Vad är aktiv transport?
Aktiv transport är pumpning av lösta ämnen över ett biologiskt membran, mot deras koncentration eller elektrokemisk gradient. Cellernas förmåga att upprätthålla små lösta ämnen inom cytoplasma vid koncentrationer högre än för den omgivande vätskan är en väsentlig faktor i cellöverlevnad. Många djurceller upprätthåller till exempel koncentrationer av natrium och kalium som är signifikant annorlunda än för omgivningen. Aktiv transport gör det möjligt för celler att inte bara upprätthålla livskraftiga lösta nivåer, utan också att pumpa joner över en elektrokemisk gradient. Denna process skapar en spänning över membranet som kan tappas för att kraftcellulärt arbete.
För att förstå aktiv transport måste man först förstå passiv transport . Enligt den andra lagen om termodynamik, utan ytterligare energiinmatning, kommer partiklar alltid att gå från ett ordningstillstånd till ett tillstånd av störning. När det gäller celltrafik betyder detta att små lösta ämnen naturligtvis kommere från mer ordnade regioner med hög koncentration till de mindre ordnade regionerna med låg koncentration. Detta kallas diffusion ner en koncentrationsgradient . Passiv transport är den naturliga rörelsen av lösta ämnen över ett membran ner i koncentrationsgradienten.
Under aktiv transport måste cellen arbeta mot den naturliga spridningen av lösta ämnen. För att göra detta är specialiserade transportproteiner inbäddade i det cellulära membranet. Drivs av adenosintrifosfat (ATP,) transportproteiner flyttar selektivt specifika lösta ämnen till eller ut ur cellen. Ett vanligt sätt ATP driver detta arbete är att donera sin terminala fosfatgrupp till transportproteinet, vilket utlöser en formförändring i proteinmolekylen. Den konformationella förändringen får proteinet att flytta lösta ämnen som har bundet till dess extracellulära yta till cellernas inre och frigör dem.
ett exempel på denna typ av aktiv TRANSPORT-protein är natriumpotassiumpumpen . De flesta djurceller har en högre koncentration av kalium och en lägre koncentration av natrium än vad som finns i den extracellulära miljön. Eftersom natriumjoner har en positiv laddning och kaliumjoner har en negativ laddning, representerar denna obalans inte bara en koncentrationsgradient, utan också en elektrokemisk gradient. Natriumpotassiumpumpar flyttar tre natriumjoner ut ur cellen för varje två kaliumjoner som de tar med i den, vilket resulterar i en netto negativ laddning på cellen som helhet. Skillnaden mellan laddningar på varje sida av det cellulära membranet skapar en spänning - membranpotentialen - som gör att cellen kan fungera som ett batteri och kraftcellulärt arbete.
Som nämnts drivs mest aktiv transport av molekylen ATP. Ibland kan emellertid ett lösta ämnet röra sig in i en cell genom att dra nytta av diffusionen av andra ämnen. När olika ämnen rör sig in i cellen längs en lutning som hSom tidigare skapats av aktiv transport kan andra lösta ämnen binda till dem och korsa membranet samtidigt. Känd som Sekundär transport eller co-transport är detta formen av membrantrafik som ansvarar för att flytta sackaros till växtceller, samt att flytta kalcium och glukos till djurceller.