Ensisijainen vs. toissijainen aktiivinen kuljetus
Aktiivinen kuljetus on menetelmä, joka kuljettaa monia aineita biologisten kalvojen läpi niiden pitoisuusgradientteja vastaan. Molekyylien työntämiseksi pitoisuusgradienttia vastaan kulutetaan vapaata energiaa. Eukaryoottisoluissa tätä tapahtuu solun plasmakalvolla ja erikoistuneiden organellien, kuten mitokondrioiden, kloroplastien jne., kalvoilla. Aktiivinen kuljetus vaatii erittäin spesifisiä kantajaproteiineja plasmakalvossa ja nämä proteiinit pystyvät kuljettamaan aineita vastoin pitoisuusgradienttia, tästä syystä kutsutaan "pumpuiksi". Aktiivisen kuljetuksen päärooleja ovat solujen hajoamisen estäminen, erilaisten ionien erilaisten pitoisuuksien ylläpitäminen solukalvon kummallakin puolella ja sähkökemiallisen tasapainon ylläpitäminen solukalvon läpi. Aktiivinen kuljetus voi tapahtua kahdella eri tavalla, nimittäin ensisijaisella aktiivisella kuljetuksella ja toissijaisella aktiivisella kuljetuksella.
Mikä on ensisijainen aktiivinen kuljetus?
Primaarisessa aktiivisessa kuljetuksessa positiivisesti varautuneet ionit (H+, Ca2+, Na+ ja K+) siirtyvät kalvojen läpi kuljetusproteiinien avulla. Ensisijaiset aktiiviset kuljetuspumput, kuten fotonipumppu, kalsiumpumppu ja natrium-kaliumpumppu, ovat erittäin tärkeitä solujen elämän ylläpitämisessä. Esimerkiksi kalsiumpumppu ylläpitää Ca2+-gradienttia kalvon poikki, ja tämä gradientti on tärkeä säätelemään solujen toimintaa, kuten eritystä, mikrotubulusten kokoonpanoa ja lihasten supistumista. Lisäksi Na+/K+-pumppu ylläpitää kalvopotentiaalia plasmakalvon poikki.
Mikä on toissijainen aktiivinen kuljetus?
Sekundaaristen aktiivisten kuljetuspumppujen energialähde on primäärienergiapumppujen muodostama ionin pitoisuusgradientti. Siksi siirtävät aineet kytkeytyvät aina siirto-ioneihin, jotka ovat vastuussa käyttövoimasta. Useimmissa eläinsoluissa sekundaarisen aktiivisen kuljetuksen liikkeellepaneva voima on Na+/K+:n pitoisuusgradientti. Toissijainen aktiivinen kuljetus tapahtuu kahdella mekanismilla, joita kutsutaan antiportiksi (vaihtodiffuusio) ja symportiksi (yhteiskuljetus). Antiportissa ajo-ionit ja kuljetusmolekyylit liikkuvat vastakkaiseen suuntaan. Suurin osa ioneista vaihdetaan tällä mekanismilla. Esimerkiksi kloridi- ja bikarbonaatti-ionien kytketty liike kalvon läpi käynnistyy tällä mekanismilla. Symportissa liuennut aine ja ajavat ionit liikkuvat samaan suuntaan. Esimerkiksi sokerit, kuten glukoosi ja aminohapot, kuljetetaan tällä mekanismilla solukalvon läpi.
Mitä eroa on ensisijaisen ja toissijaisen aktiivisen siirron välillä?
• Primaarisessa aktiivisessa kuljetuksessa proteiinit hydrolysoivat ATP:tä kuljetuksen tehostamiseksi suoraan, kun taas sekundaarisessa aktiivisessa kuljetuksessa ATP-hydrolyysi tapahtuu epäsuorasti kuljetuksen tehostamiseksi.
• Toisin kuin ensisijaiseen aktiiviseen kuljetukseen osallistuvat proteiinit, sekundaariseen aktiiviseen kuljetukseen osallistuvat kuljetusproteiinit eivät riko ATP-molekyylejä.
• Toissijaisten aktiivisten pumppujen käyttövoima saadaan ionipumpuista, jotka ovat peräisin ensisijaisesta aktiivisesta kuljetuspumpusta.
• Ionit, kuten H+, Ca2+, Na+ ja K+, kuljetetaan kalvon läpi ensisijaisella aktiivisella pumpulla, kun taas glukoosi, aminohapot ja ionit, kuten bikarbonaatti ja kloridi, kuljetetaan sekundaarisen aktiivisen kuljetuksen kautta.
• Toisin kuin sekundaarinen aktiivinen kuljetus, primaarinen aktiivinen kuljetus ylläpitää sähkökemiallista gradienttia plasmakalvon poikki.
