Passiver Transport durch die Biomembran
Der passive Transport durch die Biomembran erfolgt ohne Energieaufwand entlang des Konzentrationsgradienten. Es gibt drei Hauptformen:
Einfache Diffusion
Bei der einfachen Diffusion bewegen sich Teilchen ungerichtet von Bereichen höherer zu niedrigerer Konzentration, bis ein Gleichgewicht erreicht ist.
Definition: Einfache Diffusion ist der ohne äußere Einwirkung eintretende Ausgleich von Konzentrationsunterschieden.
Der Ablauf erfolgt in drei Schritten:
- Viele Teilchen bewegen sich ungerichtet auf der Seite der höheren Konzentration.
- Teilchen treffen zufällig auf die Biomembran und gelangen zur Seite der niedrigeren Konzentration.
- Der Prozess endet im Diffusionsgleichgewicht, wenn auf beiden Seiten gleich viele Teilchen vorhanden sind.
Kanalvermittelte Diffusion
Die kanalvermittelte Diffusion ermöglicht vielen Substanzen eine schnellere Diffusion durch spezielle Kanalproteine.
Highlight: Kanalproteine fungieren als Diffusionshelfer, indem sie Teilchen nach Größe und chemischen Eigenschaften auswählen und den Prozess kontrollieren.
Ein wichtiges Beispiel für kanalvermittelte Diffusion ist die Osmose:
Example: Bei der Osmose diffundieren Wassermoleküle durch Aquaporine, spezielle Membranproteine, die pro Sekunde bis zu 3 Millionen Wassermoleküle durchlassen können.
Kanalvermittelte Diffusion mit gesteuertem Ionenkanal
Diese Form der Diffusion ermöglicht es auch größeren Molekülen, die Membran zu durchqueren. Die Kanalproteine können durch chemische oder elektrische Signale geöffnet oder geschlossen werden.
Example: Ionenkanäle sind röhrenförmige Proteinkomplexe in der Zellmembran, die selektiv verschiedene Ionen wie Natrium oder Kalium durchlassen. Sie werden durch benachbarte Erregung aktiviert.
Carriervermittelte Diffusion
Bei der carriervermittelten Diffusion werden Moleküle durch spezielle Transportproteine über die Membran befördert.
Vocabulary: Transportproteine binden die zu transportierenden Moleküle an passgenaue Bindestellen und ändern ihre Faltungsstruktur, um das Molekül auf die andere Seite zu befördern.
Wichtige Merkmale des passiven Transports:
- Es wird keine Energie verbraucht.
- Der Transport verläuft entlang des Konzentrationsgradienten.
- Es handelt sich um einen Diffusionsprozess.
