Der Hauptunterschied zwischen Ionenkanal und Ionenpumpe besteht darin, dass sich Ionen passiv durch Ionenkanäle bewegen, während sich Ionen aktiv durch Ionenpumpen bewegen.
Ionen wandern durch Ionenkanäle oder Ionenpumpen durch die Plasmamembran. Ionenkanäle sind Transmembranproteine, die Ionen passiv entlang ihres elektrochemischen Gradienten durch die Zellmembranen transportieren. Ionenpumpen sind Transmembranproteine, die Ionen aktiv gegen einen Konzentrations- oder elektrochemischen Gradienten durch die Plasmamembranen transportieren. Sowohl Ionenkanäle als auch Ionenpumpen befinden sich in der Zellmembran. Sie sind selektiv für bestimmte Ionen.
Was ist ein Ionenkanal?
Ein Ionenkanal ist ein spezialisiertes Protein, das sich in der Zellmembran befindet. Ionenkanäle transportieren Ionen passiv entlang des Konzentrationsgradienten durch die Zellmembran. Strukturell sind Ionenkanäle heteromultimere Komplexe, die aus einer bis vier porenbildenden α-Untereinheiten bestehen, die um einen zentralen, die Membran durchspannenden Schaft angeordnet sind. Im Allgemeinen haben Ionenkanäle einen Selektivitätsfilter, der nur eine Art von Ionen passieren lässt. Daher sind die meisten Ionenkanäle selektiv für bestimmte Ionen. Einige Ionenkanäle, wie beispielsweise ligandengesteuerte Ionenkanäle, ermöglichen jedoch den Durchgang mehrerer Ionenspezies.
Abbildung 01: Ionenkanal
Ionenkanäle können entweder non-gated oder gated sein. Spannungsgesteuerte Ionenkanäle und Ligandengesteuerte Ionenkanäle sind zwei Arten von gesteuerten Ionenkanälen. Tatsächlich fallen die meisten Ionenkanäle in diese beiden breiten Kategorien: spannungsgesteuert oder Ligandengesteuert. Na+, K+, Ca2+ und Cl− Ionen bewegen sich hauptsächlich durch Ionenkanäle. Ionenkanäle beeinflussen das Membranpotential, da sie durch die Bewegung geladener Ionen durch Membrankanäle einen Ionenstrom erzeugen.
Was ist eine Ionenpumpe?
Die Ionenpumpe ist ein Transmembranprotein, das aktiv Ionen durch die Zellmembran transportiert. Ionenpumpen nutzen Energie aus ATP, um Gradienten zu erzeugen. Dann bewegen sich die Ionen entgegen dem Konzentrationsgradienten durch die Ionenpumpen. Ähnlich wie Ionenkanäle sind auch Ionenpumpen selektiv für Ionen. Na+/K+ Pumpen, H+ Pumpen, Ca2 + Pumpen und Cl − Pumpen sind mehrere spezifische Ionenpumpen.
Abbildung 02: Ionenpumpe
Ionenpumpen können auch als primäre oder sekundäre aktive Transporter kategorisiert werden, basierend auf der Methode, mit der sie Ionen bewegen. Primäre aktive Transporter hydrolysieren ATP, um Energie zu erzeugen, um Ionen durch die Membran zu transportieren. Sekundäre aktive Transporter verwenden einen elektrochemischen Gradienten, der durch die Membran erzeugt wird, indem sie Ionen in die Zelle hinein oder aus ihr heraus pumpen. Sekundäre aktive Transporter können entweder Antiporter oder Symporter sein. Antiporter pumpen zwei verschiedene Ionen oder gelöste Stoffe in entgegengesetzten Richtungen durch die Membran. Symporter pumpen zwei verschiedene Ionen oder gelöste Stoffe in die gleiche Richtung.
Was sind die Gemeinsamkeiten zwischen Ionenkanal und Ionenpumpe?
- Ionenkanal und Ionenpumpe sind zwei Arten von Transmembranproteinen, die die Bewegung von Ionen durch die Membran erleichtern.
- Sie tragen dazu bei, den unaufhörlichen Transport von Ionen durch die Membran zu kontrollieren.
Was ist der Unterschied zwischen Ionenkanal und Ionenpumpe?
Ionenkanäle ermöglichen es Ionen, passiv einen Konzentrationsgradienten durch die Membran hinabzufließen, während Ionenpumpen Ionen aktiv gegen einen Konzentrationsgradienten durch die Membran transportieren. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen Ionenkanal und Ionenpumpe. Darüber hinaus können Ionenkanäle Gatter oder Nicht-Gatter haben, während Ionenpumpen mindestens zwei Gatter haben.
Die folgende Infografik listet weitere Unterschiede zwischen Ionenkanal und Ionenpumpe tabellarisch zum direkten Vergleich auf.
Zusammenfassung – Ionenkanal vs. Ionenpumpe
Ionenkanal und Ionenpumpe sind zwei Arten von Proteinen, die Ionen durch die Zellmembran transportieren. Ionenkanäle transportieren Ionen passiv ohne Energieeinsatz, während die Ionenpumpen Ionen aktiv unter Energieeinsatz transportieren. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen Ionenkanal und Ionenpumpe. Darüber hinaus benötigt der Ionenkanal nur ein einziges Gate, während die Ionenpumpe mindestens zwei Gates benötigt.
