Hauptunterschied – einfache Diffusion vs. erleichterte Diffusion

Einfache Diffusion und erleichterte Diffusion sind zwei Arten von passiven Transportmethoden, bei denen die Zellmembran Moleküle durch sie hindurch transportiert. Es nutzt die natürliche Entropie, um Moleküle von einer höheren Konzentration zu einer niedrigeren Konzentration zu bewegen, bis die Konzentration ausgeglichen ist. Daher wird keine ATP-Energie für den Transport von Molekülen verwendet. Es gibt vier Hauptarten des passiven Transports: Osmose, einfache Diffusion, erleichterte Diffusion und Filtration. Die Hauptunterschied zwischen einfacher Diffusion und erleichterter Diffusion ist, dass einfache Diffusion ist eine nicht unterstützte Diffusionsart, bei der sich ein Partikel von einer höheren zu einer niedrigeren Konzentration durch eine Membran bewegt wohingegen erleichterte Diffusion ist der Transport von Stoffen durch eine biologische Membran durch einen Konzentrationsgradienten mittels eines Trägermoleküls.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was ist einfache Diffusion? – Definition, Funktionen, Mechanismus 2. Was ist erleichterte Diffusion? – Definition, Funktionen, Mechanismus 3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen einfacher Diffusion und erleichterter Diffusion? - Gemeinsamkeiten 4. Was ist der Unterschied zwischen einfacher Diffusion und erleichterter Diffusion? – Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: einfache Diffusion, erleichterte Diffusion, passiver Transport, Konzentrationsgradient, Filtration, Zellmembran, Kanalproteine, Trägerproteine

Was ist einfache Diffusion?

Die einfache Diffusion ist eine nicht unterstützte Diffusionsart, bei der sich ein Partikel von einer höheren zu einer niedrigeren Konzentration bewegt. Die gerichtete Bewegung durch den Konzentrationsgradienten ist passiv. Sobald die Moleküle gleichmäßig verteilt sind, erreichen die Moleküle auf beiden Seiten der Zellmembran ein Gleichgewicht, bei dem keine Nettobewegung der Moleküle beobachtet wird. Im Allgemeinen diffundieren kleine unpolare Moleküle wie Sauerstoff, Kohlendioxid und Ethanol frei durch die Zellmembran. Die Diffusionsgeschwindigkeit hängt von der Temperatur, der Molekülgröße und der Steilheit des Konzentrationsgradienten ab. Die Temperatur beeinflusst die kinetische Energie von Teilchen in einer Lösung. Große Partikel unterliegen einem höheren Widerstand innerhalb einer Lösung im Vergleich zu kleineren Partikeln. Darüber hinaus passieren bei einem hohen Konzentrationsgradienten mehr Moleküle die Membran. Die einfache Diffusion durch die Zellmembran ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Einfache Diffusion

Was ist erleichterte Diffusion?

Unter erleichterter Diffusion versteht man den Transport von Stoffen durch eine biologische Membran durch einen Konzentrationsgradienten mittels eines Trägermoleküls. Bei der erleichterten Diffusion werden große Ionen und polare Moleküle in Wasser gelöst und spezifisch passiv durch die Zellmembran transportiert. Polare Ionen diffundieren durch Transmembrankanal-Proteine ​​und große Moleküle diffundieren durch Transmembran-Trägerproteine. Kanalproteine ​​bilden hydrophobe Tunnel durch die Membran, wodurch die ausgewählten hydrophoben Moleküle die Membran passieren können. Einige Kanalproteine ​​sind ständig „geöffnet“ und andere wie Ionenkanalproteine ​​sind „gesteuert“. Trägerproteine ​​wie Permeasen ändern ihre Konformation, wenn Moleküle wie Glukose oder Aminosäuren durch sie transportiert werden. Aquaporine sind die andere Art von Transportproteinen, die es Wasser ermöglichen, die Membran so schnell zu passieren. Die erleichterte Diffusion durch ein Kanalprotein ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Erleichterte Diffusion

Ähnlichkeiten zwischen einfacher Diffusion und erleichterter Diffusion

Unterschied zwischen einfacher Diffusion und erleichterter Diffusion

Definition

Einfache Diffusion: Die einfache Diffusion ist eine nicht unterstützte Diffusionsart, bei der sich ein Partikel von einer höheren zu einer niedrigeren Konzentration bewegt.

