Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

5.10: Yardımla Taşıma
TABLE OF
CONTENTS

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Facilitated Transport
 
TRANSCRIPT

5.10: Facilitated Transport

5.10: Yardımla Taşıma

The chemical and physical properties of plasma membranes cause them to be selectively permeable. Since plasma membranes have both hydrophobic and hydrophilic regions, substances need to be able to transverse both regions. The hydrophobic area of membranes repel substances such as charged ions. Therefore, such substances need special membrane proteins to cross a membrane successfully. In the process of facilitated transport, also known as facilitated diffusion, molecules and ions travel across a membrane via two types of membrane transport proteins: channels and carrier proteins. These membrane transport proteins enable diffusion without requiring additional energy.

Channel Proteins

Channel proteins form a hydrophilic pore through which charged molecules can pass through, thus avoiding the hydrophobic layer of the membrane. Channel proteins are specific for a given substance. For example, aquaporins are channel proteins that specifically facilitate the transport of water through the plasma membrane.

Channel proteins are either always open or gated by some mechanism to control flow. Gated channels remain closed until a particular ion or substance binds to the channel, or some other mechanism occurs. Gated channels are found in the membranes of cells such as muscle cells and nerve cells. Muscle contractions occur when the relative concentrations of ions on the interior and exterior sides of a membrane change due to the controlled closing or opening of channel gates. Without a regulated barrier, muscle contraction would not occur efficiently.

Carrier Proteins

Carrier proteins bind to a specific substance causing a conformational change in the protein. The conformational change enables movement down the substance’s concentration gradient. For this reason, the rate of transport is not dependent on the concentration gradient, but rather on the number of carrier proteins available. Although it is known that proteins change shape when their hydrogen bonds are destabilized, the complete mechanism by which carrier proteins change their conformation is not well understood.

Diffusion Rates

Even though more involved than simple diffusion, facilitated transport enables diffusion to occur at incredible rates. Channel proteins move tens of millions of molecules a second, and carrier proteins move a thousand to a million molecules a second.

Plazma zarlarının kimyasal ve fiziksel özellikleri seçici olarak geçirilebilir olmalarına neden olur. Plazma membranları hem hidrofobik hem de hidrofilik bölgelere sahip olduğundan, maddelerin her iki bölgeyi de enine aktarabilmesi gerekir. Membranların hidrofobik alanı yüklü iyonlar gibi maddeleri püskürtür. Bu nedenle, bu tür maddelerin başarılı bir membran geçmek için özel membran proteinleri gerekir. Kolaylaştırılmış difüzyon olarak da bilinen kolaylaştırılmış taşıma sürecinde, moleküller ve iyonlar iki tür membran taşıma proteini ile bir zar boyunca seyahat ederler: kanallar ve taşıyıcı proteinler. Bu membran taşıma proteinleri ek enerji gerektirmeden difüzyonsağlar.

Kanal Proteinleri

Kanal proteinleri, yüklü moleküllerin geçebileceği hidrofilik bir gözenek oluştururlar ve böylece membranın hidrofobik tabakasından kaçınırlar. Kanal proteinleri belirli bir madde için spesifiktir. Örneğin, aquaporins özellikle plazma membran yoluyla su taşıma kolaylaştırmak kanal proteinleridir.

Kanal proteinleri ya her zaman açık ya da akışı kontrol etmek için bazı mekanizma tarafından kapılı. Kapılı kanallar, belirli bir iyon veya maddenin kanala bağlanmasıveya başka bir mekanizma meydana gelene 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 iyonların göreceli konsantrasyonlarının değişmesi yle oluşur. Düzenlenmiş bir bariyer olmadan, kas kasılması verimli bir şekilde meydana gelmezdi.

Taşıyıcı Proteinler

Taşıyıcı proteinler belirli bir maddeye bağlanır ve proteinde konformasyonel bir değişime neden olur. Konformasyonel değişim, maddenin konsantrasyon gradyanıaşağı hareket edilmesini sağlar. Bu nedenle, taşıma hızı konsantrasyon gradyan bağlı değil, daha ziyade taşıyıcı proteinlerin sayısına bağlıdır. Hidrojen bağları bozulduğunda proteinlerin şekil değiştirdiği bilinmekle birlikte, taşıyıcı proteinlerin konformasyonlarını değiştirdiği mekanizmanın tam mekanizması iyi anlaşılamamıştır.

Difüzyon Oranları

Basit difüzyondan daha fazla dahil olsa da, kolaylaştırılmış taşıma difüzyonun inanılmaz hızlarda gerçekleşmesini sağlar. Kanal proteinleri saniyede on milyonlarca molekülü hareket ettirir, taşıyıcı proteinler ise saniyede bin ila bir milyon molekül taşır.


Suggested Reading

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter