- Mi az aktív szállítás?
- Elsődleges aktív szállítás
- Másodlagos aktív szállítás
- Co-transzporterek
- Az exocitózis és az aktív transzport közötti különbség
- Irodalom
Az aktív transzport olyan transzport sejttípus, amellyel az oldott molekulák áthaladnak a sejtmembránon, egy alacsonyabb oldott anyag koncentrációjú területről egy olyan területre, ahol ezek koncentrációja nagyobb.
Ami természetesen történik, hogy a molekulák az oldalról mozognak, ahol jobban koncentráltak, arra az oldalra, ahol kevésbé koncentrálódnak; Ez történik spontán módon, anélkül, hogy bármilyen energiát alkalmaznánk a folyamatban. Ebben az esetben azt állítják, hogy a molekulák lefelé mozognak a koncentráció-gradiensen.
Ezzel szemben az aktív szállítás során a részecskék a koncentráció-gradiens ellen mozognak, és következésképpen energiát fogyasztanak a sejtből. Ez az energia általában az adenozin-trifoszfátból (ATP) származik.
Az oldott molekulák néha nagyobb koncentrációban vannak a sejtben, mint kívül, de ha a testnek szüksége van rájuk, ezeket a molekulákat a sejtmembránban található transzporterfehérjék szállítják befelé.
Mi az aktív szállítás?
Ahhoz, hogy megértsük, mi az aktív transzport áll, meg kell érteni, mi történik a membrán mindkét oldalán, amelyen keresztül a transzport megtörténik.
Amikor egy anyag különböző koncentrációban van a membrán másik oldalán, azt mondják, hogy van egy koncentráció-gradiens. Mivel az atomok és a molekulák elektromosan tölthetők, akkor a membrán mindkét oldalán lévő rekeszek között elektromos gradiensek is kialakulhatnak.
Az ionmozgás szelektív kationokra vagy anionokra a pórus mérete és polarizációja miatt. Amint két anion áthalad a cella belsejéből a külsőbe, a külső hőmérséklete +5-ről +3-ra változik. Forrás: Wikimedia Commons. Szerző: metil-izopropil-izergamid.
Minden alkalommal van egy elektromos potenciálkülönbség, amikor a térben a töltések nettóan szétválnak. Valójában az élő sejtek gyakran rendelkeznek úgynevezett membránpotenciállal, amely a membrán közötti elektromos potenciál (feszültség) különbsége, amelyet a töltések egyenetlen eloszlása okoz.
A színátmenetek a biológiai membránokban gyakoriak, ezért gyakran energiaköltségekre van szükség bizonyos molekulák mozgatásához ezekkel a gradiensekkel szemben.
Az energiát ezeknek a vegyületeknek a membránba beillesztett fehérjékön keresztül történő mozgatására használják, amelyek transzporterként működnek.
Ha a fehérjék molekulákat helyeznek be a koncentráció-gradiens ellen, akkor ez aktív transzport. Ha ezeknek a molekuláknak a szállítása nem igényel energiát, akkor azt mondják, hogy a szállítás passzív. Attól függően, hogy honnan származik az energia, az aktív transzport lehet primer vagy másodlagos.
Elsődleges aktív szállítás
Az elsődleges aktív transzport az, amely közvetlenül kémiai energiaforrást (pl. ATP) használ a molekulák mozgatására egy membránon át a gradiens ellen.
A biológia egyik legfontosabb példája ennek az elsődleges aktív transzport mechanizmusnak a szemléltetésére a nátrium-kálium szivattyú, amelyet állati sejtekben találnak meg, és amelynek funkciója nélkülözhetetlen ezeknek a sejteknek.
A nátrium-kálium szivattyú egy membránfehérje, amely szállítja a nátriumot a sejtből és a káliumot a sejtbe. Ennek a szállításnak a végrehajtásához a szivattyúnak energiára van szüksége az ATP-től.
Másodlagos aktív szállítás
A szekunder aktív transzport az, amely a cellában tárolt energiát használja fel, ez az energia különbözik az ATP-től, és ezért megkülönbözteti a két transzporttípust.
A másodlagos aktív transzport által felhasznált energia az elsődleges aktív transzport által generált gradiensekből származik, és felhasználható más molekulák átvitelére a koncentráció-gradiensük ellen.
Például, ha növeli a nátrium-ionok koncentrációját az extracelluláris térben, a nátrium-kálium-szivattyú működése következtében egy elektrokémiai gradienst generál az ion ionkoncentrációjának különbsége a membrán mindkét oldalán.
Ilyen körülmények között a nátrium-ionok hajlamosak mozogni a koncentráció-gradiensük mentén, és a transzporter fehérjék révén visszatérnek a sejt belsejébe.
Co-transzporterek
Ez a nátrium elektrokémiai gradienséből származó energia felhasználható más anyagok szállítására gradiensek ellen. Ami történik, egy megosztott transzport, amelyet transzporter fehérjék hajtanak végre, úgynevezett ko-transzportereknek (mert két elemet szállítanak egyszerre).
Egy fontos transzporter példája a nátrium-glükóz cserélő protein, amely a nátrium-kationokat szállítja le a gradiens alatt, és ezt az energiát viszont arra használja fel, hogy glükóz molekulákba lépjen be a gradiens ellen. Ez az a mechanizmus, amellyel a glükóz belép az élő sejtekbe.
Az előző példában a ko-transzporter fehérje a két elemet ugyanabba az irányba mozgatja (a sejt belsejében). Amikor mindkét elem ugyanabba az irányba mozog, az azokat szállító fehérjét symporternek nevezik.
A társszállítók azonban a vegyületeket ellentétes irányba is mozgathatják; ebben az esetben a transzporter fehérjét anti-vivőanyagnak nevezzük, bár cserélő vagy kontra-transzporter néven is ismertek.
Az antihordozóra példa a nátrium-kalciumcserélő, amely az egyik legfontosabb celluláris folyamatot hajtja végre a kalcium eltávolításáról a sejtekből. A nátrium-elektrokémiai gradiens energiáját használja a kalcium mobilizálásához a sejtből: minden kalcium-kation elhagyja a belépő három nátrium-kationt.
Az exocitózis és az aktív transzport közötti különbség
Az exocitózis a celluláris transzport másik fontos mechanizmusa. Feladata, hogy a maradék anyagot a sejtből az extracelluláris folyadékba vezesse. Exocitózis esetén a szállítást a vezikulák közvetítik.
Az exocitózis és az aktív transzport közötti fő különbség az, hogy exositózis esetén a szállítandó részecskét egy membrán (vezikulum) által körülvett szerkezetbe csomagolják, amely összeolvad a sejtmembránnal, hogy tartalmát kifelé szabadítsa.
Aktív szállítás során a szállítandó tárgyak mindkét irányba mozgathatók, befelé vagy kifelé. Ezzel szemben az exocitózis csak tartalmát szállítja kívülre.
Végül az aktív transzport a fehérjéket, mint a transzportközeget foglalja magában, nem membrán struktúrákat, mint az exocitózisban.
Irodalom
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. és Walter, P. (2014). A sejt molekuláris biológiája (6. kiadás). Garland Science.
- Campbell, N. és Reece, J. (2005). Biológia (2. kiadás) Pearson Education.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. és Martin, K. (2016). Molecular Cell Biology (8. kiadás). WH Freeman és társaság.
- Purves, W., Sadava, D., Orians, G. és Heller, H. (2004). Élet: a biológia tudománya (7. kiadás). Sinauer Associates és WH Freeman.
- Solomon, E., Berg, L. és Martin, D. (2004). Biológia (7. kiadás) Cengage Learning.