Hauptunterschied – Diffusion und aktiver Transport

Diffusion und aktiver Transport sind zwei Arten von Methoden, die an der Bewegung von Molekülen durch die Zellmembran beteiligt sind. Die Zellmembran dient als semipermeable Barriere für Moleküle, die sie passieren. Aus diesem Grund können sich nur kleine unpolare Moleküle frei durch die Zellmembran bewegen; Die Bewegung großer und polarer Moleküle durch die Zellmembran wird eingeschränkt. Es ist der aktive Transport, der den Transport großer und polarer Moleküle erleichtert. Die Hauptunterschied zwischen Diffusion und aktivem Transport ist, dass Diffusion ist eine passive Transportmethode, bei der sich Moleküle durch einen Konzentrationsgradienten durch die Zellmembran bewegen wohingegen aktiver Transport benötigt zelluläre Energie, um Moleküle gegen den Konzentrationsgradienten zu transportieren.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was ist Diffusion? – Definition, Typen, Prozess 2. Was ist aktiver Transport? – Definition, Typen, Prozess 3. Was sind die Gemeinsamkeiten zwischen Diffusion und aktivem Transport? - Gemeinsamkeiten 4. Was ist der Unterschied zwischen Diffusion und aktivem Transport? – Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Aktiver Transport, Antiporter, Trägerproteine, Kanalproteine, Cotransporter, Diffusion, erleichterte Diffusion, Osmose, primärer aktiver Transport, sekundärer aktiver Transport, einfache Diffusion, Symporter

Was ist Diffusion?

Diffusion ist die passive Bewegung von Molekülen entlang eines Konzentrationsgradienten von einer höheren Konzentration zu einer niedrigeren Konzentration. Drei Hauptdiffusionsmethoden können identifiziert werden: einfache Diffusion, erleichterte Diffusion und Osmose.

Einfache Diffusion

Die einfache Diffusion ist eine nicht unterstützte Diffusionsart, bei der sich ein Partikel von einer höheren zu einer niedrigeren Konzentration bewegt. Sobald die Moleküle durch einfache Diffusion gleichmäßig verteilt sind, erreichen die Moleküle auf beiden Seiten der Zellmembran ein Gleichgewicht, bei dem keine Nettobewegung der Moleküle beobachtet wird. Kleine, unpolare Moleküle wie Sauerstoff, Kohlendioxid und Ethanol bewegen sich durch einfache Diffusion durch die Zellmembran.

Erleichterte Diffusion

Unter erleichterter Diffusion versteht man den Transport von Stoffen durch eine biologische Membran durch einen Konzentrationsgradienten mittels eines Trägermoleküls. Große Ionen und polare Moleküle, die in Wasser gelöst sind, werden durch spezifische Transmembranproteine ​​in der Zellmembran transportiert. Polare Ionen diffundieren durch Transmembran-Kanalproteine ​​und große Moleküle diffundieren durch Transmembran-Trägerproteine. Aquaporine sind die andere Art von Transmembranproteinen, die Wasser schnell durch die Zellmembran transportieren.

Abbildung 1: Erleichterte Diffusion durch Trägerproteine

Osmose

Osmose bezeichnet die freie Diffusion von Wassermolekülen durch die Zellmembran durch einen osmotischen Druck.

Was ist aktiver Transport?

Aktiver Transport ist die Bewegung von Partikeln durch eine Zellmembran von einer niedrigeren zu einer höheren Konzentration unter Verwendung von Stoffwechselenergie. An die Zellmembranen gebundene Enzyme und Stoffwechselenergie in Form von ATP unterstützen den aktiven Transport. Primärer aktiver Transport und sekundärer aktiver Transport sind die beiden Arten des aktiven Transports. Von der Zelle benötigte Moleküle werden spezifisch von Transmembranproteinen in der Zellmembran erkannt. Diese Transmembranproteine ​​werden von ATP angetrieben. Beispiele für den primären aktiven Transport sind die Natrium/Kalium-Pumpe (Na+/K+ ATPase), die das Ruhepotential der Nervenzellen aufrechterhält, und die Protonen/Kalium-Pumpe (H+/K+ ATPase), die ein saures Milieu im Magen aufrechterhält. Der sekundäre aktive Transport wird durch einen elektrochemischen Gradienten angetrieben. Die Transmembranproteine, die am sekundär aktiven Transport beteiligt sind, heißen Mittransporter. Es gibt zwei Arten von Cotransportern: Antiporter und Symporter. In Symportanten, Ion und der spezifische gelöste Stoff werden in die gleiche Richtung transportiert, entweder in die Zelle hinein oder aus der Zelle heraus. In Antiporter, Ion und der spezifische gelöste Stoff werden in entgegengesetzte Richtungen transportiert. Der aktive Transport ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Aktiver Transport

