Razlika med aktivnim in pasivnim celičnim transportom

Aktivni in pasivni celični transport je prenos topljenih snovi z ene strani celične membrane na drugo. Prevoz je pasivno, kadar ni potreben noben vir energije presnovni kot ATP, medtem ko je transport aktiven pri uporabi ATP kot vira energije.

Celične membrane so v glavnem sestavljene iz lipidnega dvosloja, ki otežuje prehod nekaterih vrst snovi. Ta pregradna funkcija omogoča celici, da ohranja koncentracije topljene snovi v citozolu, ki se razlikujejo od zunajceličnega okolja ali znotrajceličnih predelkov.

Pasivni prevoz	Aktivni prevoz
Definicija	Prenos topljene snovi skozi lipidno membrano brez energije.	Prenos topljenih snovi skozi lipidno membrano, povezan z virom energije.
Gradient koncentracije	V korist.	Proti.
Membranski proteini	Kanali in tekoči trakovi.	Transportni trakovi ali črpalke.
Gonilna sila	Elektrokemijski gradient.	ATP.
Primeri	Vodni prevoz po akvaporinah.	Prenos natrijevih ionov+ z ATP-ročajem natrija in kalija.

Kaj je pasivni celični transport?

Pasivni transport je postopek, ki molekulam in ionom omogoča prehod skozi celično membrano brez vira energije.

The gradient koncentracije o koncentracijska razlika vrste med obema stranema membrane je impulz, ki določa gibanje in smer pasivnega transporta.

Ko je raztopljena snov napolnjena (pozitivna ali negativna), lahko potencialna razlika med obema stranema membrane (membranski potencial) povzroči tudi transport. V tem primeru gradient koncentracije in električni gradient skupaj tvorita gonilno silo elektrokemični gradient.

Z ustvarjanjem razlike v ionskih koncentracijah v lipidni plasti lahko celična membrana shrani potencialno energijo v obliki elektrokemičnih gradientov. Elektrokemijski gradienti se uporabljajo za:

• voziti različne transportne procese,
• oddajajo električne signale v električno razburljivih celicah in
• proizvedejo večino ATP v mitohondrijih, kloroplastu in bakterijah.

Značilnosti pasivnega prevoza

• Gibanje topljencev sledi gradientu koncentracije, od višje koncentracije do nižje koncentracije.
• Odvisno od gradienta koncentracije, velikosti delcev in temperature.
• Mobilizirajo se ioni in majhne molekule.
• Ne zahteva hidrolize ATP.
• Posredujejo ga transmembranski proteini, kanali in transporterji v olajšani difuziji.

Vrste pasivnega prevoza

Molekule in ioni lahko skozi membrano pasivno prehajajo skozi različne mehanizme: preprosta difuzija, olajšana difuzija ali osmoza.

Preprosta difuzija

Majhne nepolarne molekule, kot je kisik O₂ in ogljikov dioksid CO₂ zlahka se raztopijo v lipidnih membranah. Majhne nepopolne polarne molekule, kot je voda H₂O in sečnina tudi počasi ali omejeno difuzirata skozi membrano. Na splošno lahko lipofilne ali maščobam podobne molekule prehajajo membrano s preprosto difuzijo.

Olajšano razširjanje

Celice so razvile mehanizme za prenos v vodi topnih molekul in ionov skozi membrano. Preko specializiranih transmembranskih proteinov (prečkajo membrano) se prenašajo ioni in molekule. Ker se difuzija iz višje koncentracije v nižjo koncentracijo pojavi s pomočjo "prehodov", govorimo o olajšani difuziji. Tako:

• bistvena hranila vstopijo v celico;
• - odstraniti presnovne odpadke in
• uravnavajo koncentracijo znotrajceličnih ionov.

Dva glavna razreda membranskih proteinov, ki olajšata gibanje molekul v in iz lipidne membrane, sta:

• prevozniki: so beljakovine, ki imajo gibljive dele, na primer membranska vrata, ki se odpirajo in zapirajo, kar omogoča prehod topljene snovi. So kot vrtljiva vrata v membrani.
• kanalov: tvorijo ozke hidrofilne pore, ki omogočajo pasivno gibanje, predvsem majhnih anorganskih ionov. Čeprav voda lahko difundira skozi lipidne membrane, vse celice vsebujejo beljakovinske kanale, imenovane akvaporini, ki povečajo prepustnost teh membran za vodo.

