Aktiivinen kuljetus: yleiskatsaus pää- ja toissijaisista

Posted on
Kirjoittaja: Judy Howell
Luomispäivä: 25 Heinäkuu 2021
Päivityspäivä: 14 Marraskuu 2024
Anonim
Aktiivinen kuljetus: yleiskatsaus pää- ja toissijaisista - Tiede
Aktiivinen kuljetus: yleiskatsaus pää- ja toissijaisista - Tiede

Sisältö

Aktiivinen kuljetus vaatii energiaa toimiakseen, ja se on kuinka solu liikuttaa molekyylejä. Materiaalien kuljettaminen soluihin ja niistä pois on välttämätöntä yleisen toiminnan kannalta.


Aktiivinen kuljetus ja passiivinen kuljetus ovat kaksi päätapaa, joilla solut siirtävät aineita. Toisin kuin aktiivinen kuljetus, passiivinen kuljetus ei vaadi energiaa. Helpoin ja halvempi tapa on passiivinen kuljetus; Useimpien solujen on kuitenkin luottava aktiiviseen kuljetukseen pysyäkseen hengissä.

Miksi käyttää aktiivista liikennettä?

Solujen on usein käytettävä aktiivista kuljetusta, koska muuta vaihtoehtoa ei ole.Joskus diffuusio ei toimi soluille. Aktiivinen kuljetus käyttää energiaa kuten adenosiinitrifosfaatti (ATP) siirtää molekyylejä niiden konsentraatiogradienteja vasten. Yleensä prosessiin sisältyy proteiinikantaja, joka auttaa siirtymää siirtämällä molekyylejä solujen sisäpuolelle.

Esimerkiksi solu voi haluta siirtää sokerimolekyylejä sisällä, mutta pitoisuusgradientti ei välttämättä salli passiivista kuljetusta. Jos solun sisällä on alhaisempi sokeripitoisuus ja korkeampi konsentraatio solun ulkopuolella, niin aktiivinen kuljetus voi siirtää molekyylejä gradienttia vasten.


Solut käyttävät suuren osan luomaansa energiasta aktiiviseen kuljetukseen. Itse asiassa joissakin organismeissa suurin osa muodostuvasta ATP: stä suuntautuu aktiiviseen kuljetukseen ja tiettyjen molekyylitasojen ylläpitämiseen solujen sisällä.

Sähkökemialliset gradientit

Sähkökemiallisilla gradienteilla on erilaiset varaukset ja kemialliset pitoisuudet. Niitä esiintyy kalvon läpi, koska joillakin atomeilla ja molekyyleillä on sähkövarauksia. Tämä tarkoittaa, että on olemassa sähköpotentiaaliero tai kalvopotentiaali.

Joskus solun on tuotava lisää yhdisteitä ja liikuttava sähkökemiallista gradienttia vasten. Tämä vaatii energiaa, mutta kannattaa paremmassa solun toiminnassa. Sitä tarvitaan joihinkin prosesseihin, kuten natrium- ja kaliumgradienttien ylläpitämiseen soluissa. Soluissa on yleensä vähemmän natriumia ja enemmän kaliumia, joten natriumilla on taipumus tulla soluun, kun kalium lähtee.


Aktiivinen kuljetus antaa solun siirtää niitä normaalia keskittymisgradienttia vastaan.

Ensisijainen aktiivinen kuljetus

Ensisijainen aktiivinen kuljetus käyttää ATP: tä energian lähteenä liikkumiseen. Se siirtää ioneja plasmamembraanin läpi, mikä luo varauseron. Usein molekyyli saapuu soluun, kun toisen tyyppinen molekyyli poistuu solusta. Tämä luo sekä pitoisuus- että varauserot solukalvon läpi.

natrium-kaliumpumppu on tärkeä osa monia soluja. Pumppu siirtää natriumia solusta liikuttaen samalla kaliumia sisällä. ATP: n hydrolyysi antaa solulle tarvittavan energian prosessin aikana. Natrium-kaliumpumppu on P-tyypin pumppu, joka siirtää kolme natriumionia ulkopuolelle ja tuo kaksi kaliumionia sisälle.