Ähnlichkeiten zwischen Diffusion und aktivem Transport

Unterschied zwischen Diffusion und aktivem Transport

Definition

Diffusion: Diffusion ist die passive Bewegung von Molekülen entlang eines Konzentrationsgradienten von höherer Konzentration zu niedrigerer Konzentration.

Aktiven Transport: Aktiver Transport ist die Bewegung von Partikeln durch eine Zellmembran von einer niedrigeren zu einer höheren Konzentration unter Verwendung von Stoffwechselenergie.

Konzentrationsgradient

Diffusion: Die Diffusion erfolgt durch einen Konzentrationsgradienten.

Aktiven Transport: Der aktive Transport erfolgt gegen einen Konzentrationsgradienten.

Stoffwechselenergie

Diffusion: Diffusion ist ein passiver Prozess, der keine Stoffwechselenergie benötigt, um Moleküle durch die Zellmembran zu transportieren.

Aktiven Transport: Aktiver Transport benötigt metabolische Energie in Form von ATP für den Transport von Molekülen durch die Zellmembran.

Arten von Partikeln

Diffusion: Wasser, Sauerstoff, Kohlendioxid, kleine Monosaccharide, Sexualhormone und andere kleine, hydrophobe Moleküle werden durch Diffusion durch die Zellmembran transportiert.

Aktiven Transport: Proteine, Ionen, komplexe Zucker und große Zellen werden durch aktiven Transport durch die Zellmembran transportiert.

Gleichgewicht

Diffusion: Nach der Einstellung des Gleichgewichts auf beiden Seiten der Membran wird keine Nettobewegung von Molekülen beobachtet.

Aktiven Transport: Beim aktiven Transport stellt sich kein Molekülgleichgewicht ein.

Funktionen

Diffusion: Diffusion hält ein dynamisches Gleichgewicht von Wasser, Gasen, Nährstoffen und Abfallstoffen in und aus der Zelle aufrecht.

Aktiven Transport: Aktiver Transport ermöglicht den Transport von Molekülen wie Nährstoffen und Abfallstoffen gegen den Konzentrationsgradienten.

Beispiele

Diffusion: Sauerstoff, der sich aus den Atemwegen bewegt, und die Diffusion von Molekülen aus dem Blut zu den Zellen durch die interstitielle Flüssigkeit sind Beispiele für die Diffusion.

Aktiven Transport: Pflanzen, die Nährstoffe aus dem Boden aufnehmen, Endozytose, Exozytose, Natrium-/Kaliumpumpe und die Sekretion einer Substanz in die Blutbahn sind Beispiele für einen aktiven Transport.

Abschluss

Diffusion und aktiver Transport sind zwei Methoden, um Moleküle durch die Zellmembran zu transportieren. Diffusion ist ein passiver Prozess, aber aktiver Transport erfordert metabolische Energie oder einen elektrochemischen Gradienten für den Transport von Molekülen durch die Membran. Die einfache Diffusion erfolgt direkt durch die Zellmembran. Aber auch andere Diffusionsmethoden sowie speziell der aktive Transport erfolgen über Transmembranproteine. Der Hauptunterschied zwischen Diffusion und aktivem Transport ist der Energiebedarf für den Transport von Molekülen durch die Zellmembran.

Referenz:

1. „Diffusion.“ Biologie-Online-Wörterbuch. N.S., N.D. Netz. Hier verfügbar. 13. Juni 2017. 2. „Passiver Transport und aktiver Transport durch eine Zellmembran.“ Khan Akademie. N.S., N.D. Netz. Hier verfügbar. 13. Juni 2017.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „Abbildung 05 02 05“ von CNX OpenStax – (CC BY 4.0) über Commons Wikimedia 2. „OSC Microbio 03 03 Transport“ von CNX OpenStax – (CC BY 4.0) über Commons Wikimedia