- Vận tải tích cực là gì?
- Vận chuyển tích cực chính
- Vận chuyển tích cực thứ cấp
- Người đồng vận tải
- Sự khác biệt giữa xuất bào và vận chuyển tích cực
- Người giới thiệu
Các phương tiện giao thông hoạt động là một loại tế bào vận chuyển mà các phân tử chất tan di chuyển qua màng tế bào, từ một khu vực có nồng độ thấp hơn các chất hòa tan đến một khu vực nơi nồng độ trong số này là cao hơn.
Điều xảy ra một cách tự nhiên là các phân tử di chuyển từ phía mà chúng tập trung hơn sang phía mà chúng ít tập trung hơn; Nó là những gì xảy ra một cách tự nhiên mà không có bất kỳ loại năng lượng nào được áp dụng trong quá trình này. Trong trường hợp này, các phân tử được cho là di chuyển xuống dốc nồng độ.
Ngược lại, trong quá trình vận chuyển tích cực, các hạt di chuyển ngược lại với gradient nồng độ và do đó tiêu thụ năng lượng từ tế bào. Năng lượng này thường đến từ adenosine triphosphate (ATP).
Các phân tử hòa tan đôi khi có nồng độ bên trong tế bào cao hơn bên ngoài, nhưng nếu cơ thể cần chúng, các phân tử này sẽ được vận chuyển vào bên trong nhờ các protein mang có trong màng tế bào.
Vận tải tích cực là gì?
Để hiểu vận chuyển tích cực bao gồm những gì, cần phải hiểu những gì xảy ra trên cả hai mặt của màng mà qua đó vận chuyển xảy ra.
Khi một chất có nồng độ khác nhau trên các mặt đối diện của màng, người ta nói rằng có một gradien nồng độ. Bởi vì các nguyên tử và phân tử có thể mang điện, do đó các gradient điện cũng có thể hình thành giữa các ngăn ở hai bên của màng.
Chuyển động ion có tính chọn lọc đối với các cation hoặc anion do kích thước của lỗ xốp và sự phân cực của nó. Khi hai anion đi từ bên trong ra bên ngoài tế bào, bên ngoài thay đổi từ +5 thành +3. Nguồn: Wikimedia commons. Tác giả: Methylisopropylisergamide.
Có một hiệu điện thế mỗi khi có sự phân cách thuần của các điện tích trong không gian. Trên thực tế, các tế bào sống thường có cái được gọi là điện thế màng, là sự chênh lệch về điện thế (hiệu điện thế) trên màng, nguyên nhân là do sự phân bố điện tích không đồng đều.
Gradients là phổ biến trong các màng sinh học, do đó, tiêu thụ năng lượng thường được yêu cầu để di chuyển các phân tử nhất định chống lại các gradient này.
Năng lượng được sử dụng để di chuyển các hợp chất này thông qua các protein được chèn trong màng và có chức năng như chất vận chuyển.
Nếu protein chèn các phân tử ngược lại với gradient nồng độ, thì đó là sự vận chuyển tích cực. Nếu quá trình vận chuyển các phân tử này không cần năng lượng thì quá trình vận chuyển được cho là thụ động. Tùy thuộc vào nguồn năng lượng đến từ đâu, sự vận chuyển tích cực có thể là chính hoặc phụ.
Vận chuyển tích cực chính
Vận chuyển tích cực sơ cấp là vận chuyển trực tiếp sử dụng nguồn năng lượng hóa học (ví dụ: ATP) để di chuyển các phân tử qua màng chống lại gradient của nó.
Một trong những ví dụ quan trọng nhất trong sinh học để minh họa cơ chế vận chuyển tích cực chính này là bơm natri-kali, được tìm thấy trong tế bào động vật và có chức năng cần thiết cho các tế bào này.
Bơm natri-kali là một protein màng có chức năng vận chuyển natri ra khỏi tế bào và kali vào trong tế bào. Để thực hiện sự vận chuyển này, máy bơm cần năng lượng từ ATP.
Vận chuyển tích cực thứ cấp
Vận chuyển tích cực thứ cấp là vận chuyển sử dụng năng lượng dự trữ trong tế bào, năng lượng này khác với ATP và do đó có sự phân biệt giữa hai loại vận chuyển.
