Διαφορά μεταξύ καναλιού ιόντων και μεταφορέα

Κύρια διαφορά – Κανάλι ιόντων και μεταφορέας

Το κανάλι ιόντων και ο μεταφορέας είναι δύο τύποι διαμεμβρανικών πρωτεϊνών που ελέγχουν την κίνηση των ιόντων κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης. Τόσο ο δίαυλος ιόντων όσο και ο μεταφορέας βοηθούν την επιλεκτικά διαπερατή φύση της κυτταρικής μεμβράνης επιτρέποντας μόνο στα επιλεγμένα μόρια να περάσουν μέσα από την κυτταρική μεμβράνη. Η κύρια διαφορά μεταξύ διαύλου ιόντων και μεταφορέα είναι ότι η κίνηση των ιόντων λαμβάνει χώρα μέσω μιας συγκέντρωσης ή ηλεκτροχημικής βαθμίδας στα κανάλια ιόντων, ενώ η κίνηση των ιόντων λαμβάνει χώρα ενάντια στη βαθμίδα συγκέντρωσης στους μεταφορείς. Οι μεταφορείς ονομάζονται επίσηςαντλίες ιόντων . Τα κανάλια ιόντων είναι γρήγοροι μεταφορείς ενώ οι μεταφορείς κάνουν αργές μετατοπίσεις.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι το Ion Channel
      – Ορισμός, γεγονότα, τύπος μεταφοράς
2. Τι είναι Μεταφορέας
     – Ορισμός, γεγονότα, τύπος μεταφοράς
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ Ion Channel και Transporter
     – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ καναλιού ιόντων και μεταφορέα
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:ATP, βαθμίδα συγκέντρωσης, ηλεκτροχημική κλίση, κανάλι ιόντων, διαμεμβρανικές πρωτεΐνες, μεταφορέας

Τι είναι το Ion Channel

Οι δίαυλοι ιόντων αναφέρονται στις μεμβρανικές πρωτεΐνες που σχηματίζουν πόρους και επιτρέπουν την κίνηση των ιόντων μέσω της κυτταρικής μεμβράνης. Είναι είτε με πύλη τάσης είτε με πύλη συνδέτη. Μερικά κανάλια ανοίγουν και κλείνουν ως απόκριση σε μηχανικά σήματα επίσης. Οι δίαυλοι ιόντων είναι ένας τύπος διαμεμβρανικών πρωτεϊνών με πολυμερείς υπομονάδες. Κατά το άνοιγμα, συγκεκριμένα ιόντα μπορούν να ρέουν μέσω του διαύλου ιόντων είτε μέσω μιας συγκέντρωσης είτε μέσω ηλεκτροχημικής βαθμίδας. Η διάμετρος του ιόντος που πρόκειται να περάσει από το κανάλι ιόντων θα είναι ένας επιλεκτικός παράγοντας για τη μεταφορά. Η δομή ενός διαύλου ιόντων φαίνεται στην εικόνα 1.

Εικόνα 1:Κανάλι ιόντων
Τομέας καναλιού, 2. Εξωτερικός προθάλαμος, 3. Φίλτρο επιλεκτικότητας, 4. Διάμετρος του φίλτρου επιλεκτικότητας, 5. Θέση φωσφορυλίωσης, 6. Κυτταρική μεμβράνη

Τα κανάλια ιόντων παίζουν σημαντικό ρόλο σε διεγερτικά κύτταρα, όπως τα μυϊκά κύτταρα και τα νευρικά κύτταρα. Συμμετέχουν στη μετάδοση των νευρικών σημάτων στη μεμβράνη των νευρικών κυττάρων. Τα κανάλια ιόντων μπορούν επίσης να κλείσουν γρήγορα για να εισέλθουν σε κατάσταση ηρεμίας. Καθώς η κίνηση των ιόντων συμβαίνει μέσω μιας βαθμίδας, το κύτταρο δεν χρειάζεται να επενδύει ενέργεια στην κίνηση των ιόντων. Ως εκ τούτου, τα κανάλια ιόντων είναι μια παθητική μέθοδος μεταφοράς ιόντων. Οι δίαυλοι ιόντων νατρίου και καλίου είναι παραδείγματα διαύλων ιόντων.

Τι είναι μεταφορέας

Ο μεταφορέας αναφέρεται σε μια διαμεμβρανική πρωτεΐνη που μεταφέρει ιόντα κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης μέσω ενεργού μεταφοράς. Ως εκ τούτου, οι μεταφορείς καταναλώνουν ενέργεια με τη μορφή ATP για την κίνηση των ιόντων. Με άλλα λόγια, με τη χρήση ενέργειας, οι μεταφορείς μπορούν να μετακινήσουν ιόντα θερμοδυναμικά σε ανηφόρα σε υψηλότερη ενεργειακή κατάσταση. Ένας μεταφορέας μπορεί να είναι είτε μια κύρια αντλία είτε μια δευτερεύουσα αντλία. Οι κύριες αντλίες υδρολύουν το ATP. Με την υδρόλυση, η διαμόρφωση του μεταφορέα αλλάζει και καθίσταται ικανός να μετατοπίζει τα προηγουμένως δεσμευμένα ειδικά ιόντα, απελευθερώνοντάς τα μέσα ή έξω από το κύτταρο. Η ΑΤΡάση νατρίου-καλίου είναι ένα παράδειγμα πρωτεύοντος μεταφορέα και φαίνεται στο σχήμα 2 .

