Enquanto executam funções como crescimento, divisão e síntese, as células usam e produzem substâncias que precisam atravessar as membranas celulares e organelares.
Membranas celulares semipermeáveis permitem que algumas moléculas viajem através de um gradiente de concentração - do lado de alta concentração da membrana para o lado de baixa concentração através da difusão simples. A difusão facilitada permite que outras moléculas importantes se cruzem de maneira seletiva, na medida em que utiliza proteínas incorporadas na membrana. membrana celular para permitir a passagem de determinadas substâncias. As substâncias que a célula produz ou que precisa podem ser transportadas através das membranas celulares e organelares de várias maneiras. O transporte passivo não requer entrada de energia e usa o gradiente de concentração para alimentar o movimento das moléculas. No tipo simples de difusão do transporte passivo, a difusão ocorre através de uma membrana semi-permeável o lado com maior concentração da substância transportada para o lado com baixa concentração. A substância passa através da membrana pelo gradiente de concentração, mas algumas moléculas estão bloqueadas. Se moléculas bloqueadas precisam atravessar a membrana porque são necessárias do outro lado, a difusão facilitada pode transportar moléculas específicas. Às vezes, as moléculas precisam ser transportadas através das membranas de um lado com baixa concentração para o meio. lado que tem uma alta concentração. Isso vai contra o gradiente de concentração e requer energia. Células que realizam transporte ativo O transporte ativo é baseado em proteínas semelhantes às usadas para difusão facilitada, mas elas usam energia do ATP para transportar moléculas através da membrana contra o gradiente de concentração. Após formar uma ligação com a molécula para transportados, eles usam um grupo de fosfato do ATP para mudar de forma e depositam a molécula no outro lado da membrana. As membranas celulares podem permitir a passagem de muitas moléculas pequenas, mas íons carregados e moléculas maiores geralmente são bloqueados. A difusão facilitada é um método pelo qual essas substâncias podem entrar e sair das células. As proteínas transportadoras incorporadas na membrana podem facilitar a passagem de íons de duas maneiras. Algumas proteínas estão dispostas em torno de uma passagem central e criam um buraco na membrana plasmática da célula, abrindo um caminho através do ácidos graxos Outras proteínas não formam aberturas, mas transportam grandes moléculas através das membranas celulares. A transferência ainda é alimentada por um gradiente de concentração, mas as proteínas transportadoras se ligam ativamente à substância que estão transportando. A parte da proteína que está fora da membrana celular no espaço extracelular se liga à molécula do substância a ser transportada e depois a libera para o interior da célula. Normalmente, os ácidos graxos hidrofóbicos e não polares das membranas bloqueiam a passagem de moléculas polares carregadas, como íons sódio. As proteínas transportadoras que fornecem aberturas para esses íons atraem os íons e facilitam sua passagem pelos canais iônicos. Elas podem ser projetadas e deixar passar apenas os íons sódio, mas não outros, como os íons potássio. As aberturas de proteínas transportadoras também podem controlar o fluxo de íons, fechando quando a célula não precisa de mais íons. Para o transporte de moléculas de glicose, que normalmente são grandes demais para passar pela membrana, proteínas transportadoras de glicose As células de organismos multicelulares precisam coordenar suas atividades, como como quando crescer e quando dividir. As células realizam essa coordenação sinalizando em que tipo de atividade estão envolvidas e o que é necessário, liberando substâncias químicas de sinalização. A difusão facilitada ajuda na sinalização celular. Os sinais podem ser locais ou de longa distância, afetando células na vizinhança imediata ou células de outros órgãos e tecidos. Em cada caso, as moléculas de sinalização viajam entre as células e precisam entrar nas células-alvo ou anexar-se à sua membrana para fornecer seu sinal. As proteínas de difusão facilitadas podem permitir que essas moléculas de sinalização entrem nas células conforme necessário e fecham o ciclo de comunicação . Como a difusão facilitada é um mecanismo de transporte passivo Existem quatro fatores: Embora as células possam controlar o número de sítios de proteínas transportadoras, a capacidade da proteína transportadora é fixa e a célula tem uma capacidade limitada de controlar a temperatura do processo e a concentração da substância fora da célula. A capacidade de fechar a atividade do local da proteína transportadora se torna importante para controlar os processos celulares. A difusão simples cuida das necessidades das células em termos de pequenas moléculas não polares, mas de outras substâncias importantes não pode atravessar facilmente as membranas. Moléculas polares e moléculas maiores não podem se difundir através das membranas plasmáticas semipermeáveis de células e organelas porque a camada interior de lipídios e ácidos graxos os bloqueia. A difusão facilitada permite que substâncias com moléculas polares ou grandes entrem e saiam do corpo. células de maneira controlada. Glicose e aminoácidos, por exemplo, são grandes moléculas que desempenham um papel fundamental nas funções celulares. A glicose é um nutriente importante e aminoácidos são usados em muitos processos celulares, incluindo a divisão celular. Para esses processos, a difusão facilitada permite que as moléculas passem pelas membranas celulares e membranas de organelas como o núcleo . Moléculas ainda menores, como o oxigênio, podem se beneficiar da difusão facilitada. Embora o oxigênio possa se difundir através das membranas, a difusão facilitada pelas proteínas transportadoras aumenta a taxa de transferência e ajuda nas funções das células sanguíneas e dos músculos. No geral, essas proteínas incorporadas na membrana desempenham um papel vital em uma variedade de células. processos. Outros tópicos:
As proteínas da membrana da difusão facilitada formam aberturas na membrana e controlam o que pode passar, ou carregam ativamente moléculas específicas através da membrana. Esse processo é especialmente importante para controlar o fluxo de íons, porque muitas funções celulares dependem da presença de certos íons para permitir a reação química.
Além dos íons, as proteínas transportadoras também podem facilitar a passagem de íons. moléculas grandes, como glicose.
O transporte passivo usa gradientes de concentração
O método de difusão funciona através de proteínas incorporadas na membrana, mas ainda depende do gradiente de concentração para alimentar o movimento molecular através da membrana. Não requer energia, mas as proteínas podem ser seletivas sobre as moléculas que transportam.
Transporte ativo consome energia
produziram energia e a armazenaram em moléculas de adenosina trifosfato (ATP).
Difusão facilitada requer proteínas transportadoras transmembranares
do interior da membrana. Íons específicos podem passar por essas aberturas, mas as proteínas transportadoras são projetadas para permitir a passagem de apenas um tipo de íon.
Exemplos de difusão facilitada: Transporte de íons de sódio e glicose
possuem um site em que podem se ligar às moléculas de glicose. Eles se ligam e facilitam o transporte de glicose através da membrana celular. A localização de uma proteína transportadora se torna uma lacuna permeável na membrana que não permite que a molécula de glicose atravesse para outro lugar.
Difusão facilitada e sinalização celular
Fatores que afetam a difusão facilitada
, ela é governada por fatores no ambiente imediato em que o transporte está ocorrendo.
A importância da difusão facilitada