Trasporto attivo

Spieghiamo cosa è il trasporto attivo primario e secondario, come si muovono le molecole e diamo esempi

Cos'è il trasporto attivo?

Lui Trasporto attivo È il movimento di sostanze da un lato delle membrane cellulari contro il loro gradiente di concentrazione, cioè da dove sono meno concentrati dove sono più concentrati. Dal momento che non accade spontaneamente, è un processo che di solito richiede energia.

Tutte le cellule esistenti in natura sono delimitate da una membrana lipidica che si comporta come una barriera semipermeabile, cioè, che consente il passaggio di alcune sostanze e impedisce il passaggio degli altri dall'interno e viceversa.

Un gran numero di molecole si muove per trasporto passivo da un lato delle cellule, ma una parte importante dei meccanismi cellulari e, quindi, della vita di per sé Dipendono dal trasporto attivo di ioni e molecole come glucosio, sodio, potassio, calcio, tra molti altri.

Poiché il trasporto attivo non è un processo energeticamente favorevole (è "in salita), di solito è attaccato, direttamente o indirettamente, a un altro processo che è come una reazione di ossidazione, idrolisi ATP, al flusso di specie chimiche a favore del gradiente, all'assorbimento della luce solare, ecc.

In che modo le molecole si muovono nel trasporto attivo?

Il movimento di molecole o sostanze da un lato delle membrane cellulari può verificarsi in due modi:

• PAssativamente: Quando le molecole attraversano le membrane spontaneamente per semplice diffusione, o facilitato dai pori e dai canali proteici-. In questo caso, viene richiesto l'equilibrio chimico tra i compartimenti, cioè seguendo il suo gradiente elettrochimico o di concentrazione (da un luogo di maggiore concentrazione a una concentrazione inferiore).
• ACitatale: Quando le molecole vengono trasportate da un lato delle membrane cellulari contro la loro concentrazione o gradiente di carico. Ciò si traduce nel suo accumulo ineguale o nello spostamento dell'equilibrio chimico tra i compartimenti; Ha bisogno di energia (è termodinamicamente sfavorevole, cioè endegonico) e la partecipazione di speciali trasportatori di proteine.

Trasporto attivo primario

Il trasporto attivo primario è quello in cui il trasporto di una molecola contro la sua sostanza chimica (risultante nel suo accumulo su un lato della membrana) è direttamente accoppiato a una reazione chimica esergica, cioè a una reazione in cui viene rilasciata energia.

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Gli esempi più comuni di trasporto attivo primario sono rappresentati principalmente da coloro che usano l'energia rilasciata durante l'idrolisi del trifosfato di adenosina (ATP), una molecola considerata la più importante valuta dell'energia cellulare.

La bomba di sodio-potassio è un esempio di trasporto attivo

Le cellule animali, ad esempio, si muovono attivamente o trasportano (contro il loro gradiente) sodio (Na+) e potassio (K+), usando una struttura proteica di trasportatore molto speciale nota come Bomba di sodio-potasio. Ciò è responsabile dell'esposizione di ioni di sodio e dell'introduzione di ioni di potassio all'interno delle cellule, mentre idrolizza l'ATP.

È importante tenere presente che molte delle proteine ​​che partecipano a questo tipo di trasporto sono chiamate "bombe".

Come funziona il trasportatore Na+/K+?

Le concentrazioni di sodio e potassio sono diverse nelle cellule animali: il potassio è in maggiore concentrazione a livello intracellulare, rispetto all'ambiente esterno e il sodio è meno concentrato all'interno della cellula che all'esterno. Il suo trasporto attivo grazie alla bomba di sodio/potassio è il seguente:

1. La pompa viene "aperta" nello spazio citosolico e unisce 3 ioni di sodio (Na+), che innesca l'idrolisi di una molecola ATP (la pompa è fosforilata).
2. Con l'idrolisi ATP, la pompa cambia la sua forma strutturale ed è orientata come "aperta" allo spazio extracellulare, dove gli ioni di sodio lasciano andare un fenomeno di affinità diminuisce.
3. In questa posizione, ora la pompa è in grado di unire 2 ioni di potassio (K+), risultando nella parasforilazione della pompa e al suo cambiamento nella forma iniziale, aperta verso il citosol. Questa apertura rilascia ioni di potassio all'interno della cellula ed è pronta per un altro ciclo di trasporto.

Il trasporto attivo generalmente primario raggiunge la creazione di importanti gradienti elettrochimici da molteplici punti di vista per l'attività cellulare.

