განსხვავება აქტიური და პასიური უჯრედების ტრანსპორტირებას შორის

აქტიური და პასიური უჯრედების ტრანსპორტი არის უჯრედის მემბრანის ერთი მხრიდან მეორეში ხსნადების გადატანა. ტრანსპორტირება არის პასიური, როდესაც ენერგიის წყარო არ არის საჭირო მეტაბოლურია როგორც ATP, ხოლო ტრანსპორტი არის აქტიურია ATP– ს ენერგიის წყაროს გამოყენებისას.

უჯრედული მემბრანა ძირითადად შედგება ლიპიდური შრისგან, რაც ართულებს გარკვეული ტიპის ნივთიერებების გავლას. ეს ბარიერული ფუნქცია საშუალებას აძლევს უჯრედს, შეინარჩუნოს ხსნადი კონცენტრაციები ციტოზოლში, რომელიც განსხვავდება გარეუჯრედული გარემოს ან უჯრედშიდა განყოფილებებისაგან.

პასიური ტრანსპორტი	Აქტიური ტრანსპორტი
განმარტება	ხსნადი ნივთიერება ლიპიდურ მემბრანაზე გადადის ენერგიის გარეშე.	ხსნარების გადატანა ლიპიდური მემბრანის საშუალებით, რომელიც დაკავშირებულია ენერგიის წყაროსთან.
კონცენტრაციის გრადიენტი	Სასარგებლოდ.	Წინააღმდეგ.
მემბრანის ცილები	არხები და კონვეიერები.	კონვეიერები ან ტუმბოები.
Მამოძრავებელი ძალა	ელექტროქიმიური გრადიენტი.	ATP
მაგალითები	წყლის ტრანსპორტი აკვაპორინებით.	Na ნატრიუმის იონის ტრანსპორტი+ ნატრიუმ-კალიუმის ATP სახელურით.

რა არის პასიური უჯრედების ტრანსპორტი?

პასიური ტრანსპორტი არის პროცესი, რომელიც საშუალებას აძლევს მოლეკულებსა და იონებს უჯრედის მემბრანაში ენერგიის წყაროს გარეშე გაიარონ.

კონცენტრაციის გრადიენტი o გარსის ორ მხარეს შორის სახეობის კონცენტრაციის სხვაობა არის იმპულსი, რომელიც განსაზღვრავს პასიური ტრანსპორტის მოძრაობას და მიმართულებას.

როდესაც ხსნადი ნივთიერება დამუხტულია (დადებითი ან უარყოფითი), მემბრანის ორ მხარეს შორის პოტენციური განსხვავება (გარსის პოტენციალი) ასევე შეუძლია გამოიწვიოს ტრანსპორტი. ამ შემთხვევაში, კონცენტრაციის გრადიენტი და ელექტრული გრადიენტი კომბინირებულად ქმნის მამოძრავებელ ძალას ელექტროქიმიური გრადიენტი.

ლიპიდურ ფენაში იონური კონცენტრაციების სხვაობის წარმოქმნით, უჯრედის მემბრანს შეუძლია შეინახოს პოტენციური ენერგია ელექტროქიმიური გრადიენტების სახით. ელექტროქიმიური გრადიენტები გამოიყენება:

• მართოს სხვადასხვა სატრანსპორტო პროცესები,
• გადასცეს ელექტრული სიგნალები ელექტრონულად აგზნებად უჯრედებში და
• აწარმოებენ ATP– ის უმეტესობას მიტოქონდრიებში, ქლოროპლასტსა და ბაქტერიებში.

პასიური ტრანსპორტის მახასიათებლები

• ხსნადების მოძრაობა მიჰყვება კონცენტრაციის გრადიენტს, უმაღლესი კონცენტრაციიდან დაბალ კონცენტრაციამდე.
• ეს დამოკიდებულია კონცენტრაციის გრადიენტზე, ნაწილაკების ზომაზე და ტემპერატურაზე.
• მობილიზებულია იონები და მცირე მოლეკულები.
• ეს არ საჭიროებს ATP– ის ჰიდროლიზს.
• მას შუამავლობენ ტრანსმემბრანული ცილები, არხები და ტრანსპორტიორები, გამარტივებული დიფუზიის დროს.

პასიური ტრანსპორტის სახეები

მოლეკულებსა და იონებს შეუძლიათ პასიურად გაიარონ მემბრანაში სხვადასხვა მექანიზმის საშუალებით: მარტივი დიფუზია, გამარტივებული დიფუზია ან ოსმოზი.