Osmoza

Osmoza je gibanje vode skozi polprepustno membrano, ko je na eni strani topljeno sredstvo, ki membrane ne more prečkati. Pri osmozi se zgodi le gibanje vode.

Kaj je aktivni celični transport?

Aktivni transport je postopek, s katerim celica prenaša material glede na njegov koncentracijski gradient, pri čemer ATP uporablja kot vir energije.

Značilnosti aktivnega prevoza

• Izdelan je iz integralnih membranskih beljakovin.
• To je specifično za topljeno snov.
• Doživi nasičenost, to je, ko so vsa vezana mesta topljene snovi zasedena, ne glede na to, koliko več substrata dodamo, ostane pretok stalen.

Vrste aktivnih transportnih beljakovin

V celicah so opisane vsaj tri vrste beljakovin s sposobnostjo aktivnega transporta. Pod njenim opisom.

ATP črpalke

ATP črpalke izvajajo transport topljene snovi, povezano s hidrolizo ATP, to pomeni, da ATP sprošča fosfatno skupino (PO₄^-3) in postane ADP. Energija, ki se sprosti pri hidrolizi, je tista, ki "črpa" topljeno snov z ene strani membrane na drugo.

Aktivni transport, ki ga poganja hidroliza ATP, je znan tudi kot primarni aktivni prevoz.

Obstajajo tri vrste črpalk ATP:

1. Črpalke tipa P: protein je v procesu prenosa fosforiliran (na protein je pritrjena fosfatna skupina). Primeri: natrijevo-kalijeve črpalke, kalcijeve črpalke.
2. Črpalke tipa F: Imenujejo se tudi ATP sintetaze, saj z uporabo protonskega gradienta sintetizirajo ATP iz ADP in fosfata. Primeri: kloroplast ATP sintetaza, povezana s svetlobo odvisno fazo fotosinteze.
3. ABC transporterji: so membranski proteini, ki nosijo majhne molekule. Primeri: transporter za holesterol ABCG1, transporter MDR (odpornost na več zdravil).

Sklopljeni tekoči trakovi

Prenos iona ali molekule je sočasno z drugo raztopljeno snovjo. V tem primeru topljeno sredstvo v višji koncentraciji na eni strani membrane preide na drugo stran in spodbuja gibanje topljene snovi iz nižje v višjo koncentracijo. Imenovani so tudi transporterji z ionskim gradientom sekundarni aktivni prevoz.

Izvajajo ga nosilne beljakovine, znane kot simporterji in anti-nosilci. A symporter ali cotransporter transportira topljeno snov po njenem gradientu koncentracije v isti smeri kot drugo topljeno sredstvo proti gradientu koncentracije.

Na primer, kotransporter glukoze, odvisen od natrija, v tankem črevesu. V tem primeru se glukoza in natrij iz črevesja absorbirata v črevesno celico.

Epitelijske celice črevesja ali ledvic imajo veliko število simporterjev, ki jih poganja gradient natrijevega iona Na.⁺, bolj koncentriran zunaj celice.

Pri bakterijah je prenos laktoze povezan s prenosom vodikovih ionov H⁺.

A anti-prevoznik ali izmenjevalnik izvaja prenos topljenih snovi v nasprotnih smereh. Na primer natrijev / protonski Na anti-nosilec⁺/ H⁺ natrij vstopi v celico, proton pa zunaj.

Črpalke, ki se aktivirajo s svetlobo

Ta transport topljenih snovi, ki prevladujejo v bakterijah in arhejah, poteka od nižje do višje koncentracije, zahvaljujoč zajemanju svetlobne energije. Na primer, bakteriorodopsini in halorodopsini so protonske črpalke, ki jih aktivira svetloba.

Morda vas bo zanimalo:

• Živalska in rastlinska celica
• Endocitoza in eksocitoza.

Doktor biokemije na Venezuelskem inštitutu za znanstvene raziskave (IVIC), diplomiral je iz bioanalize na Centralni univerzi v Venezueli.