Diffusione facilitata

Schema di diffusione facilitato

Qual è la diffusione facilitata?

IL Diffusione facilitata È un fenomeno fisico che implica il trasporto di molecole, ioni o sostanze liquide attraverso una membrana a favore del suo gradiente di concentrazione e grazie alla partecipazione di strutture che "facilitano" hanno affermato il movimento.

In questo tipo di trasporto, il movimento delle particelle si verifica sempre a favore del suo gradiente di concentrazione, cioè che si muovono attraverso una membrana da una regione in cui la sua concentrazione è "maggiore" verso un'altra in cui è "minore".

La diffusione diffusa non richiede il contributo dell'energia chimica o per iniziare il movimento delle particelle o per il mantenimento di questo. Molti aminoacidi, carboidrati (zuccheri), ioni e gas entrano all'interno delle cellule di diffusione facilitata.

Le membrane cellulari sono responsabili della "separazione" del contenuto citosolico dall'ambiente extracellulare e sono "selettivamente permeabili" a sostanze diverse a seconda delle loro caratteristiche. Ciò è possibile grazie all'esistenza di proteine ​​del trasportatore che formano canali o pori per l'ingresso o l'uscita delle particelle.

Il trasporto di alcune molecole richiede energia, poiché è contro il suo gradiente di concentrazione; Altri entrano in una semplice diffusione (attraversando liberamente la membrana) e altri vengono trasportati a favore del loro gradiente da canali o pori (diffusione facilitata).

Caratteristiche della diffusione facilitata

Per definire la diffusione facilitata possiamo menzionare alcune delle sue caratteristiche:

- La maggior parte delle molecole si sposta da un compartimento di membrana all'altro attraverso proteine ​​"incorporate" nella membrana cellulare, che funzionano come "canali".

- Il trasporto di sostanze obbedisce sempre allo stesso indirizzo: dal luogo in cui la sua concentrazione è maggiore verso il luogo di concentrazione minore.

- Nessuna energia è investita per mobilitare le molecole da trasportare.

Può servirti: flora e fauna sinaloa: animali e piante più comuni

- Perché questo tipo di trasporto si verifichi, deve esserci una membrana impermeabile tra i due compartimenti.

- Le molecole vengono trasportate sulla cellula spontanea. Tuttavia, l'uscita di quelle molecole all'interno della cellula verso l'esterno è regolata in modo che non si verifichi spontaneamente.

- Generalmente, il trasporto di diffusione facilitata è dato per quelle molecole che, a causa delle loro caratteristiche fisiche e/o chimiche, non possono attraversare liberamente la membrana cellulare.

Tipi di diffusione facilitati

Finora sono stati descritti 3 diversi tipi di diffusione diffusa. Questi variano in base alle caratteristiche delle proteine ​​che "facilitano" il trasporto e sono:

Diffusione attraverso le proteine ​​del canale

Diffusione fornita attraverso il canale proteico

Implica la partecipazione di proteine ​​specializzate per il trasporto di molecole che sono principalmente in uno stato liquido. Queste proteine ​​sono conosciute come "canali" e formano una sorta di "pori" per coloro che attraversano rapidamente molecole d'acqua o piccoli ioni.

Diffusione attraverso proteine ​​del canale chiuso

Conformazione aperta e chiusa di un canale di gate chiuso (fonte: Efazzari / CC BY-SA via Wikimedia Commons e modificata da Raquel Parada Puig)

In questo tipo di trasporto, partecipano anche le proteine ​​che formano i canali, ma hanno un sistema molecolare di tipo "gate" che regola l'ingresso di sostanze.

Pertanto, l'ingresso di qualsiasi sostanza attraverso le proteine ​​del canale "chiuso" richiede l'unione di sostanze a siti specifici nella sequenza peptidica del canale, quindi è necessario trasportare un riconoscimento specifico della molecola.

L'ingresso o l'uscita delle sostanze, quindi, è possibile solo quando le proteine ​​del trasportatore "percepiscono" uno stimolo (segnali chimici, termici, elettrici o meccanici che consentono l'apertura del canale, che altrimenti rimane sempre aperto.

