Aktiivinen kuljetus

Selitämme, mikä on ensisijainen ja toissijainen aktiivinen kuljetus, miten molekyylit liikkuvat, ja annamme esimerkkejä

Mikä on aktiivinen kuljetus?

Hän Aktiivinen kuljetus Aineiden liikkuminen solukalvojen yhdeltä puolelta niiden pitoisuusgradienttia vastaan, toisin sanoen siitä, mistä ne ovat vähemmän keskittyneitä, missä ne ovat keskittyneempiä. Koska sitä ei tapahdu spontaanisti, se on prosessi, joka yleensä vaatii energiaa.

Kaikkien luonnossa esiintyvät solut rajaavat lipidikalvo, joka käyttäytyy puolijaloisellä esteellä, toisin sanoen, mikä mahdollistaa joidenkin aineiden kulkemisen ja estää toisten kulkemista sisältäpäin ja päinvastoin kuin päinvastoin.

Suuri määrä molekyylejä liikkuu passiivisella kuljetuksella solujen toiselta puolelta, mutta tärkeä osa solumekanismeja ja siten elämää sinänsä Ne riippuvat ionien ja molekyylien, kuten glukoosin, natriumin, kaliumin, kalsiumin, aktiivisesta kuljetuksesta.

Koska aktiivinen kuljetus ei ole energisesti suotuisa prosessi (se on ”ylämäkeen), se kiinnittyy yleensä suoraan tai epäsuorasti toiseen prosessiin, joka on kuin hapettumisreaktio, ATP -hydrolyysi, kemiallisten lajien virtaukseen gradientin hyväksi auringonvalon imeytymiseen jne.

Kuinka molekyylit liikkuvat aktiivisessa kuljetuksessa?

Molekyylien tai aineiden liikkuminen solukalvojen yhdellä puolella voi tapahtua kahdella tavalla:

• PPersoivasti: Kun molekyylit ylittävät kalvot spontaanisti yksinkertaisella diffuusiolla -tai huokoset ja proteiinikanavat helpottavat-. Tässä tapauksessa etsitään kemiallista tasapainoa osastojen välillä, toisin sanoen sen sähkökemiallisen tai pitoisuusgradientin jälkeen (suuremman pitoisuuden paikasta pienempiin pitoisuuksiin).
• -LlaSilluoja: Kun molekyylit kuljetetaan solukalvojen toiselta puolelta niiden pitoisuutta tai kuormitusgradienttia vastaan. Tämä johtaa sen epätasa -arvoiseen kertymiseen tai osastojen välisen kemiallisen tasapainon siirtymiseen; Se tarvitsee energiaa (se on termodynaamisesti epäsuotuisaa, ts. Endegonic) ja erityisten proteiinin kuljettajien osallistuminen.

Ensisijainen aktiivinen kuljetus

Primaarinen aktiivinen kuljetus on se, jossa molekyylin kuljetus sen kemikaalista (johtaa sen kertymiseen kalvon toisella puolella) kytketään suoraan exergoniseen kemialliseen reaktioon, toisin sanoen reaktioon, jossa se vapautuu energiaa.

Voi palvella sinua: tyhjöt

Yleisimmät esimerkit primaarisesta aktiivisesta kuljetuksesta edustavat pääasiassa ne, jotka käyttävät adenosiinin tryfosfaatin (ATP) hydrolyysin aikana vapautuvaa energiaa, molekyyliä, jota pidetään tärkeimpänä solujen energiavaluuttana.

Natrium-potsiom-pommi on esimerkki aktiivisesta kuljetuksesta

Esimerkiksi eläinsolut liikkuvat tai kuljettavat aktiivisesti (gradienttinsa) natriumia (Na+) ja kaliumia (K+) käyttämällä erityistä kuljetinproteiinirakennetta, joka tunnetaan nimellä Natrium-potasiopommi. Tämä vastaa natriumionien karkottamisesta ja kaliumionien tuomisesta solujen sisätiloihin, kun taas hydrolysoiva ATP.

