Razlika med aktivno in pasivno difuzijo - Razlika Med

Razlika med aktivno in pasivno difuzijo

Glavna razlika - Aktivna vs Pasivna difuzija

Membrana celice služi kot polprepustna pregrada, ki nadzoruje gibanje molekul preko nje, da bi ohranila konstantno citosolično okolje. Fosfolipidni dvosloj omogoča nekaterim molekulam, da prosto preidejo celično membrano s svojim koncentracijskim gradientom in nekaterimi drugimi molekulami, da uporabijo posebne strukture za prehod skozi membrano. Te strukture so transmembranski proteini. Preostale molekule bi prešle celično membrano z uporabo celične energije. Aktivna in pasivna difuzija sta dve metodi, ki sodelujeta pri transportu molekul po celični membrani. The glavna razlika med aktivno in pasivno difuzijo aktivne difuzijske črpalke molekul proti koncentracijskem gradientu z uporabo ATP energija ker Pasivna difuzija omogoča molekulam, da preidejo membrano skozi koncentracijski gradient. Pasivna difuzija torej ne uporablja celične energije za transport molekul.

Pokrita ključna območja

1. Kaj je aktivna difuzija
     - Definicija, Vrste molekul, Transportni mehanizem
2. Kaj je pasivna difuzija
- Definicija, vrste molekul, transportni mehanizem
3. Kakšne so podobnosti med aktivno in pasivno difuzijo
- oris skupnih funkcij
4. Kakšna je razlika med aktivno in pasivno difuzijo
- Primerjava ključnih razlik

Ključni pojmi: ATP, celična membrana, elektrokemični gradient, olajšana difuzija, osmoza, primarna aktivna difuzija, sekundarna aktivna difuzija, enostavna difuzija


Kaj je aktivna difuzija

Aktivna difuzija se nanaša na gibanje molekul ali ionov z območja z nižjo koncentracijo na višjo koncentracijo z asistentom nosilnih beljakovin v celični membrani z uporabo celične energije. Celice kopičijo glukozo, aminokisline in ione s pomočjo aktivne difuzije. Primarna aktivna difuzija in sekundarna aktivna difuzija sta dve vrsti aktivnih difuzijskih mehanizmov, ki jih uporabljajo celice.

Primarna aktivna difuzija

Primarna aktivna difuzija se nanaša na transport molekul proti koncentracijskem gradientu z uporabo celične energije v obliki ATP. Zato primarni aktivni transport uporablja molekule nosilnih proteinov, ki jih poganja ATP. Primarni aktivni transport je najbolj očiten v natrijevi / kalijevi črpalki (Na + / K + ATPaza), ki ohranja potencial počivanja celice. Energija, ki se sprosti s hidrolizo ATP, se uporablja za črpanje treh natrijevih ionov iz celice in dveh kalijevih ionov v celico. Pri tem se natrijevi ioni transportirajo iz nižje koncentracije 10 mM na višjo koncentracijo 145 mM. Kalijevi ioni se prenašajo iz koncentracije 140 mM znotraj celice do koncentracije 5 mM zunajcelične tekočine. Delovanje natrijeve / kalijeve črpalke je prikazano v slika 1.


Slika 1: Natrijev-kalijev črpalka

Protonsko / kalijevo črpalko (H + / K + ATPaza) najdemo v sluznici želodca in ohranjamo kislo okolje v želodcu. Omeprazol je zaviralec protonske / kalijeve črpalke, ki zmanjšuje refluks kisline v želodcu. Oba oksidativna fosforilacija in fotofosforilacija elektronske transportne verige uporabljata primarni aktivni transport za ustvarjanje redukcijske moči.

Sekundarna aktivna difuzija

Sekundarna aktivna difuzija se nanaša na transport molekul proti koncentracijskem gradientu z energijo, sproščeno iz elektrokemičnega gradienta. Tukaj so transmembranski proteini narejeni s kanalnimi proteini (proteini za tvorbo por). Pri sekundarnem aktivnem transportu opazimo istočasno premikanje druge snovi proti koncentracijskemu gradientu. Zato je mogoče kanalne proteine, ki so vključeni v sekundarno aktivno difuzijo, identificirati kot cotransporterje. Dve vrsti cotransporterjev so antiporters in symporters. Delovanje cotransporterjev je prikazano v slika 2.


Slika 2: Cotransporters

Posebni ion in solutno sredstvo prenašata antiporterji v nasprotni smeri. Natrijev / kalcijev izmenjevalec, ki omogoča ponovno vzpostavitev koncentracije kalcijevih ionov v kardiomiocitu po akcijskem potencialu, je najpogostejši primer antiporterjev. Ioni se prenašajo skozi gradient koncentracije, medtem ko se raztopina prenaša proti koncentracijskemu gradientu s strani nosilcev. Tu se obe molekuli prenašata v isti smeri preko celične membrane. SGLT2 je nosilec, ki prenaša glukozo v celico skupaj z natrijevimi ioni.

Kaj je pasivna difuzija

Pasivna difuzija se nanaša na gibanje ionov ali molekul preko celične membrane s pomočjo koncentracijskega gradienta brez uporabe celične energije. Zato pasivna difuzija uporablja naravno entropijo molekul, da preidejo skozi celično membrano. Gibanje molekul poteka, dokler njihova koncentracija ne postane enaka na obeh straneh. Štiri glavne vrste pasivne difuzije so osmoza, enostavna difuzija, olajšana difuzija in filtracija.

Enostavna difuzija

Enostavno gibanje molekul po prepustni membrani se imenuje preprosta difuzija. Majhne, ​​nepolarne molekule uporabljajo preprosto difuzijo. Razdalja razpršenosti mora biti manjša, da se ohrani boljši pretok. Enostavna difuzija je prikazana v slika 3.


