Ključna razlika – aktivni transport proti skupinskemu prenosu
Molekule prehajajo v celice in iz njih preko celičnih membran. Celična membrana je selektivno prepustna membrana, ki nadzoruje gibanje molekul. Molekule se naravno premikajo od višje koncentracije do nižje koncentracije vzdolž koncentracijskega gradienta. Pojavlja se pasivno brez vnosa energije. Vendar pa obstajajo tudi situacije, ko molekule potujejo čez membrano proti koncentracijskemu gradientu, od nižje koncentracije do višje koncentracije. Ta proces zahteva vnos energije, ki je znan kot aktivni transport. Skupinska translokacija je druga oblika aktivnega transporta, kjer se določene molekule prenašajo v celice z uporabo energije, pridobljene s fosforilacijo. Ključna razlika med aktivnim transportom in skupinsko translokacijo je v tem, da pri aktivnem transportu snovi niso kemično spremenjene med premikanjem po membrani, medtem ko so pri skupinskem translokacijske snovi kemično modificirane.
Kaj je Active Transport?
Aktivni transport je metoda transporta molekul preko polprepustne membrane proti koncentracijskemu ali elektrokemičnemu gradientu z uporabo energije, ki se sprosti pri hidrolizi ATP. Obstaja veliko situacij, ko celice potrebujejo določene snovi, kot so ioni, glukoza, aminokisline itd., v višjih ali ustreznih koncentracijah. V teh primerih aktivni transport prenaša snovi iz nižje koncentracije v višjo koncentracijo proti koncentracijskemu gradientu z uporabo energije in se kopiči v celicah. Zato je ta proces vedno povezan s spontano eksergonsko reakcijo, kot je hidroliza ATP, ki zagotavlja energijo za delovanje proti pozitivni Gibbsovi energiji transportnega procesa.
Aktivni transport lahko razdelimo na dve obliki: primarni aktivni transport in sekundarni aktivni transport. Primarni aktivni transport poganja kemična energija, pridobljena iz ATP. Sekundarni aktivni transport uporablja potencialno energijo, pridobljeno iz elektrokemičnega gradienta.
Specifični transmembranski nosilni proteini in kanalski proteini olajšajo aktivni transport. Aktivni transportni proces je odvisen od konformacijskih sprememb nosilca ali pornih proteinov membrane. Na primer, natrijeva kalijeva ionska črpalka kaže ponavljajoče se konformacijske spremembe, ko se kalijevi ioni in natrijevi ioni prenašajo v celico in iz nje z aktivnim transportom.
V celičnih membranah je veliko primarnih in sekundarnih aktivnih prenašalcev. Med njimi so natrijeva-kalijeva črpalka, kalcijeva črpalka, protonska črpalka, transporter ABC in simporter glukoze.
Slika 01: Aktivni transport preko natrijevo-kalijeve črpalke
Kaj je skupinska translokacija?
Skupinska translokacija je druga oblika aktivnega transporta, pri kateri so snovi med premikanjem skozi membrano podvržene kovalentni modifikaciji. Fosforilacija je glavna sprememba, ki je podvržena prenašanim snovem. Med fosforilacijo se fosfatna skupina prenese iz ene molekule v drugo. Fosfatne skupine so povezane z visokoenergijskimi vezmi. Ko se torej fosfatna vez prekine, se sprosti relativno velika količina energije, ki se porabi za aktivni transport. Molekulam, ki vstopajo v celico, se dodajo fosfatne skupine. Ko prestopijo celično membrano, se vrnejo v nespremenjeno obliko.
PEP fosfotransferazni sistem je dober primer skupinske translokacije, ki jo kažejo bakterije za privzem sladkorja. S tem sistemom se molekule sladkorja, kot so glukoza, manoza in fruktoza, prenašajo v celico, medtem ko so kemično spremenjene. Molekule sladkorja se ob vstopu v celico fosforilirajo. Energijo in fosforilno skupino zagotavlja PEP.
Slika 02: PEP fosfotransferazni sistem
Kakšna je razlika med aktivnim transportom in skupinskim prenosom?
Aktivni transport proti skupinskemu prenosu |
|
| Aktivni transport je gibanje ionov ali molekul skozi polprepustno membrano iz nižje koncentracije v višjo koncentracijo, pri čemer se porabi energija. | Translokacija skupine je aktiven transportni mehanizem, pri katerem se molekule med premikanjem skozi membrano kemično spremenijo. |
| Kemijska modifikacija | |
| Molekule med transportom običajno niso spremenjene. | Molekule so med translokacijo skupine fosforilirane in kemično modificirane. |
| Primeri | |
| Natrijevo-kalijeva ionska črpalka je dober primer aktivnega transporta. | PEP fosfotransferazni sistem v bakterijah je dober primer za skupinsko translokacijo. |
Povzetek – Aktivni transport proti skupinskemu prenosu
Celična membrana je selektivno prepustna bariera, ki olajša prehod ionov in molekul. Molekule se premikajo od visoke koncentracije do nizke koncentracije vzdolž koncentracijskega gradienta. Ko morajo molekule potovati od nižje koncentracije do višje koncentracije proti koncentracijskemu gradientu, je treba zagotoviti vnos energije. Gibanje ionov ali molekul skozi polprepustno membrano proti koncentracijskemu gradientu s pomočjo beljakovin in energije je znano kot aktivni transport. Skupinska translokacija je neke vrste aktivni transport, ki prenaša molekule, potem ko so bile kemično spremenjene. To je razlika med aktivnim transportom in skupinskim prenosom.
