Первичный и вторичный активный транспорт
Активный транспорт - это метод, который переносит многие вещества через биологические мембраны против градиентов их концентрации. Чтобы толкнуть молекулы против градиента концентрации, расходуется свободная энергия. В эукариотических клетках это происходит на плазматической мембране клетки и мембранах специализированных органелл, таких как митохондрии, хлоропласты и т. д. Для активного транспорта требуются высокоспецифичные белки-переносчики в плазматической мембране, и эти белки обладают способностью переносить вещества против градиента концентрации, поэтому их называют «насосами». Основные функции активного транспорта включают предотвращение лизиса клеток, поддержание неравных концентраций различных ионов по обе стороны клеточной мембраны и поддержание электрохимического баланса через клеточную мембрану. Активный транспорт может происходить двумя разными способами, а именно первично-активным транспортом и вторично-активным транспортом.
Что такое основной активный транспорт?
При первичном активном транспорте положительно заряженные ионы (H+, Ca2+, Na+ и K+) перемещаются через мембраны транспортными белками. Основные активные транспортные насосы, такие как фотонный насос, кальциевый насос и натрий-калиевый насос, очень важны для поддержания клеточной жизни. Например, кальциевый насос поддерживает градиент Ca2+ через мембрану, и этот градиент важен для регуляции клеточной активности, такой как секреция, сборка микротрубочек и сокращение мышц. Кроме того, насос Na+/K+ поддерживает мембранный потенциал через плазматическую мембрану.
Что такое вторичный активный транспорт?
Источником энергии вторично-активных транспортных насосов является градиент концентрации иона, создаваемый первичными энергетическими насосами. Поэтому переносящие вещества всегда связаны с ионами-переносчиками, ответственными за движущую силу. В большинстве клеток животных движущей силой вторичного активного транспорта является градиент концентрации Na+/K+. Вторичный активный транспорт осуществляется двумя механизмами, называемыми антипортом (обменная диффузия) и симпортом (котранспорт). В антипорте движущиеся ионы и транспортные молекулы движутся в противоположном направлении. Большинство ионов обмениваются по этому механизму. Например, по этому механизму инициируется совместное перемещение ионов хлора и бикарбоната через мембрану. При симпорте растворенный и движущий ионы движутся в одном направлении. Например, сахар, такой как глюкоза и аминокислоты, транспортируются через клеточную мембрану с помощью этого механизма.
В чем разница между основным и вторичным активным транспортом?
• При первичном активном транспорте белки гидролизуют АТФ, чтобы обеспечить транспорт напрямую, тогда как при вторичном активном транспорте гидролиз АТФ осуществляется косвенно, чтобы обеспечить транспорт.
• В отличие от белков, участвующих в первичном активном транспорте, транспортные белки, участвующие во вторичном активном транспорте, не разрушают молекулы АТФ.
• Движущая сила для вторичных активных насосов получается из ионных насосов, возникающих в результате первичных активных транспортных насосов.
• Ионы, такие как H+, Ca2+, Na+ и K+, переносятся через мембрану с помощью первично-активных насосов, тогда как глюкоза, аминокислоты и ионы, такие как бикарбонат и хлорид, транспортируются с помощью вторично-активного транспорта.
• В отличие от вторичного активного транспорта, первичный активный транспорт поддерживает электрохимический градиент через плазматическую мембрану.
