Biologie Transportmechanismen Arbeitsblatt?
Hallo,
ich habe eine Hausaufgabe aufbekommen die auch benotet wird bin mir aber sehr unsicher ob das so stimmt. Wie würdet ihr die Aufgabe lösen?
ich bedanke mich im Voraus;)
2 Antworten
Moin,
von links nach rechts:
- einfache Diffusion durch die Membran
- einfache Diffusion durch ständig geöffnete Kanalproteine
- Diffusion über Carrierproteine
- gleichzeitiger Transport (Symport) über Carrier, Kanal- oder Pumpenproteine
- wechselseitiger Transport (Antiport) über Carrier, Kanal- oder Pumpenproteine
- primär aktiver Transport (energieverbrauchender Uniport)
- primär aktiver Transport (energieverbrauchender Antiport)
- nicht im Bild: sekundär aktive Transporte
Zum Verständnis: Die Zellmembran ist semipermeabel. Das heißt, dass sie bestimmte Teilchen wie kleine Wassermoleküle oder lipidähnliche Moleküle passieren lässt (einfache Diffusion), während sie für andere – vor allem für Ionen oder große Moleküle – zunächst eine unüberwindliche Barriere darstellt.
Es gibt allerdings gewisse Membranproteine, die relativ spezifisch Ionen oder hydrophilen organischen Molekülen ein Passieren durch die Membran ermöglichen. Diese Transportform bezeichnet man als erleichterte Diffusion. Sie kann über Trägerproteine (Carrier) oder Porenproteine (Kanalproteine) erfolgen. Erstere nehmen das zu transportierende Molekül auf, machen dann eine Konformationsveränderung durch und geben dabei das Molekül auf der anderen Membranseite wieder ab, wodurch sie in ihre ursprüngliche Konformation zurückkehren. Ionen gelangen dagegen meist durch Kanalproteine von einer auf die andere Seite. Dabei können die Kanalproteine ständig geöffnet sein oder sie öffnen sich erst auf ein spezifisches Signal hin (zum Beispiel die Veränderung der Membranspannung beziehungsweise das Andocken von Neurotransmittern oder Hormonen). Da in den bisher betrachteten Fällen der Stofftransport entlang eines Konzentrationsgefälles erfolgt, wird weder für die einfache noch für die erleichterte Diffusion Energie in Form von ATP gebraucht. Darum bezeichnet man diese Formen als passiven Transport.
Es kommt aber oft genug vor, dass Teilchen gegen ein Konzentrationsgefälle transportiert werden müssen. Das erfordert den Einsatz von Energie (ATP), weshalb man von einem aktiven Transport spricht. Der aktive Transport erfolgt entweder ebenfalls über Carrier oder über Pumpenproteine. Man unterscheidet weiter den primär aktiven von einem sekundär aktiven Transport. Im ersten Fall wird ATP direkt als Energiequelle genutzt, um Teilchen gegen das Gefälle zu transportieren. Das kann sowohl über Carrier als auch über Pumpen erfolgen. So ist zum Beispiel die Natrium-Kalium-Pumpe ein solches System, das unter ATP-Verbrauch nebeneinander drei Natrium-Ionen aus der Zelle heraus und zwei Kalium-Ionen in die Zelle hinein befördert, selbst wenn im Außenmedium bereits mehr Natrium-Ionen und im Innenmilieu mehr Kalium-Ionen sind. Weil der Transport der Ionen fast gleichzeitig, aber in entgegengesetzter Richtung erfolgt, spricht man auch von einem Antiport. Das so entstehende Konzentrationsgefälle kann nun seinerseits als Antrieb für einen Transport gegen ein anderes Konzentrationsgefälle genutzt werden. So gibt es beispielsweise Carrier-Proteine, die Natrium-Ionen wieder in eine Zelle lassen, aber nur, wenn gleichzeitig ein weiteres Transportmolekül (zum Beispiel Glucose oder eine Aminosäure) mit eingeschleust wird. Weil hier ein gleichzeitiger Transport in die gleiche Richtung erfolgt, bezeichnet man diese Form auch als Symport. Der Symport kann das mit eingeschleuste Molekül auch gegen dessen Konzentrationsgefälle transportieren, weil das Natrium-Ionengefälle als Antrieb dient. Da andererseits das Natrium-Ionengefälle nur auf die ATP verbrauchende Aktivität der Natrium-Kalium-Pumpe zurück zu führen ist, spricht man von einem sekundär aktiven Transport.
Häufig schaffen Energie verbrauchende Protonenpumpen die Voraussetzung für sekundär aktive Transportprozesse durch die Membran. Die Protonenpumpen sorgen unter Verbrauch von ATP für die Anreicherung von positiver Ladung auf der Außenseite der Membran und bauen so ein Ladungsgefälle auf. Das Ladungsgefälle wird dann als Antrieb genutzt, um andere Ionen (zum Beispiel Kalium-Ionen) durch Kanalproteine in die Zelle zu überführen, selbst wenn im Inneren im Vergleich mit dem Außenmilieu ein Überschuss an Kalium-Ionen herrschen sollte.
Alles klar?
LG von der Waterkant
Warum braucht der Contratransport keine Energie bei dem passiven Transport? Ist es nicht das gleiche wie der Symport und Antiport beim dem aktiven Transport?