Disse strukturene er transmembrane proteiner. Resten av molekylene ville passere cellemembranet ved å benytte cellulær energi. Aktiv og passiv diffusjon er to metoder som er involvert i transport av molekyler over cellemembranen. De hovedforskjell mellom aktiv og passiv diffusjon er det aktive diffusjonspumper molekyler mot konsentrasjonsgradienten ved bruk ATP energi mens passiv diffusjon gjør at molekylene kan passere membranen gjennom en konsentrasjonsgradient. Derfor utnytter passiv diffusjon ikke mobil energi til transport av molekyler.
Nøkkelområder dekket
1. Hva er Active Diffusion
- Definisjon, Typer av molekyler, transportmekanisme
2. Hva er passiv diffusjon
- Definisjon, typer av molekyler, transportmekanisme
3. Hva er likhetene mellom aktiv og passiv diffusjon
- Oversikt over vanlige funksjoner
4. Hva er forskjellen mellom aktiv og passiv diffusjon
- Sammenligning av nøkkelforskjeller
Nøkkelbetingelser: ATP, Cellemembran, Elektrokjemisk gradient, Tilrettelagt diffusjon, Osmose, Primær aktiv diffusjon, Sekundær aktiv diffusjon, Enkel diffusjon
Hva er Active Diffusion
Aktiv diffusjon refererer til bevegelsen av molekyler eller ioner fra et område med lavere konsentrasjon til en høyere konsentrasjon med assistenten av bærerproteiner i cellemembranet ved bruk av cellulær energi. Celler akkumulerer glukose, aminosyrer og ioner ved hjelp av aktiv diffusjon. Primær aktiv diffusjon og sekundær aktiv diffusjon er de to typer aktive diffusjonsmekanismer som brukes av celler.
Primær aktiv diffusjon
Primær aktiv diffusjon refererer til transport av molekyler mot konsentrasjonsgradienten ved å benytte cellulær energi i form av ATP. Derfor bruker primær aktiv transport bærerproteinmolekyler drevet av ATP. Den primære aktive transporten er mest åpenbar i natrium / kaliumpumpen (Na + / K + ATPase), som opprettholder hvilepotensialet til cellen. Energien som frigjøres ved hydrolyse av ATP, brukes til å pumpe tre natriumioner ut av cellen og to kaliumioner i cellen. Her transporteres natriumioner fra en lavere konsentrasjon på 10 mM til en høyere konsentrasjon på 145 mM. Kaliumioner transporteres fra en 140 mM konsentrasjon inne i cellen til en 5 mM konsentrasjon av det ekstracellulære fluidum. Virkningen av natrium / kaliumpumpen er vist i Figur 1.
Figur 1: Natrium-kaliumpump
Proton / kaliumpumpen (H + / K + ATPase) finnes i magesekken, og opprettholder et surt miljø inne i magen. Omeprazol er en proton / kaliumpumpeinhibitor, noe som reduserer sur refluks i magen. Både oksidativ fosforylering og fotofosforylering av elektrontransportkjeden bruker primæraktiv transport for å skape en reduserende kraft også.
Sekundær aktiv diffusjon
Sekundær aktiv diffusjon refererer til transport av molekyler mot konsentrasjonsgradienten ved energien frigjort fra en elektrokjemisk gradient. Her fremstilles transmembrane proteiner av kanalproteiner (poreformende proteiner). En samtidig bevegelse av et annet stoff mot konsentrasjonsgradienten observeres med sekundær aktiv transport. Derfor kan kanalproteinene involvert i sekundær aktiv diffusjon identifiseres som cotransportører. De to typer cotransportører er antiportere og symposister. Handlingen av cotransporters er vist i figur 2.
Figur 2: Cotransportører
Spesiell ion og løsemiddelet transporteres i motsatt retning av antiportere. Natrium / kalsiumveksler, som gjør det mulig å gjenopprette kalsiumionskonsentrasjonen i kardiomyocytten etter handlingspotensialet, er det vanligste eksempelet på antiportere. Ioner transporteres gjennom konsentrasjonsgradienten mens løsningsmidlet transporteres mot konsentrasjonsgradienten av symposister. Her transporteres begge molekyler i samme retning over cellemembranen. SGLT2 er en symporter som transporterer glukose inn i cellen sammen med natriumioner.
Hva er passiv diffusjon
Passiv diffusjon refererer til bevegelse av ioner eller molekyler over cellemembranen gjennom en konsentrasjonsgradient uten å utnytte den cellulære energien. Derfor bruker passiv diffusjon den naturlige entropi av molekylene til å passere gjennom cellemembranen. Bevegelsen av molekyler oppstår til konsentrasjonen blir lik på begge sider. De fire hovedtyper av passiv diffusjon er osmose, enkel diffusjon, forenklet diffusjon og filtrering.
Enkel diffusjon
Den enkle bevegelsen av molekyler over en permeabel membran kalles enkel diffusjon. Små, ikke-polare molekyler bruker enkel diffusjon. Diffusjonsavstanden skal være mindre for å opprettholde en bedre strømning. Enkel diffusjon vises i figur 3.
Figur 3: Enkel diffusjon
Forenklet diffusjon
Polare molekyler og store molekyler passerer gjennom cellemembranen ved hjelp av diffusjon. De tre typer transportproteiner involvert i den tilrettelagte diffusjon er kanalproteiner, aquaporiner og bærerproteiner. Kanalproteiner gjør hydrofobe tunneler over membranen, slik at de valgte hydrofobe molekylene kan passere gjennom membranen. Noen kanalproteiner åpnes til enhver tid, og noen er gated som ionkanalproteiner. Aquaporins tillater vann å krysse membranen raskt. Bæreproteiner forandrer sin form, og transporterer målmolekyler over membranen. Forenklet diffusjon er vist i figur 4.
