主な違い – 単純拡散と促進拡散
単純拡散と促進拡散は、細胞膜が分子を透過して輸送する 2 種類の受動輸送方法です。自然のエントロピーを使用して、濃度が均等になるまで分子を高濃度から低濃度に移動させます。したがって、分子の輸送に ATP エネルギーは使用されません。受動輸送には、浸透、単純拡散、促進拡散、ろ過の 4 つの主なタイプがあります。 主な違い 単純拡散と促進拡散の間にあるのは、 単純拡散は、粒子が膜を横切って高濃度から低濃度に移動する補助のないタイプの拡散です 一方、促進拡散は、キャリア分子による濃度勾配を介して生体膜を通過する物質の輸送です。
対象となる主な分野
1.単純拡散とは
– 定義、機能、メカニズム
2.促進拡散とは
– 定義、機能、メカニズム
3. 単純拡散と促進拡散の類似点
– 共通機能
4.単純拡散と促進拡散の違いは何ですか
– 主な違いの比較
重要な用語:単純拡散、促進拡散、受動輸送、濃度勾配、ろ過、細胞膜、チャネルタンパク質、キャリアタンパク質
単純拡散とは
単純な拡散は、粒子が高濃度から低濃度に移動する補助のないタイプの拡散です。濃度勾配を通る方向の動きは受動的です。分子が均等に分布すると、細胞膜の両側の分子は、分子の正味の動きが観察されない平衡に達します。一般に、酸素、二酸化炭素、エタノールなどの小さな非極性分子は、細胞膜を自由に拡散します。拡散速度は、温度、分子サイズ、および濃度勾配の急峻さに依存します。温度は、溶液中の粒子の運動エネルギーに影響を与えます。大きな粒子は、小さな粒子と比較して、溶液内でより高い抵抗を受けます。さらに、濃度勾配が高い場合、より多くの分子が膜を通過します。 図 1 は、細胞膜を横切る単純な拡散を示しています。 .
図 1:シンプルな拡散
促進拡散とは
促進拡散とは、キャリア分子による濃度勾配を介して生体膜を通過する物質の輸送です。拡散が促進されると、大きなイオンと極性分子が水に溶解し、細胞膜を通過して特異的かつ受動的に輸送されます。極性イオンは膜貫通チャネルタンパク質を通って拡散します 大きな分子は膜貫通担体タンパク質を通って拡散します .チャネルタンパク質は膜を横切る疎水性トンネルを作り、選択された疎水性分子が膜を通過できるようにします。チャネルタンパク質の中には常に「開いている」ものもあれば、イオンチャネルタンパク質のようなものは「ゲート」になっているものもあります。パーミアーゼのような担体タンパク質は、グルコースやアミノ酸などの分子が輸送されると、立体構造を変化させます。 アクアポリン は、水が膜を非常に迅速に通過できるようにするもう 1 つのタイプの輸送タンパク質です。チャネルタンパク質を介した促進された拡散を図 2に示します。 .
図 2:促進拡散
単純拡散と促進拡散の類似点
- 単純な拡散と促進された拡散の両方が、分子の高濃度から低濃度への濃度勾配に沿って発生します。
- どちらのタイプも、分子の輸送にエネルギーを必要としません。
- 細胞膜の両側の分子の正味の動きは、平衡状態ではゼロです。
単純拡散と促進拡散の違い
定義
単純拡散: 単純拡散は、粒子がより高い濃度からより低い濃度へと移動する補助のないタイプの拡散です。
促進拡散: 促進拡散は、キャリア分子による濃度勾配を介して生体膜を通過する物質の輸送です。
発生
単純拡散: リン脂質二重層を通して単純な拡散が起こります。
促進拡散: 促進された拡散は、膜貫通タンパク質を介して発生します。
輸送される分子
単純拡散: 単純な拡散により、極性のない小さな粒子が輸送されます。
促進拡散: 促進された拡散により、大きな粒子または極性粒子が輸送されます。
ファシリテーター分子
単純拡散: 単純な拡散は、細胞膜を介して直接行われます。
促進拡散: 促進拡散は、膜貫通内在性タンパク質と呼ばれる特定の促進分子によって発生します。
拡散率
単純拡散: 単純拡散の速度は、溶質分子の膜透過性と同様に、膜を横切る濃度勾配に正比例します。
促進拡散: 促進された拡散の速度は、キャリアを介した輸送の動力学に依存します。
低濃度勾配
単純拡散: 溶質濃度が低い場合、単純拡散の速度は遅くなります。
促進拡散: 促進拡散の速度は、単純な拡散の速度と比較して、低い溶質濃度で高くなります。
例
単純拡散: 呼吸膜を横切るガスの拡散と、間質液を介した血液から細胞への分子の拡散は、単純な拡散の例です。
促進拡散: 腎尿細管細胞における塩化物/重炭酸塩の逆輸送、およびナトリウムとグルコース、ガラクトース、フルクトースおよびアミノ酸などの糖との共輸送は、促進された拡散の例です。
結論
単純拡散と促進拡散は、細胞膜を横切って分子を運ぶ 2 つの受動輸送方法です。単純な拡散と促進された拡散の両方が、濃度勾配によって発生します。単純拡散と促進拡散の主な違いは、細胞膜を横切って分子を輸送するメカニズムにあります。単純な拡散により、細胞膜を横切る分子の直接輸送が可能になります。対照的に、促進された拡散は、キャリアタンパク質、チャネルタンパク質、アクアポリンなどの膜貫通タンパク質を介して発生します。小さな非極性分子は、単純な拡散によって輸送されます。大きな極性分子は促進拡散によって輸送されます。細胞膜の両側の分子の正味の動きは、平衡状態ではゼロです。
参照:
1. 「単純拡散」バイオ忍者。 N.p.、n.d.ウェブ。こちらから入手できます。 2017 年 6 月 12 日.
2. 「拡散と受動輸送」カーンアカデミー。 N.p.、n.d.ウェブ。こちらから入手できます。 2017 年 6 月 12 日。
画像提供:
1. 「細胞膜における単純な拡散のスキーム-en」LadyofHats Mariana Ruiz Villarreal 著 – 自作。 (パブリック ドメイン) コモンズ ウィキメディア経由
2. 「OSC Microbio 03 03 facdiff」CNX OpenStax – (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia
