Qu'est-ce que le transport actif?
Le transport actif est le pompage des solutés à travers une membrane biologique, contre leur concentration ou leur gradient électrochimique. La capacité des cellules à maintenir de petits solutés dans le cytoplasme à des concentrations supérieures à celle du fluide environnant est un facteur essentiel de la survie cellulaire. De nombreuses cellules animales, par exemple, maintiennent des concentrations de sodium et de potassium qui sont significativement différentes de celles de leur environnement. Le transport actif permet aux cellules non seulement de maintenir des niveaux de soluté viables, mais aussi de pomper les ions à travers un gradient électrochimique. Ce processus crée une tension à travers la membrane qui peut être exploitée sur le travail cellulaire de puissance.
Pour comprendre le transport actif, il faut d'abord comprendre Transport passif . Selon la deuxième loi de la thermodynamique, sans apport d'énergie supplémentaire, les particules passeront toujours d'un état d'ordre à un état de désordre. Dans le cas du trafic cellulaire, cela signifie que les petits solutés se déplaceront naturellementE des régions plus ordonnées de concentration élevée aux régions moins ordonnées de faible concentration. Ceci est connu sous le nom de diffusion dans un gradient de concentration . Le transport passif est le mouvement naturel des solutés à travers une membrane dans le gradient de concentration.
Pendant le transport actif, la cellule doit travailler contre la diffusion naturelle des solutés. Pour ce faire, des protéines de transport spécialisées sont intégrées dans la membrane cellulaire. Propulsé par l'adénosine triphosphate (ATP,) Les protéines de transport déplacent sélectivement des solutés spécifiques dans ou hors de la cellule. Une manière courante ATP alimente ce travail consiste à donner son groupe de phosphate terminal à la protéine de transport, déclenchant un changement de forme dans la molécule de protéine. Le changement de conformation fait que la protéine déplace des solutés qui se sont liés à sa surface extracellulaire à l'intérieur des cellules et à les libérer.
Un exemple de ce type de TR actifLa protéine ANSPORT est la pompe sodium-potassium . La plupart des cellules animales détiennent une concentration plus élevée de potassium et une concentration plus faible de sodium que ce qui se trouve dans l'environnement extracellulaire. Étant donné que les ions sodium portent une charge positive et que les ions potassiques portent une charge négative, ce déséquilibre représente non seulement un gradient de concentration, mais aussi un gradient électrochimique. Les pompes de sodium-potassium déplacent trois ions sodium de la cellule pour deux ions de potassium qu'ils y apportent, ce qui entraîne une charge négative nette sur la cellule dans son ensemble. La différence de charges de chaque côté de la membrane cellulaire crée une tension - le potentiel de la membrane - qui permet à la cellule d'agir comme une batterie et un travail cellulaire d'alimentation.
Comme mentionné, la plupart des transports actifs sont alimentés par l'ATP de la molécule. Parfois, cependant, un soluté peut se déplacer dans une cellule en profitant de la diffusion d'autres substances. À mesure que les substances diffusantes se déplacent dans la cellule le long d'un gradient qui hComme précédemment créé par le transport actif, d'autres solutés sont capables de leur lier et de traverser la membrane simultanément. Connu sous le nom de Transport secondaire ou co-transport , c'est la forme de trafic membranaire qui est responsable du déplacement du saccharose dans les cellules végétales, ainsi que du déplacement du calcium et du glucose dans les cellules animales.