მარტივი დიფუზია

მცირე არაპოლარული მოლეკულები, როგორიცაა ჟანგბადი O₂ და ნახშირორჟანგი CO₂ ისინი ადვილად იშლებიან ლიპიდურ მემბრანებში. მცირე დატვირთული პოლარული მოლეკულები, როგორიცაა წყალი H₂O და შარდოვანა ასევე ნელა ან შეზღუდული გზით დიფუზირდება მემბრანის საშუალებით. ზოგადად, ლიპოფილურ ან ცხიმის მსგავს მოლეკულებს შეუძლიათ გადალახონ მემბრანა მარტივი დიფუზიით.

ხელი შეუწყო გავრცელებას

უჯრედებმა შეიმუშავეს წყალში ხსნადი მოლეკულების და იონების მემბრანის გადატანის მექანიზმები. სპეციალიზირებული ტრანსმემბრანული ცილების საშუალებით (ისინი მემბრანს გადაკვეთენ) იონებისა და მოლეკულების ტრანსპორტირება ხდება. როგორც დიფუზია უფრო მაღალი კონცენტრაციიდან ქვედა კონცენტრაციაზე ხდება "გადასასვლელების" დახმარებით, ჩვენ ვსაუბრობთ გამარტივებულ დიფუზიაზე. ამრიგად:

• უჯრედში შედის აუცილებელი საკვები ნივთიერებები;
• მეტაბოლური ნარჩენების ამოღება და
• არეგულირებენ უჯრედშიდა იონების კონცენტრაციებს.

მემბრანის ცილების ორი ძირითადი კლასი, რომლებიც ხელს უწყობენ მოლეკულების მოძრაობას ლიპიდურ მემბრანაში და მის გარეთ:

• გადამზიდავები: ისინი ცილებია, რომლებსაც აქვთ მოძრავი ნაწილები, მაგალითად, მემბრანის კარები, რომლებიც იხსნება და იკეტება, ხსნარის გავლის საშუალებით. ისინი გარსით მბრუნავ კარებს ჰგვანან.
• არხები: ისინი ქმნიან ვიწრო ჰიდროფილურ ფორებს, რომლებიც საშუალებას აძლევს პასიურ მოძრაობას, ძირითადად მცირე არაორგანულ იონებს. მიუხედავად იმისა, რომ წყალს შეუძლია ლიპიდური მემბრანის გავრცელება, ყველა უჯრედი შეიცავს ცილოვან არხებს, სახელწოდებით აკვაპორინებს, რომლებიც ზრდის ამ მემბრანების წყალგამტარობას.

ოსმოსისი

ოსმოსოსი არის წყლის მოძრაობა ნახევრად გამტარი მემბრანის გავლით, როდესაც ერთ მხარეს არის ხსნადი ნივთიერება, რომელსაც არ შეუძლია გადალახოს მემბრანა. მხოლოდ წყლის მოძრაობა ხდება ოსმოსში.

რა არის აქტიური უჯრედების ტრანსპორტი?

აქტიური ტრანსპორტი არის პროცესი, რომლის დროსაც უჯრედი გადააქვს მასალას მისი კონცენტრაციის გრადიენტის საწინააღმდეგოდ, ენერგიის წყაროს სახით ATP– ს გამოყენებით.

აქტიური ტრანსპორტირების მახასიათებლები

• იგი მზადდება ინტეგრალური მემბრანის ცილების საშუალებით.
• ეს სპეციფიკურია ხსნადი ნივთიერებისთვის.
• იგი განიცდის გაჯერებას, ანუ როდესაც ხსნადობის ყველა შემაკავშირებელ ადგილს იკავებს, რაც არ უნდა დაემატოს უფრო მეტი სუბსტრატი, დინება მუდმივი რჩება.

აქტიური ტრანსპორტირების ცილების ტიპები

უჯრედებში აღწერილია ცილების მინიმუმ სამი ტიპი, რომლებსაც აქვთ აქტიური ტრანსპორტირების უნარი. მისი აღწერილობის ქვემოთ.

ATP ტუმბოები

ATP ტუმბოები ახდენენ ხსნად ნივთიერებების ტრანსპორტირებას ATP ჰიდროლიზთან ერთად, ანუ ATP ათავისუფლებს ფოსფატის ჯგუფს (PO₄^-3) და ხდება ADP. ჰიდროლიზში გამოყოფილი ენერგია არის ის, რაც ხსნის წყალს ხსნის მემბრანის ერთი მხრიდან მეორეზე.