Natrium-kaliumpumppu sitoo ATP: tä ja kolme natriumionia. Sitten fosforylaatio tapahtuu pumpussa siten, että se muuttaa muotoaan. Tämän ansiosta natrium voi poistua solusta, ja kaliumionit voidaan poimia. Seuraavaksi fosforyloituminen kääntyy, mikä taas muuttaa pumpun muotoa, joten kalium saapuu soluun. Tämä pumppu on tärkeä hermoston toiminnalle ja hyödyttää organismia.

Ensisijaisten aktiivisten kuljettajien tyypit

Ensisijaisia ​​aktiivisia kuljettajia on erityyppisiä. P-tyypin ATPaasi, kuten natrium-kaliumpumppu, esiintyy eukaryooteissa, bakteereissa ja arhaassa.

Voit nähdä P-tyypin ATPaasi ionipumpuissa, kuten protonipumpuissa, natrium-kaliumpumpuissa ja kalsiumpumpuissa. F-tyypin ATPaasi esiintyy mitokondrioissa, kloroplasteissa ja bakteereissa. V-tyypin ATPaasi esiintyy eukaryooteissa ja ABC-kuljettaja (ABC tarkoittaa "ATP: tä sitovaa kasettia") esiintyy sekä prokaryooteissa että eukaryooteissa.

Toissijainen aktiivinen kuljetus

Toissijainen aktiivinen kuljetus käyttää sähkökemiallisia gradienteja aineiden kuljettamiseen a: n avulla yhteiskuljettaja. Se antaa kuljetettujen aineiden siirtyä kaltevuudeltaan ylöspäin kuljetusvälineen ansiosta, kun taas pääalusta liikkuu alaspäin kaltevuudestaan.

Pohjimmiltaan sekundaarinen aktiivinen kuljetus käyttää energiaa sähkökemiallisista gradienteista, jotka primaarinen aktiivinen kuljetus luo. Tämän avulla solu voi saada muita molekyylejä, kuten glukoosia, sisälle. Toissijainen aktiivinen kuljetus on tärkeä solun toiminnalle kokonaisuudessaan.

Toissijainen aktiivinen kuljetus voi kuitenkin tuottaa myös ATP: n kaltaista energiaa mitokondrioissa olevan vetyionigradientin kautta. Esimerkiksi vetyioneihin kertyvää energiaa voidaan käyttää, kun ionit kulkevat kanavaproteiinin ATP-syntaasin läpi. Tämän avulla solu voi muuntaa ADP: n ATP: ksi.

Kantajaproteiinit

Kantajaproteiinit tai pumput ovat tärkeä osa aktiivista kuljetusta. Ne auttavat kuljettamaan materiaaleja soluun.

Kantajaproteiineja on kolme päätyyppiä: uniporters, symporters ja antiporters.

Uniporterit kantavat vain yhden tyyppisiä ioneja tai molekyylejä, mutta symporterit voivat kuljettaa kahta ionia tai molekyyliä samaan suuntaan. Porttiaukot voivat kuljettaa kahta ionia tai molekyyliä eri suuntiin.

On tärkeää huomata, että kantajaproteiinit esiintyvät aktiivisessa ja passiivisessa kuljetuksessa. Jotkut eivät tarvitse energiaa työskennellä. Aktiivisessa kuljetuksessa käytetyt kantajaproteiinit tarvitsevat kuitenkin energiaa toimiakseen. ATP antaa heille tehdä muodomuutoksia. Esimerkki antiporter-kantajaproteiinista on Na + -K + ATPaasi, joka voi siirtää kalium- ja natriumioneja solussa.

Endosytoosi ja eksosytoosi

endosytoosin ja eksosytoosilla ovat myös esimerkkejä aktiivisesta kuljetuksesta solussa. Ne mahdollistavat irtotavarakuljetuksen soluihin ja soluista ulos rakkuloiden kautta, jotta solut voivat siirtää suuria molekyylejä. Joskus solut tarvitsevat suuren proteiinin tai muun aineen, joka ei sovi plasmamembraanin tai kuljetuskanavien läpi.

