Diffusione facilitata
Cosa succede se una sostanza ha bisogno di assistenza per muoversi attraverso o attraverso la membrana plasmatica? La diffusione facilitata è la diffusione dei soluti attraverso le proteine di trasporto nella membrana plasmatica. La diffusione facilitata è un tipo di trasporto passivo. Anche se la diffusione facilitata coinvolge proteine di trasporto, è ancora un trasporto passivo perché il soluto si sta muovendo verso il basso il gradiente di concentrazione.
Piccole molecole non polari possono facilmente diffondersi attraverso la membrana cellulare., Tuttavia, a causa della natura idrofobica dei lipidi che compongono le membrane cellulari, le molecole polari (come l’acqua) e gli ioni non possono farlo. Invece, si diffondono attraverso la membrana attraverso le proteine di trasporto. Una proteina di trasporto copre completamente la membrana e consente a determinate molecole o ioni di diffondersi attraverso la membrana. Le proteine del canale, le proteine del canale gated e le proteine del vettore sono tre tipi di proteine di trasporto che sono coinvolte nella diffusione facilitata.,
Una proteina canale, un tipo di proteina di trasporto, agisce come un poro nella membrana che lascia molecole d’acqua o piccoli ioni attraverso rapidamente. Le proteine del canale dell’acqua (aquaporine) consentono all’acqua di diffondersi attraverso la membrana ad una velocità molto veloce. Le proteine del canale ionico consentono agli ioni di diffondersi attraverso la membrana.
Una proteina gated channel è una proteina di trasporto che apre un “cancello”, consentendo a una molecola di passare attraverso la membrana. I canali gated hanno un sito di legame specifico per una determinata molecola o ion. Uno stimolo fa sì che il “cancello” si apra o si chiuda., Lo stimolo può essere segnali chimici o elettrici, temperatura o forza meccanica, a seconda del tipo di canale gated. Ad esempio, i canali sodio gated di una cellula nervosa sono stimolati da un segnale chimico che li induce ad aprire e consentire ioni sodio nella cellula. Le molecole di glucosio sono troppo grandi per diffondersi facilmente attraverso la membrana plasmatica, quindi vengono spostate attraverso la membrana attraverso canali gated. In questo modo il glucosio si diffonde molto rapidamente attraverso una membrana cellulare, che è importante perché molte cellule dipendono dal glucosio per l’energia.,
Una proteina portante è una proteina di trasporto specifica per uno ion, una molecola o un gruppo di sostanze. Le proteine carrier “trasportano” lo ion o la molecola attraverso la membrana cambiando forma dopo il legame dello ion o della molecola. Le proteine carrier sono coinvolte nel trasporto passivo e attivo. Un modello di una proteina canale e proteine carrier è mostrato in Figura sotto.
Diffusione facilitata attraverso la membrana cellulare. Le proteine del canale e le proteine del vettore sono mostrate (ma non una proteina del canale gated)., Molecole d’acqua e ioni si muovono attraverso le proteine del canale. Altri ioni o molecole sono anche trasportati attraverso la membrana cellulare da proteine carrier. Lo ion o la molecola si lega al sito attivo di una proteina portante. La proteina portante cambia forma e rilascia lo ion o la molecola sull’altro lato della membrana. La proteina portante ritorna quindi alla sua forma originale.
Un’animazione raffigurante la diffusione facilitata può essere visualizzata suhttp://www.youtube.com/watch?v=OV4PgZDRTQw (1:36).,
Canali ionici
Ioni come sodio (Na+), potassio (K+), calcio (Ca2+) e cloruro (Cl -), sono importanti per molte funzioni cellulari. Poiché sono carichi (polari), questi ioni non si diffondono attraverso la membrana. Invece si muovono attraverso le proteine del canale ionico dove sono protetti dall’interno idrofobo della membrana. I canali ionici consentono la formazione di un gradiente di concentrazione tra il fluido extracellulare e il citosol. I canali ionici sono molto specifici, in quanto consentono solo determinati ioni attraverso la membrana cellulare., Alcuni canali ionici sono sempre aperti, altri sono “gated” e possono essere aperti o chiusi. Canali ionici gated possono aprire o chiudere in risposta a diversi tipi di stimoli, come segnali elettrici o chimici.