- Vad är aktiv transport?
- Primär aktiv transport
- Sekundär aktiv transport
- Co-transportörer
- Skillnad mellan exocytos och aktiv transport
- referenser
Den aktiva transporten är en transportcelltyp genom vilken lösta molekyler rör sig över cellmembranet, från ett område med lägre koncentration av lösta ämnen till ett område där koncentrationen av dessa är högre.
Det som händer naturligt är att molekylerna rör sig från sidan där de är mer koncentrerade till sidan där de är mindre koncentrerade; Det är vad som sker spontant utan att någon typ av energi appliceras i processen. I detta fall sägs molekylerna flytta ner koncentrationsgradienten.
Däremot rör sig partiklarna vid aktiv transport mot koncentrationsgradienten och konsumerar följaktligen energi från cellen. Denna energi kommer normalt från adenosintrifosfat (ATP).
Lösta molekyler har ibland en högre koncentration inuti cellen än utanför, men om kroppen behöver dem, transporteras dessa molekyler inåt av bärarproteiner som finns i cellmembranet.
Vad är aktiv transport?
För att förstå vad aktiv transport består av, är det nödvändigt att förstå vad som händer på båda sidor av membranet genom vilket transport sker.
När ett ämne befinner sig i olika koncentrationer på motsatta sidor av ett membran sägs det att det finns en koncentrationsgradient. Eftersom atomer och molekyler kan laddas elektriskt kan elektriska gradienter också bildas mellan facken på vardera sidan av membranet.
Jonisk rörelse är selektiv för katjoner eller anjoner på grund av storleken på poren och dess polarisering. När två anjoner passerar från det inre till det yttre av cellen, ändras utsidan från +5 till +3. Källa: Wikimedia commons. Författare: Methylisopropylisergamid.
Det finns en elektrisk potentialskillnad varje gång det finns en nettoseparation av laddningar i rymden. I själva verket har levande celler ofta det som kallas en membranpotential, vilket är skillnaden i elektrisk potential (spänning) över membranet, vilket orsakas av en ojämn fördelning av laddningar.
Lutningar är vanliga i biologiska membran, så energiförbrukning krävs ofta för att flytta vissa molekyler mot dessa lutningar.
Energi används för att flytta dessa föreningar genom proteiner som sätts in i membranet och som fungerar som transportörer.
Om proteiner sätter in molekyler mot koncentrationsgradienten är det en aktiv transport. Om transporten av dessa molekyler inte kräver energi, sägs transporten vara passiv. Beroende på var energin kommer från kan aktiv transport vara primär eller sekundär.
Primär aktiv transport
Primär aktiv transport är en som direkt använder en källa för kemisk energi (t.ex. ATP) för att flytta molekyler över ett membran mot dess gradient.
Ett av de viktigaste exemplen inom biologin för att illustrera denna primära aktiva transportmekanism är natrium-kaliumpumpen, som finns i djurceller och vars funktion är avgörande för dessa celler.
Natrium-kaliumpumpen är ett membranprotein som transporterar natrium ur cellen och kalium in i cellen. För att utföra denna transport kräver pumpen energi från ATP.
Sekundär aktiv transport
Den sekundära aktiva transporten är den som använder energin lagrad i cellen, denna energi skiljer sig från ATP och därmed kommer dess skillnad mellan de två typerna av transport.
Energin som används av sekundär aktiv transport kommer från lutningar genererade av primär aktiv transport och kan användas för att transportera andra molekyler mot deras koncentrationsgradient.
Till exempel, genom att öka koncentrationen av natriumjoner i det extracellulära utrymmet, på grund av driften av natrium-kaliumpumpen, genereras en elektrokemisk gradient av skillnaden i koncentration av denna jon på båda sidor av membranet.
Under dessa förhållanden tenderar natriumjonerna att röra sig längs deras koncentrationsgradient och skulle återgå till det inre av cellen genom transportörproteinerna.
Co-transportörer
Denna energi från den elektrokemiska gradienten av natrium kan användas för att transportera andra ämnen mot deras gradienter. Det som händer är en delad transport och utförs av transporterproteiner som kallas samtransportörer (eftersom de transporterar två element samtidigt).
Ett exempel på en viktig samtransportör är natrium-glukosbytesproteinet, som transporterar natriumkationer nedåt i sin gradient och i sin tur använder denna energi för att ange glukosmolekyler mot dess gradient. Detta är den mekanism genom vilken glukos kommer in i levande celler.
I det föregående exemplet rör co-transporterproteinet de två elementen i samma riktning (in i cellen). När båda elementen rör sig i samma riktning kallas proteinet som transporterar dem en symporter.
Emellertid kan samtransportörer också flytta föreningar i motsatta riktningar; i detta fall kallas transporterproteinet en antibärare, även om de också är kända som växlare eller mottransportörer.
Ett exempel på en antibärare är natrium-kalciumbytaren, som utför en av de viktigaste cellprocesserna för att ta bort kalcium från cellerna. Detta använder energin från den natriumelektrokemiska gradienten för att mobilisera kalcium ur cellen: en kalciumkation lämnar för varje tre natriumkationer som kommer in.
Skillnad mellan exocytos och aktiv transport
Exocytos är en annan viktig mekanism för celltransport. Dess funktion är att utvisa restmaterialet från cellen till den extracellulära vätskan. Vid exocytos förmedlas transport av vesiklar.
Huvudskillnaden mellan exocytos och aktiv transport är att i exositos är partikeln som ska transporteras lindad i en struktur omgiven av ett membran (vesikeln), som smälter samman med cellmembranet för att frigöra dess innehåll till utsidan.
Vid aktiv transport kan föremålen som ska transporteras flyttas i båda riktningarna, inåt eller utåt. Däremot transporterar exocytos bara innehållet till utsidan.
Slutligen involverar aktiv transport proteiner som transportmedium, inte membranstrukturer som vid exocytos.
referenser
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Cellens molekylärbiologi (6: e upplagan). Garland Science.
- Campbell, N. & Reece, J. (2005). Biologi (2: a upplagan) Pearson Education.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molecular Cell Biology (8: e upplagan). WH Freeman and Company.
- Purves, W., Sadava, D., Orians, G. & Heller, H. (2004). Liv: biologiens vetenskap (7: e upplagan). Sinauer Associates och WH Freeman.
- Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biologi (7: e upplagan) Cengage Learning.