Slika 3: Enostavna difuzija

Olajšana difuzija

Polarne molekule in velike molekule prehajajo skozi celično membrano s poenostavljeno difuzijo. Tri vrste transportnih proteinov, ki sodelujejo pri olajšani difuziji, so kanalni proteini, akvaporini in nosilni proteini. Kanalni proteini tvorijo hidrofobne tunele skozi membrano, kar omogoča izbranim hidrofobnim molekulam, da preidejo skozi membrano. Nekateri kanalni proteini se vedno odprejo, nekateri pa se zapirajo kot ionski kanalski proteini. Aquaporini omogočajo hitro prehajanje vode skozi membrano. Nosilne beljakovine spreminjajo svojo obliko in prenašajo tarčne molekule skozi membrano. Olajšana difuzija je prikazana v slika 4.


Slika 4: Olajšana difuzija

Filtracija

Filtracija je gibanje solut skupaj z vodo zaradi hidrostatskega tlaka, ki ga povzroča kardiovaskularni sistem. Pojavi se v Bowmanovi kapsuli v ledvicah. Filtracija je prikazana v slika 5.


Slika 5: Filtracija

Osmoza

Osmoza je gibanje vode po selektivno prepustni membrani. Pojavlja se od visokega vodnega potenciala do nizkega vodnega potenciala. Vpliv osmotskega tlaka na rdeče krvne celice je prikazan v slika 6. Rdeče krvne celice v hipertonični raztopini lahko iz celic izgubijo vodo. Hipertonične raztopine vsebujejo višjo koncentracijo raztopin kot citoplazma rdečih krvnih celic. Izotonične raztopine vsebujejo podobno koncentracijo raztopin kot v citoplazmi. Torej je neto gibanje vode v in iz celice nič. Hipotonične raztopine vsebujejo nizke koncentracije raztopine kot citoplazma. Rdeče krvne celice prejmejo vodo iz hipotoničnih raztopin.


Slika 6: Osmotski tlak na rdečih krvnih celicah

Lipidno topne molekule pasivno prehajajo skozi fosfolipidni dvosloj. V vodi topne molekule prehajajo skozi celično membrano s pomočjo transmembranskih proteinov.

Podobnosti med aktivno in pasivno difuzijo

  • Aktivna in pasivna difuzija sodelujeta pri transportu molekul skozi celično membrano.
  • Tako aktivna kot pasivna difuzija uporabljata transmembranske proteine ​​za prenos molekul.

Razlika med aktivno in pasivno difuzijo

Opredelitev

Aktivna difuzija: Aktivna difuzija je gibanje molekul ali ionov z območja z nižjo koncentracijo v višjo koncentracijo z asistentom nosilnih beljakovin v celični membrani z uporabo celične energije.

Pasivna difuzija: Pasivna difuzija je gibanje ionov ali molekul preko celične membrane s koncentracijskim gradientom brez uporabe celične energije.

Uporaba mobilne energije

Aktivna difuzija: Aktivna difuzija uporablja celično energijo za prenos molekul po celični membrani.

Pasivna difuzija: Pasivna difuzija ne uporablja celične energije.

Vrsta prevoza

Aktivna difuzija: Primarna aktivna difuzija in sekundarna aktivna difuzija sta dve vrsti aktivne difuzije.

Pasivna difuzija: Enostavna difuzija, lažja difuzija, filtracija in osmoza so štiri vrste pasivne difuzije.

Prenos molekul

Aktivna difuzija: Ioni, velike beljakovine, kompleksni sladkorji in celice se prenašajo z aktivno difuzijo.

Pasivna difuzija: V vodi topne molekule, kot so majhni monosaharidi, lipidi, spolni hormoni, ogljikov dioksid, kisik in voda, se prenašajo s pasivno difuzijo.

Vloga

Aktivna difuzija: Aktivna difuzija omogoča molekulam, da preidejo celično membrano, kar moti ravnotežje, ki ga povzroča difuzija.

Pasivna difuzija: Dinamično ravnotežje vode, hranil, plinov in odpadkov se ohranja s pasivno difuzijo med citosolom in zunajceličnim okoljem.

Pomen

Aktivna difuzija: Za vstop velikih, netopnih molekul v celico je potreben aktivni transport.

Pasivna difuzija: Pasivna difuzija omogoča vzdrževanje občutljive homeostaze med citosolom in zunajcelično tekočino.

Zaključek

Aktivna difuzija in pasivna difuzija sta dve vrsti membranskih transportnih mehanizmov, ki jih uporabljajo celice. Oba procesa potekajo preko celične membrane. Celična membrana služi kot selektivno prepustna pregrada, ki omogoča, da majhne, ​​nezaračunane molekule prosto prehajajo skozi celično membrano. Velike molekule, kot tudi nabiti ioni, prehajajo skozi celično membrano z aktivno difuzijo. Majhne, ​​nezaračunane molekule gredo skozi pasivno difuzijo. Ker se aktivna difuzija dogaja proti koncentracijskemu gradientu, uporablja celično energijo v obliki ATP ali elektrokemijskega gradienta. Vendar pa se pasivna difuzija odvija prek koncentracijskega gradienta in ne zahteva celične energije za prenos molekul. Glavna razlika med aktivno in pasivno difuzijo je vrsta prehodov molekul in uporaba celične energije pri vsakem procesu.

Sklic:
1. Helmenstine, Anne Marie. »Primerjajte in kontrastno aktivni in pasivni prevoz.«ThoughtCo,