Pirminis ir antrinis aktyvus transportas
Aktyvusis transportavimas yra metodas, pernešantis daugybę medžiagų per biologines membranas, nepaisant jų koncentracijos gradientų. Norint atstumti molekules prieš koncentracijos gradientą, išeikvojama laisva energija. Eukariotinėse ląstelėse tai vyksta ląstelės plazminėje membranoje ir specializuotų organelių, tokių kaip mitochondrijos, chloroplastas ir kt., membranose. Aktyviam transportavimui plazmos membranoje reikia labai specifinių b altymų nešėjų, o šie b altymai turi savybę pernešti medžiagas prieš koncentracijos gradientą, todėl jie vadinami „siurbliais“. Pagrindiniai aktyvaus transportavimo vaidmenys apima ląstelių lizės prevenciją, nevienodų skirtingų jonų koncentracijų palaikymą abiejose ląstelės membranos pusėse ir elektrocheminės pusiausvyros palaikymą ląstelės membranoje. Aktyvus transportavimas gali vykti dviem skirtingais būdais, būtent pirminiu aktyviuoju transportavimu ir antriniu aktyviu transportavimu.
Kas yra pirminis aktyvus transportas?
Pirminiame aktyviajame transporte teigiamo krūvio jonai (H+, Ca2+, Na+ ir K+) pernešami per membranas per transportavimo b altymus. Pirminiai aktyvūs transportavimo siurbliai, tokie kaip fotonų siurblys, kalcio siurblys ir natrio-kalio siurblys, yra labai svarbūs ląstelių gyvybei palaikyti. Pavyzdžiui, kalcio siurblys palaiko Ca2+ gradientą visoje membranoje, ir šis gradientas yra svarbus reguliuojant ląstelių veiklą, pvz., sekreciją, mikrotubulų surinkimą ir raumenų susitraukimą. Be to, Na+/K+ siurblys palaiko membranos potencialą visoje plazmos membranoje.
Kas yra antrinis aktyvus transportas?
Antrinio aktyvaus transportavimo siurblių energijos š altinis yra pirminės energijos siurblių nustatytas jonų koncentracijos gradientas. Todėl pernešančios medžiagos visada yra sujungtos su perdavimo jonais, kurie yra atsakingi už varomąją jėgą. Daugumoje gyvūnų ląstelių antrinio aktyvaus pernešimo varomoji jėga yra Na+/K+ koncentracijos gradientas. Antrinis aktyvus transportavimas vyksta dviem mechanizmais, vadinamais antiport (mainų difuzija) ir simpportu (kotransportu). Antiporte varomieji jonai ir transportavimo molekulės juda priešinga kryptimi. Dauguma jonų keičiasi šiuo mechanizmu. Pavyzdžiui, šis mechanizmas inicijuoja susietą chlorido ir bikarbonato jonų judėjimą per membraną. Simporto atveju tirpi medžiaga ir varomieji jonai juda ta pačia kryptimi. Pavyzdžiui, šiuo mechanizmu per ląstelės membraną pernešami cukrūs, tokie kaip gliukozė ir aminorūgštys.
Kuo skiriasi pirminis ir antrinis aktyvusis transportavimas?
• Pirminio aktyvaus transportavimo metu b altymai hidrolizuoja ATP, kad tiesiogiai suaktyvintų transportavimą, o antrinio aktyvaus transportavimo metu ATP hidrolizė atliekama netiesiogiai, kad būtų galima transportuoti.
• Skirtingai nuo b altymų, dalyvaujančių pirminiame aktyviajame transporte, transportavimo b altymai, dalyvaujantys antriniame aktyviajame transporte, nepažeidžia ATP molekulių.
• Antrinių aktyvių siurblių varomoji jėga gaunama iš jonų siurblių, kuriuos sukuria pirminiai aktyvūs transportavimo siurbliai.
• Jonai, tokie kaip H+, Ca2+, Na+ ir K+, pernešami per membraną pirminiais aktyviais siurbliais, o gliukozė, aminorūgštys ir jonai, pvz., bikarbonatas ir chloridas, pernešami antriniu aktyviu transportavimu.
• Skirtingai nuo antrinio aktyvaus pernešimo, pirminis aktyvusis transportas palaiko elektrocheminį gradientą per plazmos membraną.