Εικόνα 2:ΑΤΡάση νατρίου-καλίου

Η ρύθμιση των μεταφορέων επιτυγχάνεται με την εσωτερική συγκέντρωση ιόντων. Οι δευτερεύουσες αντλίες μεταφέρουν ιόντα. Είναι ικανά να μεταφέρουν δύο διαφορετικούς τύπους ιόντων:το ένα ιόν μεταφέρεται κατά μήκος της βαθμίδας του και το άλλο μεταφέρεται ενάντια στη βαθμίδα. Η κίνηση του πρώτου ιόντος χρησιμεύει ως πηγή ενέργειας στην κίνηση του δεύτερου ιόντος. Τα symporters και τα antiporters είναι οι δύο τύποι μεταφορέων. Στα symporters, κάθε τύπος ιόντων κινείται προς την ίδια κατεύθυνση κατά μήκος της μεμβράνης. Στους αντιμεταφορείς, οι δύο τύποι ιόντων κινούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση κατά μήκος της μεμβράνης. Ο συμφορέας νατρίου-χλωριούχου καλίου είναι ένα παράδειγμα δευτερεύοντος μεταφορέα.

Ομοιότητες μεταξύ Ion Channel και Transporter

• Το κανάλι ιόντων και ο μεταφορέας είναι δύο τύποι διαμεμβρανικών πρωτεϊνών που εμπλέκονται στην κίνηση των ιόντων κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης.
• Τόσο ο δίαυλος ιόντων όσο και ο μεταφορέας είναι σημαντικοί για τη διατήρηση της ομοιόστασης του κυτταροπλάσματος.

Διαφορά μεταξύ καναλιού ιόντων και μεταφορέα

Ορισμός

Κανάλι ιόντων: Τα κανάλια ιόντων είναι μεμβρανικές πρωτεΐνες που σχηματίζουν πόρους και επιτρέπουν την κίνηση ιόντων μέσω της κυτταρικής μεμβράνης.

Μεταφορέας: Οι μεταφορείς είναι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες που μεταφέρουν ιόντα κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης.

Κλίση

Κανάλι ιόντων: Τα κανάλια ιόντων μεταφέρουν ιόντα μέσω της συγκέντρωσης ή της ηλεκτροχημικής βαθμίδας.

Μεταφορέας: Τα ιόντα κινούνται κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης ενάντια στη βαθμίδα στους μεταφορείς.

Ενέργεια

Κανάλι ιόντων: Τα κανάλια ιόντων δεν χρησιμοποιούν κυτταρική ενέργεια για τη μεταφορά ιόντων. Ως εκ τούτου, είναι ένας παθητικός μηχανισμός μεταφοράς.

Μεταφορέας: Οι μεταφορείς χρησιμοποιούν την κυτταρική ενέργεια με τη μορφή ATP. Ως εκ τούτου, είναι ένας ενεργός μηχανισμός μεταφοράς.

Τύποι

Κανάλι ιόντων: Τα κανάλια ιόντων με πύλη τάσης, τα κανάλια ιόντων με πύλη συνδέτη και οι ακουαπορίνες είναι οι τρεις τύποι καναλιών ιόντων.

Μεταφορέας: Οι κύριοι μεταφορείς, οι συμφορητές και οι αντιμεταφορείς είναι οι τρεις τύποι μεταφορέων.

Συμπέρασμα

Τα κανάλια ιόντων και οι μεταφορείς είναι δύο τύποι διαμεμβρανικών πρωτεϊνών που εμπλέκονται στην κίνηση των ιόντων κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης. Τα κανάλια ιόντων μεταφέρουν ιόντα μέσω συγκέντρωσης ή ηλεκτροχημικής βαθμίδας. Ωστόσο, οι μεταφορείς εμπλέκονται στην κίνηση των ιόντων ενάντια στη βαθμίδα. Επομένως, οι μεταφορείς απαιτούν ενέργεια με τη μορφή ATP για τη μεταφορά ιόντων. Η κύρια διαφορά μεταξύ των διαύλων ιόντων και των μεταφορέων είναι η χρήση ενέργειας για τη μεταφορά κάθε τύπου διαμεμβρανικής πρωτεΐνης.

Αναφορά:   

1. Gadsby, David C. «Κανάλια ιόντων έναντι αντλιών ιόντων:η κύρια διαφορά, κατ' αρχήν». Κριτικές για τη φύση. Μοριακή κυτταρική βιολογία , U.S. National Library of Medicine, Μάιος 2009, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. Το "Ion channel" Από τον αρχικό μεταφορτωτή ήταν το Outslider (Paweł Tokarz) στο pl.wikipedia – Μεταφέρθηκε από το pl.wikipedia στα Commons από τον Masur χρησιμοποιώντας το CommonsHelper (Δημόσιος Τομέας) μέσω του Commons Wikimedia
2. "Σχέδιο αντλίας νατρίου-καλίου -en” By LadyofHats Mariana Ruiz Villarreal – Δική δουλειά (Δημόσιος Τομέας) μέσω Commons Wikimedia