Что показывает симуляция
Пять шагов: простая диффузия, белок-канал, белок-переносчик, активный транспорт и сравнение.
Шаги
- Простая диффузия. Простая диффузия. Молекула O₂ маленькая и неполярная, поэтому растворяется в гидрофобном слое хвостов и проходит прямо между липидами — белок ей не нужен. Молекулы движутся хаотично, но с той стороны, где их больше, они чаще ударяются о мембрану. Поэтому суммарный поток идёт по градиенту концентрации — оттуда, где вещества больше, туда, где его меньше. Энергия АТФ не тратится.
- Облегчённая: канал. Облегчённая диффузия через канал. Ион K⁺ заряжен и сквозь гидрофобный слой хвостов пройти не может. Пока канал закрыт, разница концентраций сохраняется: калия много в цитоплазме и мало снаружи. Откройте канал — кнопкой или нажав на белок.
- Облегчённая: переносчик. Облегчённая диффузия с переносчиком. Глюкоза — крупная полярная молекула, сквозь слой липидов она не проходит. Белок-переносчик связывает одну молекулу, меняет форму (конформацию) и выпускает её по другую сторону мембраны. Перенос идёт по градиенту концентрации, энергия АТФ не тратится.
- Активный транспорт. Активный транспорт. Натрий-калиевый насос переносит ионы против градиента концентрации — туда, где их и так больше: Na⁺ наружу, K⁺ в клетку. Сам по себе такой перенос не идёт, поэтому белок тратит энергию АТФ: за один цикл — 1 АТФ, 3 Na⁺ наружу и 2 K⁺ внутрь. Цикл по шагам разобран в материале «Натрий-калиевый насос».
- Сравнение. Пассивный транспорт идёт по градиенту концентрации и не требует АТФ: простая диффузия — прямо через слой липидов (O₂, CO₂), облегчённая — через белки: каналы (ионы, вода) и переносчики (глюкоза, аминокислоты). Активный транспорт идёт против градиента, поэтому ему нужны белок-насос и энергия АТФ.