5.10: Пассивный транспорт

Химические и физические свойства плазматических мембран делают их избирательно проницаемыми. Поскольку плазматические мембраны имеют как гидрофобные, так и гидрофильные области, вещества должны иметь возможность пересекать обе области. Гидрофобная область мембран отталкивает такие вещества, как заряженные ионы. Следовательно, таким веществам необходимы особые мембранные белки для успешного прохождения через мембрану. В процессе облегченного транспорта, также известного как облегченная диффузия, молекулы и ионы перемещаются через мембрану через два типа мембранных транспортных белков: каналы и белки-переносчики. Эти мембранные транспортные белки обеспечивают диффузию, не требуя дополнительной энергии.

Канальные белки

Канальные белки образуют гидрофильные поры, через которые могут проходить заряженные молекулы, избегая, таким образом, гидрофобного слоя мембраны. Канальные белки специфичны для данного вещества. Например, аквапорины представляют собой канальные белки, которые специально способствуют транспортировке воды через плазматическую мембрану.

Канальные белки либо всегда открыты, либо закрыты каким-то механизмом для управления потоком. Закрытые каналы остаются закрытыми до тех пор, пока определенный ион или вещество не свяжется с каналом, или пока не сработает какой-либо другой механизм. Закрытые каналы находятся в мембранах таких клеток, как мышечные и нервные клетки. Мышечные сокращения происходят, когда относительные концентрации ионов на внутренней и внешней сторонах мембраны изменяются из-за контролируемого закрытия или открытия ворот канала. Без регулируемого барьера сокращение мышц не будет происходить эффективно.

Белки-носители

Белки-носители связываются с определенным веществом, вызывая конформационное изменение белка. Конформационное изменение позволяет двигаться вниз по градиенту концентрации вещества. По этой причине скорость транспорта зависит не от градиента концентрации, а от количества доступных белков-носителей. Хотя известно, что белки меняют форму, когда их водородные связи дестабилизированы, полный механизм, с помощью которого белки-носители изменяют свою конформацию, не совсем понятен.

Скорость диффузии

Несмотря на то, что более сложный, чем простая диффузия, облегченный перенос позволяет диффузии происходить с невероятной скоростью. Канальные белки перемещают десятки миллионов молекул в секунду, а белки-носители перемещают от тысячи до миллиона молекул в секунду.