Transport cellulaire actif et passif

Le transport cellulaire actif et passif est le transfert de solutés d'un côté de la membrane cellulaire à l'autre. Le transport est passif lorsqu'aucune source d'alimentation n'est requise métabolique comme l'ATP, tandis que le transport est actif lors de l'utilisation de l'ATP comme source d'énergie.

Les membranes cellulaires sont principalement composées d'une bicouche lipidique qui rend difficile le passage de certains types de substances. Cette fonction de barrière permet à la cellule de maintenir des concentrations de soluté dans le cytosol différentes de l'environnement extracellulaire ou des compartiments intracellulaires..

Qu'est-ce que le transport cellulaire passif?

Le transport passif est le processus qui permet le passage des molécules et des ions à travers la membrane cellulaire sans source d'énergie.

le le gradient de concentration o la différence de concentration d'une espèce entre les deux côtés de la membrane est l'impulsion qui détermine le mouvement et la direction du transport passif.

Lorsque le soluté est chargé (positif ou négatif), la différence de potentiel entre les deux côtés de la membrane (potentiel de membrane) peut également entraîner le transport. Dans ce cas, le gradient de concentration et le gradient électrique combinés forment la force motrice gradient électrochimique.

En générant une différence de concentrations ioniques à travers la couche lipidique, la membrane cellulaire peut stocker de l'énergie potentielle sous la forme de gradients électrochimiques. Les gradients électrochimiques sont utilisés pour:

• piloter divers processus de transport,
• transmettre des signaux électriques dans des cellules électriquement excitables et
• produisent la majorité de l'ATP dans les mitochondries, le chloroplaste et les bactéries.

Caractéristiques de transport passif

• Le mouvement des solutés suit le gradient de concentration, d'une concentration plus élevée à une concentration plus faible.
• Cela dépend du gradient de concentration, de la taille des particules et de la température.
• Les ions et les petites molécules sont mobilisés.
• Ne nécessite pas d'hydrolyse de l'ATP.
• Elle est médiée par des protéines transmembranaires, des canaux et des transporteurs, en diffusion facilitée.

Types de transport passif

Les molécules et les ions peuvent traverser la membrane passivement par différents mécanismes: diffusion simple, diffusion facilitée ou osmose.

Diffusion simple

Petites molécules non polaires comme l'oxygène O_deux et le dioxyde de carbone CO_deux ils se dissolvent facilement dans les membranes lipidiques. Petites molécules polaires non chargées comme l'eau H_deuxL'O et l'urée diffusent également à travers la membrane de manière lente ou restreinte. En général, les molécules lipophiles ou graisseuses peuvent traverser la membrane par simple diffusion.

Diffusion facilitée

Les cellules ont développé des mécanismes de transfert de molécules et d'ions solubles dans l'eau à travers la membrane. Grâce à des protéines transmembranaires spécialisées (elles traversent la membrane), les ions et les molécules sont transportés. Comme la diffusion d'une concentration plus élevée à une concentration plus faible se produit à l'aide de "passages", nous parlons de diffusion facilitée. De cette façon:

• les nutriments essentiels pénètrent dans la cellule;
• éliminer les déchets métaboliques et
• réguler les concentrations d'ions intracellulaires.

Les deux principales classes de protéines membranaires qui facilitent le mouvement des molécules dans et hors de la membrane lipidique sont:

• les transporteurs: ce sont des protéines qui ont des pièces mobiles, telles que des portes de la membrane qui s'ouvrent et se ferment permettant le passage du soluté. Ils sont comme des portes tournantes dans la membrane.
• les canaux: ils forment des pores hydrophiles étroits qui permettent un mouvement passif, principalement de petits ions inorganiques. Bien que l'eau puisse diffuser à travers les membranes lipidiques, toutes les cellules contiennent des canaux protéiques appelés aquaporines qui augmentent la perméabilité de ces membranes à l'eau..

Osmose

L'osmose est le mouvement de l'eau à travers une membrane semi-perméable, quand d'un côté il y a un soluté qui ne peut pas traverser la membrane. Seul le mouvement de l'eau se produit dans l'osmose.

Qu'est-ce que le transport cellulaire actif?

Le transport actif est le processus par lequel la cellule transporte le matériau contre son gradient de concentration, en utilisant l'ATP comme source d'énergie..

Caractéristiques de transport actif

• Il est fabriqué à partir de protéines membranaires intégrales.
• C'est spécifique au soluté.
• Il subit une saturation, c'est-à-dire que lorsque tous les sites de liaison du soluté sont occupés, peu importe combien de substrat est ajouté, le flux reste constant.

Types de protéines de transport actives

Au moins trois types de protéines sont décrits dans des cellules capables d'effectuer un transport actif. Ci-dessous sa description.

Pompes ATP

Les pompes ATP effectuent le transport de soluté couplé à l'hydrolyse de l'ATP, c'est-à-dire que l'ATP libère un groupe phosphate (PO₄^-3) et devient ADP. L'énergie libérée lors de l'hydrolyse est ce qui «pompe» le soluté d'un côté de la membrane à l'autre..

Le transport actif entraîné par l'hydrolyse de l'ATP est également connu sous le nom de transport actif primaire.

Il existe trois types de pompes ATP:

1. Pompes de type P: la protéine est phosphorylée (un groupe phosphate est attaché à la protéine) en cours de transport. Exemples: pompes sodium-potassium, pompes à calcium.
2. Pompes de type F: Aussi appelé ATP synthétases car ils utilisent le gradient de protons pour synthétiser l'ATP à partir d'ADP et de phosphate. Exemples: chloroplaste ATP synthétase associée à la phase de photosynthèse dépendante de la lumière.
3. Convoyeurs ABC: ce sont des protéines membranaires qui transportent de petites molécules. Exemples: le transporteur de cholestérol ABCG1, le transporteur MDR (résistance multidrogue).

Convoyeurs couplés

Le transport d'un ion ou d'une molécule est concomitant avec un autre soluté. Dans ce cas, le soluté en concentration plus élevée d'un côté de la membrane passe de l'autre côté et favorise le mouvement du soluté d'une concentration inférieure à une concentration plus élevée. Les transporteurs à gradient ionique sont également appelés transport actif secondaire.

Elle est réalisée par des protéines porteuses appelées symporteurs et anti-porteurs. UNE symporteur ou cotransporteur transporte un soluté suivant son gradient de concentration dans la même direction qu'un autre soluté contre le gradient de concentration.

Par exemple, le cotransporteur de glucose dépendant du sodium de l'intestin grêle. Dans ce cas, le glucose et le sodium de l'intérieur de l'intestin sont absorbés dans la cellule intestinale..

Les cellules épithéliales de l'intestin ou du rein ont un grand nombre de symporteurs qui sont entraînés par le gradient de l'ion sodium Na.⁺, être plus concentré à l'extérieur de la cellule.

Chez les bactéries, le transport du lactose est couplé au transport des ions hydrogène H⁺.

UNE anti-porteur ou échangeur effectue le transfert des solutés dans des directions opposées. Par exemple, l'anti-porteur sodium / proton Na⁺/ H⁺ le sodium entre dans la cellule et le proton quitte l'extérieur.

Pompes activées par la lumière

Prédominant chez les bactéries et les archées, ce transport de solutés se fait d'une concentration plus faible à plus élevée grâce à la capture d'énergie lumineuse. Par exemple, les bactériorhodopsines et les halorhodopsines sont des pompes à protons activées par la lumière..

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