Näille makromolekyyleille endosytoosi ja eksosytoosi ovat parhaat vaihtoehdot. Koska he käyttävät aktiivista kuljetusta, he molemmat tarvitsevat energiaa työskennellä. Nämä prosessit ovat tärkeitä ihmisille, koska heillä on roolia hermo- ja immuunijärjestelmän toiminnassa.

Endosytoosin yleiskatsaus

Endosytoosin aikana solu kuluttaa suuren molekyylin plasmakalvonsa ulkopuolella. Solu käyttää kalvoaan molekyylin ympäröimiseen ja syömiseen taittamalla sen päälle. Tämä luo vesikkelin, joka on sac, jota ympäröi kalvo, joka sisältää molekyylin. Sitten vesikkeli irtoaa plasmamembraanista ja siirtää molekyylin solun sisäpuolelle.

Sen lisäksi, että solu kuluttaa suuria molekyylejä, se voi syödä myös muita soluja tai niiden osia. Kaksi päätyyppiä endosytoosi ovat fagosytoosin ja pinosytoosiksi. Fagosytoosi on tapa, jolla solu syö suuren molekyylin. Pinosytoosi on tapa, jolla solu juo nesteitä, kuten solunulkoista nestettä.

Jotkut solut käyttävät jatkuvasti pinosytoosia poimiakseen pieniä ravintoaineita ympäristöstä. Solut voivat pitää ravintoaineet pienissä rakkuloissa, kun ne ovat sisällä.

Esimerkkejä fagosyyteistä

fagosyyttien ovat soluja, jotka käyttävät fagosytoosia asioiden kuluttamiseen. Joitakin esimerkkejä ihmisen kehon fagosyyteistä ovat valkosolut, kuten neutrofiilit ja monosyytit. Neutrofiilit torjuvat tunkeutuvia bakteereja fagosytoosin avulla ja auttavat estämään bakteereja vahingoittamasta sinua ympäröimällä bakteereja, kuluttamalla niitä ja tuhoamalla ne.

Monosyytit ovat suurempia kuin neutrofiilit. He käyttävät kuitenkin fagosytoosia myös bakteerien tai kuolleiden solujen kuluttamiseen.

Keuhkoissasi on myös fagosyyttejä makrofagit. Kun hengität pölyä, osa pölystä pääsee keuhkoihin ja menee alveoliksi kutsuttuihin ilmapussiin. Sitten makrofagit voivat hyökätä pölyyn ja ympäröidä sen. Ne pääasiassa nielevät pölyä pitääksesi keuhkosi terveinä. Vaikka ihmiskeholla on vahva puolustusjärjestelmä, se ei toisinaan toimi hyvin.

Esimerkiksi piidioksidin hiukkasia nielevät makrofagit voivat kuolla ja päästää myrkyllisiä aineita. Tämä voi aiheuttaa arpikudoksen muodostumista.

Amoebat ovat yksisoluisia ja luottavat fagosytoosiin syömiseen. He etsivät ravintoaineita ja ympäröivät niitä; sitten ne imevät ruuan ja muodostavat ruoka tyhjiön. Seuraavaksi ruoka tyhjiö liittyy lysosomiin ameroiden sisällä hajottamaan ravinteet. Lysosomissa on entsyymejä, jotka auttavat prosessia.

Reseptorivälitteinen endosytoosi

Reseptorivälitteinen endosytoosi sallii solujen kuluttaa tietyn tyyppisiä molekyylejä, joita he tarvitsevat. Reseptoreproteiinit auttamaan tätä prosessia sitoutumalla näihin molekyyleihin siten, että solu voi tehdä vesikkelin. Tämän avulla spesifiset molekyylit pääsevät soluun.

Yleensä reseptorivälitteinen endosytoosi toimii soluissa suosimalla ja sallii sen siepata tarvittavat tärkeät molekyylit. Virukset voivat kuitenkin hyödyntää prosessia päästäkseen soluun ja tartuttaa sen. Kun virus tarttuu soluun, sen on löydettävä tapa päästä soluun. Virukset suorittavat tämän sitoutumalla reseptoriproteiineihin ja pääsemällä rakkuloihin.