Năng lượng được sử dụng bởi vận chuyển tích cực thứ cấp đến từ các gradien được tạo ra bởi vận chuyển tích cực sơ cấp, và có thể được sử dụng để vận chuyển các phân tử khác chống lại gradien nồng độ của chúng.
Ví dụ, bằng cách tăng nồng độ của ion natri trong không gian ngoại bào, do hoạt động của bơm natri-kali, một gradient điện hóa được tạo ra do sự chênh lệch nồng độ của ion này ở cả hai mặt của màng.
Trong những điều kiện này, các ion natri sẽ có xu hướng di chuyển dọc theo gradient nồng độ của chúng và sẽ quay trở lại bên trong tế bào thông qua các protein vận chuyển.
Người đồng vận tải
Năng lượng này từ gradien điện hóa của natri có thể được sử dụng để vận chuyển các chất khác so với gradien của chúng. Điều xảy ra là sự vận chuyển được chia sẻ và được thực hiện bởi các protein vận chuyển được gọi là đồng vận chuyển (vì chúng vận chuyển đồng thời hai yếu tố).
Một ví dụ về chất đồng vận chuyển quan trọng là protein trao đổi natri-glucose, vận chuyển các cation natri xuống gradient của nó và đến lượt nó, sử dụng năng lượng này để đi vào các phân tử glucose chống lại gradient của nó. Đây là cơ chế glucose đi vào tế bào sống.
Trong ví dụ trước, protein đồng vận chuyển di chuyển hai yếu tố theo cùng một hướng (bên trong tế bào). Khi cả hai yếu tố chuyển động theo cùng một hướng, protein vận chuyển chúng được gọi là chất giao hưởng.
Tuy nhiên, các chất đồng vận chuyển cũng có thể di chuyển các hợp chất theo các hướng ngược nhau; trong trường hợp này, protein vận chuyển được gọi là chất chống vận chuyển, mặc dù chúng còn được gọi là chất trao đổi hoặc chất phản vận chuyển.
Một ví dụ về chất chống chất mang là chất trao đổi natri-canxi, thực hiện một trong những quá trình tế bào quan trọng nhất trong việc loại bỏ canxi khỏi tế bào. Điều này sử dụng năng lượng của gradient điện hóa natri để huy động canxi ra khỏi tế bào: cứ ba cation natri đi vào thì có một cation canxi rời đi.
Sự khác biệt giữa xuất bào và vận chuyển tích cực
Exocytosis là một cơ chế vận chuyển tế bào quan trọng khác. Chức năng của nó là tống các chất cặn bã ra khỏi tế bào ra dịch ngoại bào. Trong quá trình xuất bào, sự vận chuyển được thực hiện qua trung gian các túi.
Sự khác biệt chính giữa quá trình xuất bào và vận chuyển tích cực là trong quá trình xuất bào, hạt được vận chuyển được bao bọc trong một cấu trúc được bao quanh bởi một lớp màng (túi), màng này hợp nhất với màng tế bào để giải phóng chất bên trong ra bên ngoài.
Trong vận chuyển tích cực, các mặt hàng cần vận chuyển có thể được di chuyển theo cả hai hướng, vào trong hoặc ra ngoài. Ngược lại, sự xuất bào chỉ vận chuyển các chất bên trong nó ra bên ngoài.
Cuối cùng, quá trình vận chuyển tích cực liên quan đến các protein làm môi trường vận chuyển, không phải cấu trúc màng như trong quá trình xuất bào.
Người giới thiệu
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Sinh học phân tử của tế bào (xuất bản lần thứ 6). Khoa học Garland.
- Campbell, N. & Reece, J. (2005). Sinh học (xuất bản lần thứ 2) Pearson Education.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Sinh học tế bào phân tử (xuất bản lần thứ 8). WH Freeman và Công ty.
- Purves, W., Sadava, D., Orians, G. & Heller, H. (2004). Cuộc sống: khoa học sinh học (xuất bản lần thứ 7). Sinauer Associates và WH Freeman.
- Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Sinh học (xuất bản lần thứ 7) Cengage Learning.