On tärkeää pitää mielessä, että monia tämän tyyppiseen kuljetukseen osallistuvia proteiineja kutsutaan "pommeiksi".

Kuinka Na+/K Transporter toimii+?

Natrium- ja kaliumpitoisuudet ovat erilaisia ​​eläinsoluissa: kalium on suuremmassa konsentraatiossa solunsisäisellä tasolla suhteessa ulkoiseen ympäristöön, ja natrium on vähemmän konsentroitu solun sisällä kuin ulkopuolella kuin ulkopuolella. Sen aktiivinen kuljetus natrium/kaliumpommin ansiosta on seuraava:

1. Pumppu on "avattu" sytosolisessa tilassa ja yhdistää 3 natrium -ionia (Na+), joka laukaisee ATP -molekyylin hydrolyysin (pumppu fosforyloitu).
2. ATP -hydrolyysillä pumppu muuttaa rakenteellisen muodonsa ja on suunnattu "avoimeksi" solunulkoiselle tilalle, jossa natriumionien päästää irti affiniteetin ilmiöstä.
3. Tässä asennossa pumppu pystyy yhdistämään 2 kaliumioonia (K+), mikä johtaa pumpun parasforylaatioon ja sen muutokseen alkuperäisessä muodossa, avoinna kohti sytosolia kohti. Tämä aukko vapauttaa kaliumioneja solun sisällä ja on valmis toiseen kuljetusjaksoon.

Yleensä primaarinen aktiivinen kuljetus saavuttaa tärkeiden sähkökemiallisten gradienttien perustamisen monista näkökulmista solun aktiivisuudelle.

Toissijainen aktiivinen kuljetus

Toissijainen aktiivinen kuljetus on molekyylin tai liuenneen aineen kuljetus sen sähkö- tai pitoisuusgradienttia vastaan ​​(energoninen prosessi, joka vaatii energiaa), joka on kiinnitetty toisen molekyylin kuljetukseen sen gradientin hyväksi (exergoninen prosessi, joka vapauttaa energiaa)).

Tämän tyyppisen aktiivisen kuljetuksen erityisyys liittyy molekyylin gradienttiin, joka ilmeisesti liikkuu passiivisella kuljetuksella, perustettiin aikaisemmin primaarisella aktiivisella kuljetusprosessilla, ts. Se käytti myös energiaa.

Voi palvella sinua: Plasmodesmos

Kuinka se toimii?

Positiivisten tai negatiivisesti kuormitettujen ionien primaarinen aktiivinen kuljetus onnistuu muodostamaan sähkökemiallisen gradientin solun sisäpuolelle; Tämän tyyppistä kuljetusta pidetään yleensä "energian varastointi" -mekanismina.

Syynä edelliseen lausuntoon johtuu tosiasiasta, että kun samat kuljetetut aktiiviset ionit mobilisoidaan passiivisella kuljetuksella tai mikä on sama, sen pitoisuusgradientin hyväksi, energiaa vapautetaan, koska se on eksergoninen prosessi.

Toissijaista aktiivista kuljetusta kutsutaan tällä tavalla, koska se käyttää ”varastoitua” energiaa ionisen pitoisuusgradientin muodossa (joka perustettiin primaarisella aktiivisella kuljetuksella) siirtääkseen muita molekyylejä sen pitoisuusgradienttia vastaan ​​samaan aikaan kuin passiivinen niiden kuljetus, jotka ensin otettiin käyttöön ensisijaisella kuljetuksella.

Yleensä proteiinit, jotka osallistuvat tämän tyyppiseen aktiiviseen kuljetukseen Kerros jotka käyttävät sähkökemiallisten gradienttien sisältämää energiaa. Nämä kokoelmat voivat siirtää molekyylejä samaan suuntaan (simportadores) tai vastakkaisiin suuntiin (anti -transporters).