Eksosytoosin yleiskatsaus

Eksosytoosin aikana solun sisällä olevat vesikkelit liittyvät plasmamembraaniin ja vapauttavat niiden sisällön; sisältö valuu solun ulkopuolelle. Näin voi tapahtua, kun solu haluaa liikkua tai päästä eroon molekyylistä. Proteiini on yleinen molekyyli, jonka solut haluavat siirtää tällä tavalla. Pohjimmiltaan eksosytoosi on vastakohta endosytoosille.

Prosessi alkaa vesikkelin sulautumisesta plasmakalvoon. Seuraavaksi vesikkeli avautuu ja vapauttaa sisällä olevat molekyylit. Sen sisältö tulee solunulkoiseen tilaan, jotta muut solut voivat käyttää niitä tai tuhota ne.

Solut käyttävät eksosytoosia moniin prosesseihin, kuten proteiinien tai entsyymien erittämiseen. He voivat käyttää sitä myös vasta-aineisiin tai peptidihormoneihin. Jotkut solut jopa käyttävät eksosytoosia siirtääkseen välittäjäaineita ja plasmamembraaniproteiineja.

Esimerkkejä eksosytoosista

Eksosytoosia on kahta tyyppiä: kalsiumriippuvainen eksosytoosi ja kalsiumista riippumaton eksosytoosi. Kuten nimestä voidaan arvata, kalsium vaikuttaa kalsiumista riippuvaiseen eksosytoosiin. Kalsiumista riippumattomassa eksosytoosissa kalsium ei ole tärkeä.

Monet organismit käyttävät organelliä, jota kutsutaan Golgi-kompleksi tai Golgin laite luoda vesikkelit, jotka viedään soluista. Golgi-kompleksi voi modifioida ja prosessoida sekä proteiineja että lipidejä. Se pakata ne eritystä rakkuloihin, jotka poistuvat kompleksista.

Säännelty eksosytoosi

Sisään säännelty eksosytoosi, solu tarvitsee solunulkoiset signaalit siirtää materiaaleja pois. Tämä on yleensä varattu tietyille solutyypeille, kuten erityssoluille. Ne voivat tehdä välittäjäaineita tai muita molekyylejä, joita organismi tarvitsee tiettyinä aikoina tietyissä määrissä.

Organismi ei välttämättä tarvitse näitä aineita jatkuvasti, joten niiden eritystä on säänneltävä. Yleensä erittyvät vesikkelit eivät tartu pitkään plasmakalvoon. Ne toimittavat molekyylit ja poistavat itsensä.

Esimerkki tästä on erittyvä neuroni välittäjäaineiden. Prosessi alkaa kehon hermosoluilla, jolloin luodaan välittäjäaineilla täytetty vesikkeli. Sitten nämä vesikkelit kulkevat solun plasmamembraaniin ja odottavat.

Seuraavaksi he vastaanottavat signaalin, johon liittyy kalsiumioneja, ja vesikkelit menevät esisynaptiseen kalvoon. Toinen signaali kalsiumioneista käskee vesikkelit kiinnittymään kalvoon ja sulamaan sen kanssa. Tämä antaa välittäjäaineiden vapautua.

Aktiivinen kuljetus on tärkeä prosessi soluille. Sekä prokaryootit että eukaryootit voivat käyttää sitä molekyylien siirtämiseen soluistaan ​​ja niistä pois. Aktiivisessa kuljetuksessa on oltava ATP: n kaltaista energiaa toimiakseen, ja joskus se on ainoa tapa, jolla solu voi toimia.

Solut luottavat aktiiviseen kuljetukseen, koska diffuusio ei ehkä anna heille mitä he haluavat. Aktiivinen kuljetus voi siirtää molekyylejä niiden konsentraatiogradienteja vastaan, joten solut voivat vangita ravintoaineita, kuten sokeria tai proteiineja. Proteiinikantajilla on tärkeä rooli näiden prosessien aikana.