Può servirti: diacilglicerolo: struttura, biosintesi, funzioni

Esistono diversi tipi di queste proteine, che sono classificate in base allo ione o molecola che trasportano. Esistono, ad esempio, canali di sodio (Na+), calcio (Ca+), glucosio (C6H12O6), tra gli altri.

Diffusione attraverso le proteine ​​del trasportatore

Questo tipo di diffusione si verifica attraverso la proteina che trasportano grandi ioni o molecole attraverso la membrana plasmatica. Una caratteristica importante di questo trasporto è che l'unione con la molecola da trasportare fa sì che le proteine ​​del trasportatore alterano la loro conformazione.

Invece di mantenere un gate chiuso che si apre in risposta a uno stimolo (come nel caso precedente), le proteine ​​del trasportatore mediano il trasporto solo quando si uniscono ai substrati trasportati e cambiano forma durante il processo.

Sono proteine ​​specializzate nel trasporto della quantità necessaria di molecole per la cellula ed è quindi trasportatori molto selettivi.

Esempi di diffusione facilitati

- Aquaporins

Le proteine ​​del canale note come le acquaporine sono, forse, l'esempio più rappresentativo di proteine ​​che partecipano al trasporto diffuso, poiché consentono il rapido passaggio delle molecole d'acqua dal mezzo extracellulare all'ambiente intracellulare attraverso i canali che si formano nella membrana.

Le cellule radicali delle piante e degli steli usano le acquaporine per assorbire l'acqua in modo rapido ed efficace.

Schema rappresentativo di una proteina del canale di trasporto dell'acqua (Aquaporin)

Le cellule animali hanno anche acquaporine, ma in quantità inferiore rispetto alle cellule vegetali (la membrana vacuolare di molti protozoi, per esempio, è ricca di acquaporine).

Può servirti: intorno a Donax

- Canali di sodio

Le cellule nervose degli animali vertebrati hanno canali di sodio la cui apertura è stimolata da segnali chimici che consentono l'ingresso di questo ione. Questi canali sono un buon esempio di quei canali "porta" chiusi che abbiamo menzionato sopra.

- Trasportatore di glucosio

Un altro esempio di diffusione disseminata attraverso i canali "porta porta" è il trasporto di glucosio attraverso la membrana.

Le molecole di glucosio hanno una dimensione e caratteristiche in modo tale da impedire loro di attraversare la membrana cellulare attraverso, ad esempio, canali "piccoli" come le acquaporine.

Inoltre, le cellule devono mantenere le concentrazioni interne di questo soluto in rigorosa regolamentazione, poiché i requisiti energetici necessari per il loro catabolismo non sono sempre disponibili; che significa che Non tutto il glucosio che può entrare deve entrare Alla cella.

Il meccanismo di trasporto di queste molecole implica la partecipazione di proteine ​​del trasportatore che sono facilmente stimolate per iniziare il trasporto e cambiare la formazione una volta che si sono uniti alle molecole, devono trasportare.

- Canali ionici

Esistono molti canali ionici che sono proteine ​​di trasporto che funzionano nella diffusione fornita.

Nel caso degli ioni di potassio (K+) e del cloro (Cl-), ad esempio, che sono grandi ioni con funzioni e influenze molto specifiche all'interno delle cellule, la sua voce è spesso combinata con l'uscita di altri ioni ugualmente importanti.

L'ingresso e l'uscita di questi ioni sono strettamente controllati e molti dei canali di diffusione ionica facilitati vengono attivati ​​solo quando sono stimolati dall'effetto del carico ionico, che esercita uno stimolo diretto sul proteina del trasportatore.

Riferimenti

1. Alberts, b., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m., & Walter, P. (2013). Biologia cellulare essenziale. Scienze della ghirlanda.
2. Azcón-Bieto, J., & Tacco, m. (2000). Fondamenti di fisiologia vegetale (NO. 581.1). McGraw-Hill Inter-American.
3. Bauer, m., & Metzler, R. (2013). Modello di diffusione facilitato in vivo. PLoS One, 8 (1).