Transkript Biomembran – passive und aktive Transportvorgänge
Hallo, ich bin Natascha und möchte euch heute über die Transportmechanismen an der Biomembran erzählen. Wir schauen uns eine Biomembran an. Sie besteht aus einer Doppellipidschicht. In der Zelle herrscht eine hohe Konzentration von Glucose und Kaliumionen und eine niedrige Konzentration von Natriumionen. Außerhalb der Zelle herrscht eine hohe Konzentration von Natriumionen, aber eine niedrige Konzentration von Glucose und Kalium. Wir können die Transportmechanismen an der Membran in 2 Gruppen teilen: passive und aktive Mechanismen. Wenn ihr das Video zur "Diffusion" gesehen habt, dann wisst ihr jetzt, dass zum Beispiel ein Wassermolekül durch einfache Diffusion in die Zelle eindringen könnte. Da die Membran aus einer Doppellipidschicht aufgebaut ist, ist es für kleine lipophile Teilchen leicht, durch die Membran zu kommen. Will die Zelle aber kleine, hydrophile Moleküle wie Wasser und größere Teilchen wie Ionen aufnehmen, muss sie sich eines Tricks bedienen wie der eingeschränkten Diffusion, die durch Poren oder Kanäle erfolgt. Diese durchspannen die ganze Membran und lassen nur spezifische Moleküle durch. Das hängt einmal ab vom Durchmesser der Kanäle, zum anderen von ihrer Ladung. Da gegensätzliche Ladungen sich anziehen, lassen positiv geladene Kanäle negativ geladene Anionen wie das Chlorid durch, negativ geladene die positiv geladenen Kationen. Ein weiterer passiver Transportmechanismus ist die erleichterte Diffusion. Sie schleust kleine organische Moleküle wie Zucker und Aminosäuren durch die Membranen mit Hilfe von Carriern. Diese Carrier haben eine Bindungsstelle für ganz spezifische Moleküle. Wenn ein Molekül sich an sie gebunden hat, ändert der Carrier seine Konformation und bringt das Molekül in die Zelle. Manche Carrier können 2 unterschiedliche Moleküle binden und ändern ihre Konformation erst dann, wenn beide Bindungen belegt sind. Das nennt man dann Co-Transport. All diese Mechanismen laufen immer in Richtung des Konzentrationsgefälles ab. Das Gesetz der Diffusion hilft der Zelle also bei diesen Transporten, sodass die Zelle für sie keine extra Energie aufwenden muss. Daher der Begriff des passiven Transports. Beim aktiven Transport werden Moleküle entgegen des Konzentrationsgefälles in oder aus der Zelle raus transportiert. Hierfür werden auch Carrier benutzt, allerdings muss die Zelle jetzt Energie dafür aufbringen. An der Darmschleimhaut kann aus dem Darmlumen, dem Inneren des Darmes, Glucose aufgenommen werden. Dies geschieht durch einen gekoppelten Transport. Eine Natrium-Kalium-Pumpe befördert gegen das Konzentrationsgefälle Natriumionen aus der Zelle hinaus und Kaliumionen in die Zelle hinein. Dieser Vorgang benötigt Energie in Form von ATP. Wenn die Natriumionen an der Zellmembran jetzt durch den Diffusionssog zurück in die Zelle möchten, koppeln sie sich an die Rezeptoren des Carriers an. Hier sind auch Bindungsstellen für Glucose vorhanden, die sich ebenfalls ankoppelt. Wenn alle Bindungsstellen belegt sind, ändert der Carrier wieder seine Konformation und nimmt die Glucose-Moleküle gegen das Konzentrationsgefälle ins Innere der Zelle mit. Weil Natriumionen und Glucose durch denselben Carrier transportiert werden, nennt man dies gekoppelten Transport. Werden Moleküle zusammen in dieselbe Richtung transportiert, nennt man dies Symport. Werden sie in unterschiedliche Richtungen transportiert, nennt man es Antiport. Dabei wird immer ein Stoff mit dem und ein Stoff gegen das Konzentrationsgefälle transportiert. Unser Beispiel mit der Glucose ist ein Symport. Jetzt wissen wir also, wie an der Biomembran die einfache Diffusion aussieht. Wir haben uns die eingeschränkte und die erleichterte Diffusion sowie den Co-Transport angesehen und wissen, dass diese zu den passiven Transportmechanismen gehören. Zu den aktiven Transportmechanismen, die Energie in Form von ATP benötigen, gehören der gekoppelte Transport beziehungsweise Symport und Antiport. Ich hoffe, das Video hat euch weitergeholfen, und wir sehen uns beim nächsten Mal.
