Cos'è il trasporto attivo?
Il trasporto attivo è il pompaggio dei soluti attraverso una membrana biologica, contro la loro concentrazione o gradiente elettrochimico. La capacità delle cellule di mantenere piccoli soluti all'interno del citoplasma a concentrazioni superiori a quella del fluido circostante è un fattore essenziale nella sopravvivenza cellulare. Molte cellule animali, ad esempio, mantengono concentrazioni di sodio e potassio che sono significativamente diverse da quelle dell'ambiente circostante. Il trasporto attivo consente alle celle non solo di mantenere livelli di soluti vitali, ma anche di pompare gli ioni attraverso un gradiente elettrochimico. Questo processo crea una tensione attraverso la membrana che può essere sfruttata per alimentare il lavoro cellulare.
Per comprendere il trasporto attivo, si deve prima capire il trasporto passivo . Secondo la seconda legge della termodinamica, senza ulteriori input di energia, le particelle passano sempre da uno stato di ordine a uno stato di disturbo. Nel caso del traffico cellulare, ciò significa che i piccoli soluti si muoveranno naturalmentee da regioni più ordinate di alta concentrazione alle regioni meno ordinate di bassa concentrazione. Questo è noto come diffusione verso il basso un gradiente di concentrazione . Il trasporto passivo è il movimento naturale dei soluti attraverso una membrana lungo il gradiente di concentrazione.
Durante il trasporto attivo, la cella deve lavorare contro la naturale diffusione dei soluti. Per fare ciò, le proteine di trasporto specializzate sono incorporate nella membrana cellulare. Alimentato da proteine di trasporto di adenosina trifosfato (ATP,) spostano selettivamente soluti specifici dentro o fuori dalla cellula. Un modo comune ATP alimenta questo lavoro è quello di donare il suo gruppo di fosfato terminale alla proteina di trasporto, innescando un cambiamento di forma nella molecola proteica. Il cambiamento conformazionale fa sì che la proteina muova i soluti che si sono legati alla sua superficie extracellulare all'interno delle cellule e le rilasciano.
un esempio di questo tipo di TR attivoLa proteina Ansport è la pompa sodio-potassio . La maggior parte delle cellule animali detiene una maggiore concentrazione di potassio e una concentrazione inferiore di sodio, rispetto a quella che si trova nell'ambiente extracellulare. Poiché gli ioni di sodio trasportano una carica positiva e gli ioni di potassio trasportano una carica negativa, questo squilibrio rappresenta non solo un gradiente di concentrazione, ma anche un gradiente elettrochimico. Le pompe di sodio-potassio spostano tre ioni di sodio fuori dalla cellula per ogni due ioni di potassio che ci portano, risultando in una carica negativa netta sulla cellula nel suo insieme. La differenza di cariche su ciascun lato della membrana cellulare crea una tensione - il potenziale di membrana - che consente alla cella di agire come una batteria e alimentare il lavoro cellulare.
Come menzionato, il trasporto più attivo è alimentato dall'ATP molecola. A volte, tuttavia, un soluto può spostarsi in una cella sfruttando la diffusione di altre sostanze. Mentre le sostanze diffuse si muovono nella cella lungo un gradiente che hCome precedentemente creato dal trasporto attivo, altri soluti sono in grado di legarsi a loro e attraversare contemporaneamente la membrana. Conosciuta come trasporto secondario o co-transport , questa è la forma di traffico di membrana che è responsabile del movimento del saccarosio in cellule vegetali, nonché a spostare il calcio e il glucosio in cellule animali.