Trasporto attivo secondario

Il trasporto attivo secondario è il trasporto di una molecola o soluto rispetto al suo gradiente elettrico o di concentrazione (processo endergonico, che richiede energia) che è attaccato al trasporto di un'altra molecola a favore del suo gradiente (processo esergonico, che rilascia energia).

La particolarità di questo tipo di trasporto attivo ha a che fare con il gradiente della molecola che apparentemente si muove per trasporto passivo è stata precedentemente stabilita da un processo di trasporto attivo primario, ovvero ha anche usato energia.

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Come funziona?

Trasporto attivo primario di ioni positivi o caricati negativamente riesce a stabilire un gradiente elettrochimico all'interno dell'interno delle cellule; Questo tipo di trasporto è generalmente considerato un meccanismo di "accumulo di energia".

Il motivo della dichiarazione precedente è dovuto al fatto che quando gli stessi ioni che venivano trasportati sono mobilitati dal trasporto passivo, o ciò che è lo stesso, a favore del suo gradiente di concentrazione, l'energia viene rilasciata, poiché si tratta di un processo esergonico.

Il trasporto attivo secondario viene chiamato in questo modo perché utilizza l'energia "immagazzinata" sotto forma di un gradiente di concentrazione ionica (che è stato stabilito dal trasporto attivo primario), per spostare altre molecole contro il suo gradiente di concentrazione allo stesso tempo che si verifica il passivo Trasporto di quelli che sono stati introdotti per la prima volta dal trasporto primario.

Di solito le proteine ​​che partecipano a questo tipo di trasporto attivo sono Cotransportatori che usano l'energia contenuta nei gradienti elettrochimici. Questa raccolta può spostare le molecole nella stessa direzione (SimPartadores) o in direzioni opposte (anti -trasporto).

Un buon esempio del "Simport" attivo secondario "cotransport" è quello realizzato dal cotrasporter di sodio/glucosio nella membrana cellulare delle cellule presenti nella mucosa intestinale degli animali.

Il trasportatore Na+/glucosio (fonte: Alejandro Porto, via Wikimedia Commons)

Questo trasportatore muove gli ioni di sodio a favore del suo gradiente di concentrazione nella cellula, trasportando molecole di glucosio nell'interno cellulare, contro il suo gradiente di concentrazione.

Esempi di trasporto attivo

Il trasporto attivo è un processo di fondamentale importanza per la vita cellulare, così tanti esempi possono essere citati tra questi:

• Pompe (trasporto attivo primario) responsabili del trasporto ionico attivo, piccole molecole idrofili, lipidi, ecc.
• Trasportatori (cotrasportatori, trasporto attivo secondario) che sono responsabili del movimento di molecole come glucosio, aminoacidi, alcuni ioni e altri zuccheri, tra gli altri.

Pompe spostate da ATP per il trasporto attivo primario

Il trasporto attivo, in generale, è un meccanismo di trasporto estremamente importante per tutte le cellule, sia procarioti (batteri e archi) ed eucarioti (animali, piante e funghi).

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Il trasporto attivo primario è generalmente mediato da un tipo di complesso proteico o proteico.

Queste proteine ​​sono essenzialmente responsabili del movimento degli ioni contro il loro gradiente di concentrazione, usando l'energia rilasciata dall'idrolisi ATP.

Tutte queste bombe di solito hanno siti diversi per l'Unione ATP, di solito sul lato della membrana dove si trovano ad affrontare il citosol e secondo questi siti sindacali e l'identità delle subunità che li rappresentano, ci sono diversi tipi di Pompe Trasportatori:

• Le pompe della classe "P", tra cui i protoni della membrana plasmatica di batteri, piante e funghi; Pompe Na+/K+e Ca+2 della membrana plasmatica di tutte le cellule eucariotiche, ecc.
• Le pompe di classe "V", come quelle della membrana vuota di piante, funghi e lieviti; I lisosomi pompe di cellule animali e pompe nella membrana plasmatica di alcuni ossei e cellule renali.
• Le pompe di classe "F", tra cui quelle della membrana plasmatica batterica, la membrana mitocondriale interna e la membrana tilacoidale dei cloroplasti nelle cellule vegetali.
• Le pompe di superfamiglia di trasporto "ABC", tra cui trasportatori di aminoacidi, zuccheri, peptidi, fosfolipidi, farmaci lipofili e altre molecole in alcune cellule animali e batteriche.

Riferimenti

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