Videobeschreibung
Zu Beginn wird der Aufbau einer Biomembran kurz wiederholt und erklärt, wie die Konzentrationsverhältnisse von Natrium, Glukose und Kalium außerhalb und innerhalb der Zelle sind. Dieses Video erklärt dir weiterhin die verschiedenen Möglichkeiten des Stofftransportes durch Biomembranen. Dabei wird auf aktive (gegen das Konzentrationsgefälle) und passive (mit dem Transportgefälle) Transportmechanismen eingegangen. Welche Rolle dabei ATP spielt, erfährst du auch im Video. Am Ende gibt es eine kleine Zusammenfassung, die alles Wichtige zusammenfasst.
Die Tutorin:
Hallo Fatih,
beim Symport werden zwei Substanzen von einem Transportprotein gleichzeitig in die gleiche Richtung transportiert, beim Antiport in entgegengesetzte Richtungen.
Viele Grüße aus der Redaktion
hallo, wann spricht man von einem symport oder antiport ? müssen dann immer zwei stoffe durch ein carrierprotein oder durch eine pore durchgehen?
des Sprechers``
Alter deprechers geschätzt 4 Jahre ...
Hallo,
der Transport von Molekülen durch die Zellmembran wird auch als Diffusion bezeichnet. Diese Diffusion findet so lange statt, bis das Konzentrationsgefälle ausgeglichen wird und benötigt keinen Energieaufwand, weshalb sie zu den passiven Transportvorgängen gezählt wird. Die Osmose hingegen ist ein einseitig gerichteter Diffusionsvorgang durch eine semipermeable Membran. Du kennst bestimmt den Versuch mit der Zuckerlösung, dem Wasser und der semipermeablen Membran, die die Zuckermoleküle nicht diffundieren können. Um den Konzentrationsunterschied auszugleichen, diffundieren die Wassermoleküle durch die Membran in die Zuckerlösung und gleichen die Konzentration aus. Wie du siehst, kann das Verb "diffundieren" beide Transportvorgänge beschreiben.
Ich hoffe, dir hilft die Antwort weiter.
Liebe Grüße aus der Redaktion!
Hallo, folgende Frage: In euren Videos benutzt ihr das Wort "diffundieren". Ist das nicht Osmose? Das Ganze erfolgt doch durch eine semipermeable Membran.
Hallo Azra,
der Uniport kann sowohl passiv als auch aktiv ablaufen. Wenn die gelösten Substanzen entlang ihres Konzentrationsgefälles strömen, handelt es sich um einen passiven Transport. Ein Beispiel für einen aktiven Transport, also dem Transport, der direkt unter Verbrauch von ATP erfolgt, ist die Protonenpumpe (H+ - Transport). Die Protonenpumpe transportiert Wasserstoffionen unter ATP Verbrauch aus dem Zellinnenraum in das Außenmilieu.
Ich hoffe, das hilft dir weiter.
LG
Was ist mit "Uniporter" ? Gehört der zum passiven Stofftransport ?
Hallo,
das bedeutet, dass sich die Konformation des Carriers erst dann ändert, wenn beide Moleküle an das Protein gebunden sind. Es reicht also nicht, wenn nur eins der beiden Moleküle an einer Bindungsstelle gebunden ist und die andere Stelle unbesetzt ist. Beide Moleküle müssen die Bindungstellen besetzen.
LG
Super erklärt. Aber ich habe eine Frage : Sie haben gesagt dass manche Carrier 2 unterschiedliche Moleküle binden können und ändern ihre Konformation erst dann, wenn beide Bindungen belegt sind. Was meinen Sie genau hier mit BELEGEN?
