الفرق بين نقل الخلايا النشط والسلبي

نقل الخلايا النشط والسلبي هو نقل المواد المذابة من جانب واحد من غشاء الخلية إلى الجانب الآخر. النقل هو سلبي عند عدم الحاجة إلى مصدر طاقة التمثيل الغذائي مثل ATP ، بينما النقل نشط عند استخدام ATP كمصدر للطاقة.

تتكون أغشية الخلايا بشكل أساسي من طبقة ثنائية الدهون تجعل من الصعب على أنواع معينة من المواد المرور عبرها. تسمح وظيفة الحاجز هذه للخلية بالحفاظ على تركيزات الذائبة في العصارة الخلوية مختلفة عن البيئة خارج الخلية أو المقصورات داخل الخلايا.

النقل السلبي	النقل النشط
تعريف	نقل المذاب عبر الغشاء الدهني بدون طاقة.	نقل المواد المذابة عبر الغشاء الدهني المرتبط بمصدر للطاقة.
تدرج التركيز	لصالح.	ضد.
بروتينات الغشاء	القنوات والناقلات.	نواقل أو مضخات.
القوة الدافعة	التدرج الكهروكيميائي.	ATP.
أمثلة	نقل المياه من خلال aquaporinas.	نقل أيون الصوديوم+ عن طريق مقبض ATP الصوديوم والبوتاسيوم.

ما هو النقل الخلوي السلبي؟

النقل السلبي هو العملية التي تسمح للجزيئات والأيونات بالمرور عبر غشاء الخلية بدون مصدر للطاقة.

ال تدرج التركيز o اختلاف تركيز النوع بين جانبي الغشاء هو الدافع الذي يحدد حركة واتجاه النقل السلبي.

عندما يتم شحن المادة المذابة (موجبة أو سالبة) ، يمكن أن يؤدي اختلاف الجهد بين جانبي الغشاء (إمكانات الغشاء) أيضًا إلى دفع النقل. في هذه الحالة ، يشكل تدرج التركيز والتدرج الكهربائي معًا القوة الدافعة

التدرج الكهروكيميائي.

من خلال توليد اختلاف في التركيزات الأيونية عبر طبقة الدهون ، يمكن لغشاء الخلية تخزين الطاقة الكامنة في شكل تدرجات كهروكيميائية. تستخدم التدرجات الكهروكيميائية من أجل:

• قيادة عمليات النقل المختلفة ،
• ينقل الإشارات الكهربائية في الخلايا القابلة للإثارة كهربائيًا و
• تنتج غالبية ATP في الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء والبكتيريا.

خصائص النقل السلبي

• تتبع حركة المواد المذابة تدرج التركيز ، من تركيز أعلى إلى تركيز أقل.
• يعتمد ذلك على تدرج التركيز وحجم الجزيئات ودرجة الحرارة.
• يتم تعبئة الأيونات والجزيئات الصغيرة.
• لا يتطلب التحلل المائي لـ ATP.
• يتم توسطه بواسطة بروتينات الغشاء والقنوات والناقلات ، في الانتشار الميسر.

أنواع النقل السلبي

يمكن للجزيئات والأيونات أن تمر عبر الغشاء بشكل سلبي من خلال آليات مختلفة: الانتشار البسيط أو الانتشار الميسر أو التناضح.

انتشار بسيط

جزيئات صغيرة غير قطبية مثل الأكسجين O₂ وثاني أكسيد الكربون₂ تذوب بسهولة في الأغشية الدهنية. جزيئات قطبية صغيرة غير مشحونة مثل الماء H.₂ينتشر O واليوريا أيضًا عبر الغشاء بطريقة بطيئة أو محدودة. بشكل عام ، يمكن للجزيئات الدهنية أو الشبيهة بالدهون عبور الغشاء عن طريق الانتشار البسيط.

سهولة النشر

طورت الخلايا آليات لنقل الجزيئات والأيونات القابلة للذوبان في الماء عبر الغشاء. من خلال بروتينات غشاء متخصصة (تعبر الغشاء) يتم نقل الأيونات والجزيئات. نظرًا لأن الانتشار من تركيز أعلى إلى تركيز أقل يحدث بمساعدة "الممرات" ، فإننا نتحدث عن الانتشار الميسر. بهذا الشكل:

• المغذيات الأساسية تدخل الخلية ؛
• إزالة منتجات النفايات الأيضية ، و
• تنظيم تركيزات الأيونات داخل الخلايا.

الفئتان الرئيسيتان لبروتينات الغشاء التي تسهل حركة الجزيئات داخل وخارج الغشاء الدهني هما:

• الناقلون: هي بروتينات لها أجزاء متحركة ، مثل أبواب الغشاء التي تفتح وتغلق للسماح للمذاب بالمرور. إنها مثل الأبواب الدوارة في الغشاء.
• القنوات: تشكل المسام الضيقة المحبة للماء التي تسمح بالحركة السلبية ، بشكل رئيسي للأيونات الصغيرة غير العضوية. على الرغم من أن الماء يمكن أن ينتشر عبر الأغشية الدهنية ، إلا أن جميع الخلايا تحتوي على قنوات بروتينية تسمى الأكوابورينات التي تزيد من نفاذية هذه الأغشية إلى الماء.