Hyvä esimerkki "Simport" sekundaarisesta aktiivisesta "cotransport" on natrium/glukoosinsportin valmistama solujen solukalvossa, joka on läsnä eläinten suolistossa olevien solujen solukalvossa.

Na+/glukoosikuljetin (lähde: Alejandro Porto, Wikimedia Commonsin kautta)

Tämä kuljettaja siirtää natriumioneja pitoisuusgradientin hyväksi soluun kuljettaen glukoosimolekyylejä solun sisäpuolelle, sen pitoisuusgradienttia vastaan.

Aktiiviset kuljetusesimerkit

Aktiivinen kuljetus on solujen elämän kannalta tärkeitä prosessia, joten voidaan mainita monia esimerkkejä:

• Pumput (primaarinen aktiivinen kuljetus), jotka ovat vastuussa aktiivisesta ioninkuljetuksesta, pienistä hydrofiilisistä molekyyleistä, lipideistä jne.
• Kuljettajat (kotransporterit, toissijainen aktiivinen kuljetus), jotka ovat vastuussa molekyylien, kuten glukoosin, aminohappojen, joidenkin ionien ja muiden sokerien liikkeestä.

Pumput siirtävät ATP: n primaarista aktiivista kuljetusta varten

Aktiivinen kuljetus on yleensä erittäin tärkeä kuljetusmekanismi kaikille soluille, sekä prokaryootit (bakteerit ja kaarit) että eukaryootit (eläimet, kasvit ja sienet).

Se voi palvella sinua: Cilia: Ominaisuudet, rakenne, toiminnot ja esimerkit

Primaarinen aktiivinen kuljetus välittää yleensä proteiini- tai proteiinikompleksin tyyppi.

Nämä proteiinit ovat olennaisesti vastuussa ionien liikkumisesta niiden pitoisuusgradienttia vastaan ​​käyttämällä ATP -hydrolyysin vapauttamaa energiaa.

Kaikilla näillä pommeilla on yleensä erilaiset ATP -liiton kohteet, yleensä kalvon puolella, jossa he kohtaavat sytosolia ja näiden ammattiliittojen ja niiden tekemien alayksiköiden identiteetin mukaan erityyppisiä on erityyppisiä Pumput Kuljettajat:

• "P" -luokan pumput, joiden joukossa on bakteerien, kasvien ja sienten plasmamembraanin protonit; Na+/K+ja Ca+2 pumput kaikkien eukaryoottisolujen plasmamembraanista jne.
• "V" -luokan pumput, kuten kasvien tyhjän kalvon, sienten ja hiivojen; Eläinsolujen ja pumppujen lysosomit joidenkin luun ja munuaissolujen plasmamembraanissa.
• "F" -luokan pumput, joista joukossa on bakteeriplasmamembraanin, sisäisen mitokondrioiden kalvon ja kloroplastien tilakoidisen kalvon kasvisoluissa.
• ABC: n kuljetusperhepumput, joihin kuuluvat aminohappokuljettimet, sokerit, peptidit, fosfolipidit, lipofiiliset lääkkeet ja muut molekyylit joissain eläin- ja bakteerisoluissa.

Viitteet

1. Alberts, b., Bray, D., Hopkin, k., Johnson, a. D -d., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. (2013). Välttämätön solubiologia. Garlantitiede.
2. Alberts, b., Johnson, a., Lewis, J., Morgan, D., Raff, m., & Keith Roberts, P. W -. (2018). Solumolekyylin biologia.
3. Loodish, h., Berk, a., Kaiser, c. -Lla., Krieger, m., Scott, M. P., Bretscher, a.,… & Matsudaira, P. (2008). Molekyylisolubiologia. Macmillan.
4. Murray, k., Rodwell, V., Taivutus, D., Botham, K. M., Weil, P. -Lla., & Kennelly, P. J -. (2009). Harperin kuvitettu biokemia. 28 (p. 588). New York: McGraw-Hill.
5. Nelson, D. Lens., Lehninger, a. Lens., & Cox, M. M. (2008). Lehninger -biokemian periaatteet. Macmillan.