Vad är aktiv transport?

Aktiv transport är pumpning av lösta ämnen över ett biologiskt membran, mot deras koncentration eller elektrokemisk gradient.Cellernas förmåga att upprätthålla små lösta ämnen inom cytoplasma vid koncentrationer högre än för den omgivande vätskan är en väsentlig faktor i cellöverlevnad.Många djurceller upprätthåller till exempel koncentrationer av natrium och kalium som är betydligt annorlunda än för omgivningen.Aktiv transport gör det möjligt för celler att inte bara upprätthålla livskraftiga lösta nivåer, utan också pumpa joner över en elektrokemisk gradient.Denna process skapar en spänning över membranet som kan utnyttjas för att driva cellulärt arbete.

För att förstå aktiv transport måste man först förstå Passiv transport .Enligt den andra lagen om termodynamik, utan ytterligare energiinmatning, kommer partiklar alltid att gå från ett ordningstillstånd till ett tillstånd av störning.När det gäller celltrafik innebär detta att små lösta ämnen naturligtvis kommer att röra sig från mer ordnade regioner med hög koncentration till de mindre ordnade regionerna med låg koncentration.Detta kallas diffusion ner en koncentrationsgradient .Passiv transport är den naturliga rörelsen av lösta ämnen över ett membran ner i koncentrationsgradienten.

Under aktiv transport måste cellen arbeta mot den naturliga diffusionen av lösta ämnen.För att göra detta är specialiserade transportproteiner inbäddade i det cellulära membranet.Drivs av adenosintrifosfat (ATP,) transportproteiner flyttar selektivt specifika lösta ämnen till eller ut ur cellen.Ett vanligt sätt ATP driver detta arbete är att donera sin terminala fosfatgrupp till transportproteinet, vilket utlöser en formförändring i proteinmolekylen.Den konformationella förändringen får proteinet att flytta lösta ämnen som har bundet till dess extracellulära yta till cellernas inre och frigör dem.

Ett exempel på denna typ av aktivt transportprotein är natriumpotassiumpumpen .De flesta djurceller har en högre koncentration av kalium och en lägre koncentration av natrium än vad som finns i den extracellulära miljön.Eftersom natriumjoner har en positiv laddning och kaliumjoner har en negativ laddning, representerar denna obalans inte bara en koncentrationsgradient, utan också en elektrokemisk gradient.Natriumpotassiumpumpar flyttar tre natriumjoner ut ur cellen för varje två kaliumjoner som de tar med i den, vilket resulterar i en netto negativ laddning på cellen som helhet.Skillnaden mellan laddningar på varje sida av det cellulära membranet skapar en spänning mdash;membranpotentialen mdash;Det gör att cellen kan fungera som ett batteri och kraftcellulärt arbete.

Som nämnts drivs mest aktiva transport av molekylen ATP.Ibland kan emellertid ett lösta ämnet röra sig in i en cell genom att dra nytta av spridningen av andra ämnen.När diffusiga ämnen rör sig in i cellen längs en lutning som tidigare har skapats genom aktiv transport, kan andra lösta ämnen binda till dem och korsa membranet samtidigt.Känd som Sekundär transport eller Co-transport , är detta formen av membrantrafik som ansvarar för att flytta sackaros till växtceller, samt att flytta kalcium och glukos till djurceller.