- Što je aktivni prijevoz?
- Primarni aktivni transport
- Sekundarni aktivni prijevoz
- Ko-transporteri
- Razlika između egzocitoze i aktivnog transporta
- Reference
Aktivni transport je tip stanica transporta kojom otopljene molekule kretati kroz staničnu membranu, iz područja s nižom koncentracijom otopljene tvari u područje u kojem je koncentracija tih veća.
Ono što se prirodno događa jest da se molekule kreću sa one strane gdje su koncentrirane na stranu gdje su manje koncentrirane; To je ono što se događa spontano, a da se u procesu ne primijeni bilo koja vrsta energije. U ovom slučaju se kaže da se molekule kreću prema gradijentu koncentracije.
Suprotno tome, čestice se u aktivnom transportu kreću u odnosu na koncentracijski gradijent i zbog toga troše energiju iz stanice. Ta se energija normalno dobiva iz adenozin trifosfata (ATP).
Otopljene molekule ponekad imaju veću koncentraciju unutar ćelije nego izvana, ali ako ih tijelo treba, te se molekule transportiraju iznutra pomoću proteina nosača koji se nalaze u staničnoj membrani.
Što je aktivni prijevoz?
Da bismo razumjeli od čega se sastoji aktivni transport, potrebno je razumjeti što se događa s obje strane membrane kroz koje se odvija transport.
Kad se tvar nalazi u različitim koncentracijama na suprotnim stranama membrane, kaže se da postoji gradijent koncentracije. Budući da se atomi i molekule mogu električno nabiti, tada se mogu formirati i električni gradijenti između pregrada s obje strane membrane.
Jonsko kretanje je selektivno za katione ili anione zbog veličine pora i njegove polarizacije. Dok dva aniona prolaze iz unutrašnjosti u vanjsku stranu stanice, vanjština se mijenja od +5 do +3. Izvor: Commons Wikimedia. Autor: Metilizopropilisergamid.
Postoji razlika u električnom potencijalu svaki put kada postoji neto razdvajanje naboja u prostoru. U stvari, žive stanice često imaju ono što se naziva membranski potencijal, a to je razlika u električnom potencijalu (naponu) preko membrane, što je uzrokovano neravnomjernom raspodjelom naboja.
Gradijenti su uobičajeni u biološkim membranama, pa je često potrebno trošenje energije za pomicanje određenih molekula protiv tih gradijenata.
Energija se koristi za kretanje ovih spojeva kroz proteine koji su umetnuti u membranu i koji djeluju kao prijenosnici.
Ako proteini ubacuju molekule prema koncentracijskom gradijentu, to je aktivni transport. Ako za transport ovih molekula ne treba energije, za transport se kaže da je pasivan. Ovisno o tome odakle energija dolazi, aktivni transport može biti primarni ili sekundarni.
Primarni aktivni transport
Primarni aktivni transport je onaj koji izravno koristi izvor kemijske energije (npr. ATP) za pomicanje molekula preko membrane prema njenom gradijentu.
Jedan od najvažnijih primjera u biologiji za ilustraciju ovog primarnog aktivnog transportnog mehanizma je natrijevo-kalijska pumpa koja se nalazi u životinjskim stanicama i čija je funkcija ključna za ove stanice.
Natrijevo-kalijska pumpa je membranski protein koji transportira natrij iz stanice, a kalij u stanicu. Za obavljanje ovog transporta pumpa zahtijeva energiju iz ATP-a.
Sekundarni aktivni prijevoz
Sekundarni aktivni transport je onaj koji koristi energiju pohranjenu u stanici, ta se energija razlikuje od ATP-a i zato dolazi do njegove razlike između dvije vrste transporta.
Energija koju koristi sekundarni aktivni transport dolazi od gradijenata generiranih primarnim aktivnim transportom, a može se koristiti za transport drugih molekula u odnosu na njihov gradijent koncentracije.
Primjerice, povećanjem koncentracije natrijevih iona u izvanćelijskom prostoru, zahvaljujući radu natrijevo-kalijeve pumpe, nastaje elektrokemijski gradijent razlikom koncentracije ovog iona na obje strane membrane.
U tim uvjetima, natrijevi ioni kretali bi se duž svog gradijentnog koncentracije i vraćali bi se u unutrašnjost stanice putem proteinskih transportera.
Ko-transporteri
Ta energija iz elektrokemijskog gradijenta natrija može se upotrijebiti za transport drugih tvari protiv njihovih gradijenata. Ono što se događa je zajednički transport, a provode ga transporteri proteini zvani suprevoznici (jer oni prevoze dva elementa istovremeno).
Primjer važnog ko-transportera je protein razmjene natrija i glukoze, koji prenosi natrijeve katione niz njegov gradijent, a zauzvrat, koristi ovu energiju za ulazak molekula glukoze u odnosu na njezin gradijent. Ovo je mehanizam kojim glukoza ulazi u žive stanice.
U prethodnom primjeru protein ko-transportera pomiče dva elementa u istom smjeru (unutar stanice). Kad se oba elementa kreću u istom smjeru, protein koji ih prenosi naziva se simporter.
Međutim, suvoznici također mogu pomicati spojeve u suprotnim smjerovima; u ovom se slučaju protein transportera naziva anti-nosač, iako su poznati i kao izmjenjivači ili protu-prevoznici.
Primjer anti-nosača je izmjenjivač natrija i kalcija, koji provodi jedan od najvažnijih staničnih procesa u uklanjanju kalcija iz stanica. Koristi energiju elektrokemijskog gradijenta natrija za mobiliziranje kalcija izvan stanice: jedan kalcijev kation ostavlja za svaka tri natrijeva kationa.
Razlika između egzocitoze i aktivnog transporta
Eksocitoza je još jedan važan mehanizam staničnog transporta. Njegova je funkcija istjerivanje zaostalog materijala iz stanice u vanćelijsku tekućinu. Kod egzocitoze transport je posredovan vezikulama.
Glavna razlika između egzocitoze i aktivnog transporta je u tome što je u egzozitozi čestica koja se transportira zamotana u strukturu okruženu membranom (vezikulom) koja se stapa s staničnom membranom i tako oslobađa svoj sadržaj izvana.
U aktivnom prijevozu stvari koje se prevoze mogu se pomicati u oba smjera, unutra ili van. Suprotno tome, egzocitoza svoj sadržaj prenosi samo izvana.
Konačno, aktivni transport uključuje bjelančevine kao transportni medij, a ne membranske strukture kao u egzocitozi.
Reference
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. i Walter, P. (2014). Molekularna biologija stanice (6. izd.). Garland Science.
- Campbell, N. & Reece, J. (2005). Biologija (2. izd.) Pearson Education.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molekularna biološka stanica (8. izd.). WH Freeman and Company.
- Purves, W., Sadava, D., Orians, G. i Heller, H. (2004). Život: nauka o biologiji (7. izd.). Sinauer Associates i WH Freeman.
- Solomon, E., Berg, L. i Martin, D. (2004). Biologija (7. izd.) Cengage Learning.