5.10: Kolaylaştırılmış Difüzyon
Plazma zarlarının kimyasal ve fiziksel özellikleri, seçici olarak geçirgen olmalarına neden olur. Plazma zarları hem hidrofobik hem de hidrofilik bölgelere sahip olduklarından, maddelerin her iki bölgeyi de çaprazlayabilmesi gerekir. Membranların hidrofobik alanı, yüklü iyonlar gibi maddeleri iter. Bu nedenle, bu tür maddelerin bir zardan başarılı bir şekilde geçmek için özel zar proteinlerine ihtiyacı vardır. Kolaylaştırılmış difüzyon olarak da bilinen kolaylaştırılmış taşıma sürecinde, moleküller ve iyonlar iki tür membran taşıma proteini yoluyla bir membrandan geçerler: kanallar ve taşıyıcı proteinler. Bu membran taşıma proteinleri, ek enerji gerektirmeden difüzyonu mümkün kılar.
Kanal Proteinleri
Kanal proteinleri, yüklü moleküllerin içinden geçebileceği hidrofilik bir gözenek oluşturur ve böylece zarın hidrofobik tabakasından kaçınır. Kanal proteinleri belirli bir maddeye özeldir. Örneğin, akuaporinler, özellikle plazma membranından suyun taşınmasını kolaylaştıran kanal proteinleridir.
Kanal proteinleri ya her zaman açıktır ya da akışı kontrol etmek için bazı mekanizmalarla kaplıdır. Geçitli kanallar, belirli bir iyon veya madde kanala bağlanana kadar veya başka bir mekanizma oluşana kadar kapalı kalır. Kapılı kanallar, kas hücreleri ve sinir hücreleri gibi hücrelerin zarlarında bulunur. Kas kasılmaları, kanal kapılarının kontrollü kapanması veya açılması nedeniyle bir membranın iç ve dış taraflarındaki nispi iyon konsantrasyonları değiştiğinde meydana gelir. Düzenlenmiş bir bariyer olmadan, kas kasılması verimli bir şekilde gerçekleşemezdi.
Taşıyıcı Proteinler
Taşıyıcı proteinler, proteinde yapısal bir değişikliğe neden olan belirli bir maddeye bağlanır. Konformasyonel değişiklik, maddenin konsantrasyon gradyanının aşağı doğru hareket etmesini sağlar. Bu nedenle, taşıma hızı konsantrasyon gradyanına değil, daha çok mevcut taşıyıcı proteinlerin sayısına bağlıdır. Hidrojen bağları kararsızlaştığında proteinlerin şekil değiştirdiği bilinmesine rağmen, taşıyıcı proteinlerin konformasyonlarını değiştirdiği mekanizmanın tamamı tam olarak anlaşılamamıştır.
Difüzyon Oranları
Basit difüzyondan daha kapsamlı olmasına rağmen, kolaylaştırılmış taşıma, difüzyonun inanılmaz hızlarda gerçekleşmesini sağlar. Kanal proteinleri saniyede on milyonlarca molekülü hareket ettirir ve taşıyıcı proteinler saniyede bin ila milyon molekülü hareket ettirir.
