Was ist aktiver Transport?
Der aktive Transport ist das Pumpen von gelösten Stoffen über eine biologische Membran gegen ihre Konzentration oder ihren elektrochemischen Gradienten. Die Fähigkeit von Zellen, kleine gelöste Stoffe innerhalb des Zytoplasmas in Konzentrationen höher als die der umgebenden Flüssigkeit zu halten, ist ein wesentlicher Faktor für das Überleben von Zellen. Viele tierische Zellen beispielsweise behalten Natrium- und Kaliumkonzentrationen auf, die sich signifikant als die ihrer Umgebung unterscheiden. Der aktive Transport ermöglicht es Zellen, nicht nur den lebensfähigen Stoffniveaus aufrechtzuerhalten, sondern auch Ionen über einen elektrochemischen Gradienten zu pumpen. Dieser Prozess erzeugt eine Spannung über die Membran, die auf die Leistung von zellulären Arbeiten ausgestattet werden kann.
Um den aktiven Transport zu verstehen, muss man zunächst passives Transport verstehen. Nach dem zweiten Thermodynamik ohne zusätzliche Energieeingabe wechseln Partikel immer von einem Zustand der Ordnung zu einem Zustand der Störung. Im Fall von Mobilfunkverkehr bedeutet dies, dass kleine gelöste gelöste sich natürlich bewegte von ordnungsloser Regionen mit hoher Konzentration bis zu den weniger geordneten Regionen mit niedriger Konzentration. Dies ist als diffusion ein Konzentrationsgradient bekannt. Passiver Transport ist die natürliche Bewegung von gelösten Stoffen über eine Membran im Konzentrationsgradienten.
Während des aktiven Transports muss die Zelle gegen die natürliche Verbreitung von gelösten Stoffen wirken. Zu diesem Zweck sind spezielle Transportproteine in die Zellmembran eingebettet. Angetrieben von Adenosintriphosphat (ATP), Transportproteine, bewegen spezifische gelöste gelöste in oder aus der Zelle. Eine häufige Art und Weise, wie ATP diese Arbeit leistet, besteht darin, ihre terminale Phosphatgruppe an das Transportprotein zu spenden und eine Formänderung im Proteinmolekül auszulösen. Die Konformationsänderung bewirkt, dass das Protein gelöste Stoffe bewegt, die an seine extrazelluläre Oberfläche an das Innere der Zellen gebunden sind und sie freisetzen.
Ein Beispiel für diese Art von aktivem TRAnsport-Protein ist die Natrium-Potium-Pumpe . Die meisten tierischen Zellen halten eine höhere Kaliumkonzentration und eine niedrigere Natriumkonzentration als das, was in der extrazellulären Umgebung vorkommt. Da Natriumionen eine positive Ladung und Kaliumionen eine negative Ladung tragen, stellt dieses Ungleichgewicht nicht nur einen Konzentrationsgradienten, sondern auch einen elektrochemischen Gradienten dar. Natrium-Potium-Pumpen bewegen drei Natriumionen aus der Zelle für zwei Kaliumionen, die sie in sie einbringen, was zu einer negativen Nettoladung in der gesamten Zelle führt. Der Unterschied der Ladungen auf jeder Seite der Zellmembran erzeugt eine Spannung - das Membranpotential -, der es der Zelle ermöglicht, als Batterie zu wirken, und die zelluläre Arbeiten.
Wie erwähnt wird der meiste aktive Transport vom Molekül ATP angetrieben. Manchmal kann sich ein gelöster Stoff jedoch in eine Zelle bewegen, indem sie die Diffusion anderer Substanzen ausnutzt. Wenn sich diffundierende Substanzen entlang eines Gradienten in die Zelle bewegen, die hWie zuvor durch aktiver Transport erzeugt, können andere gelöste gelöste an sie binden und gleichzeitig die Membran überqueren. Bekannt als Secondary Transport oder co-transport , ist dies die Form des Membranverkehrs, der für die Bewegung von Saccharose in Pflanzenzellen sowie für das Bewegen von Kalzium und Glukose in tierische Zellen verantwortlich ist.