Figur 4: Forenklet diffusjon
filtrering
Filtrering er bevegelsen av oppløsninger sammen med vann på grunn av det hydrostatiske trykket som genereres av kardiovaskulærsystemet. Det forekommer i Bowmans kapsel i nyrene. Filtrering vises i figur 5.
Figur 5: Filtrering
osmose
Osmose er bevegelsen av vann over en selektivt permeabel membran. Det oppstår fra et høyvannspotensial til lavt vannpotensial. Effekten av det osmotiske trykket på røde blodlegemer er vist i figur 6. Røde blodlegemer i en hypertonisk løsning kan miste vann fra celler. Hypertoniske løsninger inneholder en høyere konsentrasjon av oppløsninger enn cytoplasma av røde blodlegemer. Isotoniske løsninger inneholder en lignende konsentrasjon av oppløsninger som i cytoplasma. Så, netto bevegelse av vann inn og ut av cellen er null. Hypotoniske oppløsninger inneholder lave oppløsninger enn cytoplasma. Røde blodlegemer mottar vann fra hypotoniske løsninger.
Figur 6: Osmotisk trykk på røde blodceller
De lipidoppløselige molekylene passerer passivt gjennom fosfolipid-bilaget. Vannløselige molekyler passerer gjennom cellemembranen ved hjelp av transmembrane proteiner.
Likheter mellom aktiv og passiv diffusjon
- Både aktiv og passiv diffusjon er involvert i transport av molekyler gjennom cellemembranen.
- Både aktiv og passiv diffusjon bruker transmembrane proteiner til transport av molekyler.
Forskjellen mellom aktiv og passiv diffusjon
Definisjon
Aktiv diffusjon: Aktiv diffusjon er bevegelsen av molekyler eller ioner fra et område med lavere konsentrasjon til en høyere konsentrasjon med assistenten av bærerproteiner i cellemembranen, ved bruk av cellulær energi.
Passiv diffusjon: Passiv diffusjon er bevegelsen av ioner eller molekyler over cellemembranen gjennom en konsentrasjonsgradient uten å utnytte den cellulære energien.
Cellular Energy Usage
Aktiv diffusjon: Aktiv diffusjon bruker mobil energi til å transportere molekyler over cellemembranen.
Passiv diffusjon: Passiv diffusjon utnytter ikke mobil energi.
Transporttype
Aktiv diffusjon: Primær aktiv diffusjon og sekundær aktiv diffusjon er de to typer aktiv diffusjon.
Passiv diffusjon: Enkel diffusjon, forenklet diffusjon, filtrering og osmose er de fire typene passiv diffusjon.
Transport av molekyler
Aktiv diffusjon: Ioner, store proteiner, komplekse sukkerarter samt celler transporteres ved aktiv diffusjon.
Passiv diffusjon: Vannløselige molekyler som små monosakkarider, lipider, kjønnshormoner, karbondioksid, oksygen og vann transporteres ved passiv diffusjon.
rolle
Aktiv diffusjon: Aktiv diffusjon gjør det mulig for molekyler å passere cellemembranen, forstyrre likevekten etablert ved diffusjonen.
Passiv diffusjon: En dynamisk likevekt av vann, næringsstoffer, gasser og avfall opprettholdes ved passiv diffusjon mellom cytosol og ekstracellulær miljø.
Betydning
Aktiv diffusjon: Aktiv transport er nødvendig for inngangen til store, uoppløselige molekyler i cellen.
Passiv diffusjon: Passiv diffusjon gjør det mulig å opprettholde en delikat homeostase mellom cytosol og ekstracellulær væske.
Konklusjon
Aktiv diffusjon og passiv diffusjon er de to typer membrantransportmekanismer som brukes av celler. Begge prosessene skjer gjennom cellemembranen. Cellmembranen tjener som en selektivt permeabel barriere, som bare tillater små, ikke-ladede molekyler å passere gjennom cellemembranen fritt. Store molekyler, så vel som ladede ioner, føres gjennom cellemembranet gjennom aktiv diffusjon. Små, uchargede molekyler passerer gjennom passiv diffusjon. Siden aktiv diffusjon oppstår mot konsentrasjonsgradienten, bruker den cellulær energi i form av ATP eller elektrokjemisk gradient. Men passiv diffusjon skjer gjennom en konsentrasjonsgradient og krever ikke cellulær energi for transport av molekyler. Hovedforskjellen mellom aktiv og passiv diffusjon er typen molekyler som passerer og utnyttelsen av cellulær energi ved hver prosess.
Henvisning:
1. Helmenstine, Anne Marie. "Sammenlign og kontrast aktiv og passiv transport." ThoughtCo, Tilgjengelig her.Bilde Courtesy:
1. "Blausen 0818 Sodium-PotassiumPump" Av Blausen.com-staben (2014). "Medisinsk galleri av Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436. - Egnet arbeid (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Cotransporters" Av Wikimedia-bruker: Lupask - Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 3. "Ordning enkel diffusjon i cellemembran-en" Av LadyofHats Mariana Ruiz Villarreal - Eget arbeid (Public Domain) via Commons Wikimedia
4. "Blausen 0394 Forenklet Diffusjon" Av Blausen.com-staben (2014). "Medisinsk galleri av Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436. - Egnet arbeid (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
5. "Filtreringsdiagram" Av LadyofHats Mariana Ruiz (Public Domain) via Commons Wikimedia
6. "Osmotisk trykk på blodceller diagram" Av LadyofHats (Public Domain) via Commons Wikimedia
