Cellaktivitet utgör grunden för allt liv. Även de största och mest komplexa organismerna på jorden är beroende av biologiska processer som utförs av trillioner av mikroskopiska celler. Individuella celler uppfyller sina biologiska funktioner genom att transportera olika material till och från deras multicellulära värdar. Vissa ämnen som inte lätt kan passera genom cellmembranet använder en fascinerande transportmetod som kallas underlättad diffusion.

TL; DR (för länge, läste inte)

Vissa stora, polära, elektriskt laddade eller lipidolösliga molekyler kräver hjälp att diffundera över plasmamembranet. Förenklad diffusion med hjälp av bärarproteiner eller jonkanaler gör det möjligt för dessa viktiga molekyler (som glukos) att passera över membranet.

Cellens hud

Ett tunt lager som kallas plasmamembranet omsluter cellerna och upprätthåller cellens integritet genom att innehålla cellvätska, eller cytoplasma och specialiserade strukturer som kallas organeller. Plasmamembranet reglerar också ämnen som kommer in eller ut ur cellens inre. Celler har olika metoder för att flytta molekyler genom cellmembranet, och dessa metoder faller i två allmänna kategorier: passiv transport och aktiv transport. En cell måste förbruka energi för att uppnå aktiv transport medan passiv transport inte kräver cellulär energi. Förenklad diffusion är ett exempel på passiv transport.

Molekyler Flöde från hög till låg

Diffusion är processen genom vilken molekyler naturligt flyter från områden med hög koncentration till områden med låg koncentration. Vissa molekyler kan emellertid inte fritt komma in eller ut ur en cell som påverkas av en koncentrationsgradient eftersom de inte är kompatibla med cellens plasmamembran, vilket är mindre permeabelt för molekyler som är stora, polära, elektriskt laddade eller lipidolösliga. Med hjälp av underlättad diffusion kan cellen "hjälpa" några av dessa molekyler passera genom plasmamembranet genom att binda dem till speciella bärproteiner eller genom att öppna kanaler mellan cellen och omgivningen.

Glukosfacilitet

Glukos är en sockermolekyl som fungerar som den grundläggande energikällan för många celler. Utanför cellen levererar blodbanan hela tiden glukos medan den ligger inuti cellen, cellulär metabolism förbrukar kontinuerligt glukos. Som ett resultat förblir koncentrationen av glukos utanför cellen fortfarande högre än koncentrationen inuti cellen, men glukosmolekylen är för stor för att passera genom det icke-assisterade plasmamembranet. Således tillhandahåller cellen glukosspecifika bärarproteiner som binder till glukosmolekyler och tillåter dem att komma in i cellen.

Jonkanaler

Förenklad diffusion via bärarproteiner är vanlig för en mängd större molekyler som inte lätt kan passera genom plasmamembranet. Exempel innefattar fruktos och galaktos, vilka är monosackarider såsom glukos; aminosyror, byggstenarna av proteiner; och nukleosider, vilka är nödvändiga för DNA- och RNA-syntes. En annan typ av underlättad diffusion innefattar kanalproteiner, som inte binder till molekyler utan snarare öppnar en kanal som möjliggör snabb transport av mindre molekyler och joner, såsom natrium, kalium, kalcium och klor.