Erleichterte Diffusion: Unter erleichterter Diffusion versteht man den Transport von Stoffen durch eine biologische Membran durch einen Konzentrationsgradienten mittels eines Trägermoleküls.

Auftreten

Einfache Diffusion: Eine einfache Diffusion erfolgt durch die Phospholipid-Doppelschicht.

Erleichterte Diffusion: Die erleichterte Diffusion erfolgt durch Transmembranproteine.

Transportierte Moleküle

Einfache Diffusion: Einfache Diffusion transportiert kleine, unpolare Partikel.

Erleichterte Diffusion: Die erleichterte Diffusion transportiert große oder polare Partikel.

Facilitator-Moleküle

Einfache Diffusion: Die einfache Diffusion erfolgt direkt durch die Zellmembran.

Erleichterte Diffusion: Die erleichterte Diffusion erfolgt durch spezifische Facilitator-Moleküle, die als Transmembran-Integralproteine ​​bezeichnet werden.

Diffusionsrate

Einfache Diffusion: Die Geschwindigkeit der einfachen Diffusion ist direkt proportional zum Konzentrationsgradienten durch die Membran sowie zur Membranpermeabilität des gelösten Moleküls.

Erleichterte Diffusion: Die Geschwindigkeit der erleichterten Diffusion hängt von der Kinetik des trägervermittelten Transports ab.

Bei niedrigen Konzentrationsgradienten

Einfache Diffusion: Die Geschwindigkeit der einfachen Diffusion ist bei niedrigen Konzentrationen gelöster Stoffe gering.

Erleichterte Diffusion: Die Geschwindigkeit der erleichterten Diffusion ist bei niedrigen Konzentrationen gelöster Stoffe im Vergleich zur einfachen Diffusion hoch.

Beispiele

Einfache Diffusion: Die Diffusion von Gasen durch die Atmungsmembran und die Diffusion von Molekülen aus dem Blut zu den Zellen durch die interstitielle Flüssigkeit sind Beispiele für einfache Diffusion.

Erleichterte Diffusion: Der Gegentransport von Chlorid/Bicarbonat in renalen Tubuluszellen und der Cotransport von Natrium mit Zuckern wie Glucose, Galactose und Fructose und Aminosäuren sind Beispiele für eine erleichterte Diffusion.

Abschluss

Einfache Diffusion und erleichterte Diffusion sind zwei passive Transportmethoden, die Moleküle durch die Zellmembran transportieren. Sowohl die einfache als auch die erleichterte Diffusion erfolgt durch einen Konzentrationsgradienten. Der Hauptunterschied zwischen einfacher und erleichterter Diffusion liegt in ihrem Mechanismus des Transports von Molekülen durch die Zellmembran. Einfache Diffusion ermöglicht den direkten Transport von Molekülen durch die Zellmembran. Im Gegensatz dazu erfolgt die erleichterte Diffusion über Transmembranproteine ​​wie Trägerproteine, Kanalproteine ​​und Aquaporine. Kleine unpolare Moleküle werden durch einfache Diffusion transportiert. Große und polare Moleküle werden durch erleichterte Diffusion transportiert. Die Nettobewegung von Molekülen auf beiden Seiten der Zellmembran ist im Gleichgewichtszustand null.

Referenz:

1. „Einfache Verbreitung“. BioNinja. N.S., N.D. Netz. Hier verfügbar. 12. Juni 2017. 2. „Diffusion und passiver Transport“. Khan Akademie. N.S., N.D. Netz. Hier verfügbar. 12. Juni 2017.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „Schema einfache Diffusion in Zellmembranen“ Von LadyofHats Mariana Ruiz Villarreal – Eigene Arbeit. (Public Domain) über Commons Wikimedia2. „OSC Microbio 03 03 facdiff“ von CNX OpenStax – (CC BY 4.0) über Commons Wikimedia