Co to jest aktywny transport?
Aktywny transport to pompowanie substancji rozpuszczonych przez błonę biologiczną, przeciwko ich stężeniu lub gradientowi elektrochemicznemu. Zdolność komórek do utrzymywania małych substancji rozpuszczonych w cytoplazmie w stężeniach wyższych niż w otaczającym płynie jest istotnym czynnikiem przeżycia komórek. Na przykład wiele komórek zwierzęcych utrzymuje stężenie sodu i potasu, które znacznie różnią się od stężenia ich otoczenia. Aktywny transport umożliwia komórki nie tylko utrzymanie żywych poziomów substancji rozpuszczonej, ale także pompowanie jonów przez gradient elektrochemiczny. Proces ten tworzy napięcie na membranie, które można stuknąć do pracy komórkowej.
Aby zrozumieć aktywny transport, należy najpierw zrozumieć transport pasywny . Zgodnie z drugim prawem termodynamiki, bez dodatkowego wkładu energii, cząstki zawsze będą przechodzić ze stanu porządku do stanu zaburzenia. W przypadku ruchu komórkowego oznacza to, że małe substancje rozpuszczone będą naturalnie poruszaćE z bardziej uporządkowanych obszarów o wysokim stężeniu do mniej uporządkowanych obszarów o niskim stężeniu. Jest to znane jako dyfuzja w dół gradientu stężenia . Transport pasywny jest naturalnym ruchem substancji rozpuszczonych przez błonę w dół gradientu stężenia.
Podczas aktywnego transportu komórka musi działać przeciwko naturalnej dyfuzji substancji rozpuszczonych. Aby to zrobić, wyspecjalizowane białka transportowe są osadzone w błonie komórkowej. Zasilane białkami transportowymi adenozyny (ATP) selektywnie przesuwają specyficzne substancje rozpuszczone do lub z komórki. Częstym sposobem, w jaki ATP mocuje tę pracę, jest przekazanie swojej końcowej grupy fosforanowej na białko transportowe, wywołując zmianę kształtu w cząsteczce białka. Zmiana konformacyjna powoduje, że białko przesuwa substancje rozpuszczone, które związały się z jego zewnątrzkomórkową powierzchnią do wnętrza komórek i uwalniając je.
Przykład tego rodzaju aktywnego TRAnsport Białko to pompa sodowo-potasowa . Większość komórek zwierzęcych utrzymuje wyższe stężenie potasu i niższe stężenie sodu, niż w środowisku pozakomórkowym. Ponieważ jony sodu niosą ładunek dodatni, a jony potasowe przenoszą ładunek ujemny, nierównowaga ta stanowi nie tylko gradient stężenia, ale także gradient elektrochemiczny. Pompy sodu-potasowe przesuwają trzy jony sodu z komórki na każde dwa jony potasowe, które wchodzą w nią, co powoduje ładunek ujemny netto na komórce jako całości. Różnica ładunków po każdej stronie błony komórkowej powoduje napięcie - potencjał błony - który pozwala ogniwo działać jako akumulator i moc komórkowa.
Jak wspomniano, najbardziej aktywny transport jest zasilany przez cząsteczkę ATP. Czasami jednak substancja rozpuszczona może przesunąć się do komórki, wykorzystując dyfuzję innych substancji. Gdy substancje rozproszone poruszają się do komórki wzdłuż gradientu, który hJak wcześniej utworzono przez aktywny transport, inne substancje rozpuszczalne są w stanie z nimi wiązać i jednocześnie przepłynąć membranę. Znany jako wtórny transport lub co-transport , jest to forma ruchu błony, która jest odpowiedzialna za przenoszenie sacharozy do komórek roślinnych, a także przenoszenie wapnia i glukozy do komórek zwierzęcych.