Danke, durch diese Erklrungen kann ich mich perfekt auf dem Unterricht vorbereiten, ohne vom Thema jemals gehört zu haben. Die Art und Weise Eurer Erklärungen sind erstklassich! Weiter so
Hallo :)
Tunnelproteine meint im allgemeinen nur, dass ein Transportprotein durch die gesamte Membran reicht. Die Art des Transports kann dann unterschiedlich sein (aktiv, passiv, Cotransport etc.). Und ja, ein Cotransport meint einen gekoppelten Transport :)
hallo:)gehören die Tunnelproteine nicht auch zur erleichterten Diffusion und nicht zur eingeschränkten? und ist der gekoppelte Transport das gleiche wie der Cotransport?
Hallo :)
Wasser-Moleküle können durchaus durch die Membran diffundieren. Die Menge ist oft nur entscheident. Für einen erhöhten und gerichteten Wassertransport gibt es z.B. extra Tunnelproteine, die Aquapurine.
Hallo,
ich bin nun etwas verwirrt.
Kann Wasser nun leicht durch die Membran durchdiffundieren oder nicht?
Hallo,
schau dir doch noch zusätzlich dieses Video an:
http://www.sofatutor.com/biologie/videos/stofftransport-an-der-biomembran-endocytose-exocytose-membranfluss?topic=198
und melde dich gerne, falls du noch Fragen hast.
Wird in anderen Videos noch mehr auf die Spezifität eingegangen? Irgendwie ist es mir nicht klar geworden, wann ein Transport spezifisch und wann unspezifisch ist... Ansonsten echt gut!! Bitte weiter so!!
Echt gut! Gibt noch mal schnell einen Überblick und Infos. Wenn man mehr Details haben möchte, sollte man das Video ''Stofftransport an der Biomembran - Endozytose, Exocytose, Membranfluss'' anschauen.
Dieses Video erwähnt aber auch Sachen dass was bei dem anderen nicht vorkommt (z.B. Co-Transport, Symport, Anti-port). Daher ist es als Ergänzung echt super!
Danke dir :)
Ich denke auch, dass bei Minute 1:10 ein Widerspruch besteht (siehe unten Steve K.).
Hallo :)
Ja das klingt etwas verwirrend, da hast du Recht. Wörtlich wird aber gesagt.
"Wenn du das Video zur Diffusion gesehen hast, weißt du, dass Wasser durch einfache Diffusion in die Zelle eindringen kann." ..dann musst du dir eine Pause denken, es geht immer noch um die Diffusion, nur dass sie sagt, dass kleine lipohile Stoffe problemlos durch die Membran diffundieren und Wassermoleküle durch Kanäle hindurch diffundieren. Beide Vorgänge sind jedoch passiv, also Diffusionsvorgänge ohne Energieverbrauch.
Bei 1:10 heißt es bei der einfachen Diffusion kann z.B Wasser leicht durch die Membran durchgehen, da es für lipophile teilchen einfach ist,
dann ein paar sekunden später, wenn sie aber andere hydrophile moleküle durchschleusen will wie z.b Wasser , muss sie sich einem trick bedienen wie die erleichterte diffusion
Hä??
Hat mir unglaublich geholfen, danke!!!
Sehr gut gemacht, nur könnte man vielleicht noch den sekundär aktiven Transport erläutern (Protonenpumpe), der Vollständigkeit halber.
Trotzdem Top!
Hallo Anna,
in diesem Video wird auf die Endocytose nicht eingegangen, das stimmt. Allerdings sollte das auch nicht Gegenstand des Videos sein. Es gibt leider noch kein Video, in dem Endycytose- und Exocytosemechanismen erklärt werden. Einen kleinen Einblick, wie Endocytose funktioniert, findest du im vorherigen Video dieser Reihe mit dem Thema "Endosymbiose".
Sehr gut erklärt. Doch es fehlt noch die Endozytose, wenn ich mich nicht irre.
Gut erklärt!