التنافذ

التناضح هو حركة الماء من خلال غشاء شبه منفذ ، عندما يوجد على جانب واحد مذاب لا يمكنه عبور الغشاء. تحدث حركة الماء فقط في التناضح.

ما هو النقل الخلوي النشط؟

النقل النشط هو العملية التي تنقل بها الخلية المواد مقابل تدرج تركيزها ، باستخدام ATP كمصدر للطاقة.

خصائص النقل النشطة

• وهي مصنوعة من خلال بروتينات غشائية متكاملة.
• إنه خاص بالمذاب.
• إنه يواجه التشبع ، أي عندما يتم شغل جميع مواقع الربط للمذاب ، بغض النظر عن مقدار إضافة المزيد من الركيزة ، يظل التدفق ثابتًا.

أنواع بروتينات النقل النشط

يتم وصف ثلاثة أنواع على الأقل من البروتينات مع القدرة على إجراء النقل النشط في الخلايا. أدناه وصفه.

مضخات ATP

تقوم مضخات ATP بنقل المذاب إلى جانب التحلل المائي لـ ATP ، أي أن ATP يطلق مجموعة فوسفات (PO₄^-3) ويصبح ADP. الطاقة المنبعثة في التحلل المائي هي التي "تضخ" المذاب من جانب واحد من الغشاء إلى الجانب الآخر.

يُعرف أيضًا النقل النشط الذي يحركه التحلل المائي ATP باسم النقل النشط الأساسي.

هناك ثلاثة أنواع من مضخات ATP:

1. مضخات من النوع P.: يتم فسفرة البروتين (ترتبط مجموعة فوسفات بالبروتين) في عملية النقل. أمثلة: مضخات الصوديوم والبوتاسيوم ومضخات الكالسيوم.
2. مضخات من النوع F.: تُسمى أيضًا تركيبات ATP لأنها تستخدم تدرج البروتون لتخليق ATP من ADP والفوسفات. أمثلة: تخليق ATP البلاستيدات الخضراء المرتبط بمرحلة التمثيل الضوئي المعتمدة على الضوء.
3. سيور ABC: هي بروتينات غشائية تحمل جزيئات صغيرة. أمثلة: ناقل الكوليسترول ABCG1 ، الناقل MDR (مقاومة الأدوية المتعددة).

سيور مزدوجة

يتزامن نقل أيون أو جزيء مع مادة مذابة أخرى. في هذه الحالة ، يمر المذاب بتركيز أعلى على جانب واحد من الغشاء إلى الجانب الآخر ويعزز حركة المذاب من تركيز منخفض إلى تركيز أعلى. تسمى أيضًا ناقلات الحركة المتدرجة الأيونية النقل النشط الثانوي.

يتم تنفيذه بواسطة البروتينات الحاملة المعروفة باسم المتعاطين ومضادات الناقلات. أ symporter أو cotransporter ينقل المذاب بعد تدرج تركيزه في نفس اتجاه مادة مذابة أخرى مقابل تدرج التركيز.

على سبيل المثال ، الأمعاء الدقيقة الناقلة للجلوكوز المعتمد على الصوديوم. في هذه الحالة ، يتم امتصاص الجلوكوز والصوديوم من داخل الأمعاء في الخلية المعوية.

تحتوي الخلايا الظهارية للأمعاء أو الكلى على عدد كبير من المتعاطفات التي يحركها تدرج أيون الصوديوم.⁺، كونها أكثر تركيزًا خارج الخلية.

في البكتيريا ، يقترن نقل اللاكتوز بنقل أيون الهيدروجين H⁺.

أ مكافحة الناقل أو المبادل ينفذ نقل المواد المذابة في اتجاهين متعاكسين. على سبيل المثال ، مضاد الحامل المضاد للصوديوم / البروتون Na⁺/ ح⁺ يدخل الصوديوم إلى الخلية ويخرج البروتون من الخارج.

مضخات تعمل بالضوء

غالبًا ما يحدث نقل المواد المذابة في البكتيريا والعتيقات من تركيز منخفض إلى تركيز أعلى بفضل التقاط الطاقة الضوئية. على سبيل المثال ، تعتبر بكتيريورودوبسين وهالورودوبسين مضخات بروتون يتم تنشيطها بواسطة الضوء.

قد يثير اهتمامك:

• الخلية الحيوانية والنباتية
• الإلتقام والإفراز الخلوي.

دكتوراه في الكيمياء الحيوية من المعهد الفنزويلي للبحث العلمي (IVIC) ، مع شهادة في التحليل البيولوجي من الجامعة المركزية في فنزويلا.