აქტიური ტრანსპორტი, რომელსაც მართავს ATP ჰიდროლიზი, ასევე ცნობილია, როგორც პირველადი აქტიური ტრანსპორტი.

არსებობს სამი სახის ATP ტუმბო:

1. P ტიპის ტუმბოები: ტრანსპორტირების პროცესში ხდება პროტეინის ფოსფორილირება (ცილას ემატება ფოსფატის ჯგუფი). მაგალითები: ნატრიუმ-კალიუმის ტუმბოები, კალციუმის ტუმბოები.
2. Type-F ტუმბოები: მას ასევე უწოდებენ ATP სინთეტაზებს, რადგან ისინი იყენებენ პროტონის გრადიენტს ADP და ფოსფატისგან ATP სინთეზისთვის. მაგალითები: ქლოროპლატის ATP სინთეტაზა, რომელიც ასოცირდება ფოტოსინთეზის სინათლეზე დამოკიდებულ ფაზასთან.
3. ABC კონვეიერები: ისინი მემბრანის ცილებია, რომლებსაც მცირე მოლეკულები აქვთ. მაგალითები: ქოლესტერინის ტრანსპორტიორი ABCG1, ტრანსპორტიორი MDR (მულტირეზისტენტული რეზისტენტობა).

დაწყვილებული კონვეიერები

იონის ან მოლეკულის ტრანსპორტი თან ახლავს სხვა ხსნადს. ამ შემთხვევაში, მემბრანის ერთ მხარეს უფრო მაღალი კონცენტრაციის მქონე ხსნარი გადადის მეორე მხარეს და ხელს უწყობს ხსნარის მოძრაობას ქვედადან უფრო მაღალ კონცენტრაციამდე. ასევე ეწოდება იონის გრადიენტით მოძრავ ტრანსპორტიორებს საშუალო აქტიური ტრანსპორტი.

მას ახორციელებენ გადამზიდავი ცილები, რომლებიც ცნობილია როგორც სიმპორტიორები და საწინააღმდეგო მატარებლები. ა სიმპორტიორი ან კოტრანსპორტიორი ტრანსპორტირებს ხსნადს მისი კონცენტრაციის გრადიენტის შემდეგ იმავე მიმართულებით, როგორც სხვა ხსნადი კონცენტრაციის გრადიენტის წინააღმდეგ.

მაგალითად, წვრილი ნაწლავის ნატრიუმზე დამოკიდებული გლუკოზა კოტრანსპორტიორი. ამ შემთხვევაში, გლუკოზა და ნატრიუმი ნაწლავის შიგნიდან შეიწოვება ნაწლავის უჯრედში.

ნაწლავის ან თირკმლის ეპითელურ უჯრედებს აქვთ დიდი რაოდენობით სიმპორტიორები, რომლებსაც მართავს ნატრიუმის Na იონის გრადიენტი.⁺, უფრო კონცენტრირებულია უჯრედის გარეთ.

ბაქტერიებში ლაქტოზას ტრანსპორტი დაერთებულია წყალბადის იონების ტრანსპორტირებასთან H⁺.

ა საწინააღმდეგო გადამზიდავი ან გამცვლელი ასრულებს საწინააღმდეგო მიმართულებით ხსნადების გადატანას. მაგალითად, ნატრიუმი / პროტონი Na ანტიკარიერი⁺/ სთ⁺ ნატრიუმი შედის უჯრედში და პროტონი ტოვებს გარედან.

მსუბუქი გააქტიურებული ტუმბოები

ბაქტერიებსა და არქეებში გაბატონებულია, ხსნადების ტრანსპორტირება ხდება ქვედადან უფრო მაღალ კონცენტრაციამდე მსუბუქი ენერგიის დაჭერის წყალობით. მაგალითად, ბაქტერიორდოპსინები და ჰალორჰოდოპსინები პროტონის ტუმბოებია, რომლებიც სინათლით აქტივირდება.

ეს შეიძლება დაგაინტერესოთ:

• ცხოველური და მცენარეული უჯრედი
• ენდოციტოზი და ეგზოციტოზი.

ვენესუელის სამეცნიერო კვლევითი ინსტიტუტის ბიოქიმიის დოქტორი (IVIC), ვენესუელას ცენტრალური უნივერსიტეტის ბიოანალიზის განხრით.