Kluczowa różnica – aktywny transport a translokacja grupowa
Cząsteczki wchodzą i wychodzą z komórek przez błony komórkowe. Błona komórkowa to selektywnie przepuszczalna błona, która kontroluje ruch cząsteczek. Cząsteczki naturalnie przechodzą od wyższego stężenia do niższego stężenia wzdłuż gradientu stężenia. Występuje pasywnie bez wkładu energii. Istnieją jednak również sytuacje, w których cząsteczki przemieszczają się przez błonę wbrew gradientowi stężeń, od niższego stężenia do wyższego stężenia. Proces ten wymaga wkładu energetycznego, który jest znany jako aktywny transport. Translokacja grupowa to kolejna forma aktywnego transportu, w której pewne cząsteczki są transportowane do komórek przy użyciu energii pochodzącej z fosforylacji. Kluczowa różnica między transportem aktywnym a translokacją grupową polega na tym, że w transporcie aktywnym substancje nie są modyfikowane chemicznie podczas ruchu przez błonę, podczas gdy w grupie substancje translokacyjne są modyfikowane chemicznie.
Co to jest aktywny transport?
Transport aktywny to metoda transportu cząsteczek przez błonę półprzepuszczalną wbrew gradientowi stężenia lub gradientowi elektrochemicznemu poprzez wykorzystanie energii uwolnionej z hydrolizy ATP. Istnieje wiele sytuacji, w których komórki wymagają pewnych substancji, takich jak jony, glukoza, aminokwasy itp. w wyższych lub odpowiednich stężeniach. W takich przypadkach transport aktywny przenosi substancje z niższego stężenia do wyższego stężenia wbrew gradientowi stężenia wykorzystując energię i gromadzi się wewnątrz komórek. Dlatego proces ten jest zawsze związany z spontaniczną reakcją egzoergiczną, taką jak hydroliza ATP, która dostarcza energii do pracy przeciwko dodatniej energii Gibbsa procesu transportu.
Transport aktywny można podzielić na dwie formy: podstawowy transport aktywny i wtórny transport aktywny. Pierwotny transport aktywny jest napędzany energią chemiczną pochodzącą z ATP. Wtórny transport aktywny wykorzystuje energię potencjalną pochodzącą z gradientu elektrochemicznego.
Swoiste transbłonowe białka nośnikowe i białka kanałowe ułatwiają aktywny transport. Proces transportu aktywnego zależy od zmian konformacyjnych białek nośnikowych lub porowych błony. Na przykład pompa jonów sodowo-potasowych wykazuje powtarzające się zmiany konformacyjne, gdy jony potasu i jony sodu są odpowiednio transportowane do iz komórki przez transport aktywny.
W błonach komórkowych znajduje się wiele pierwotnych i wtórnych aktywnych transporterów. Wśród nich można wymienić pompę sodowo-potasową, pompę wapniową, pompę protonową, transporter ABC i symporter glukozy.
Rysunek 01: Aktywny transport przez pompę sodowo-potasową
Co to jest przenoszenie grupowe?
Translokacja grupowa to kolejna forma aktywnego transportu, w której substancje podlegają kowalencyjnej modyfikacji podczas ruchu przez błonę. Fosforylacja jest główną modyfikacją, której podlegają transportowane substancje. Podczas fosforylacji grupa fosforanowa jest przenoszona z jednej cząsteczki na drugą. Grupy fosforanowe połączone są wiązaniami wysokoenergetycznymi. Stąd, gdy wiązanie fosforanowe pęka, stosunkowo duża ilość energii jest uwalniana i jest wykorzystywana do aktywnego transportu. Grupy fosforanowe są dodawane do cząsteczek wchodzących do komórki. Po przejściu przez błonę komórkową powracają do postaci niezmodyfikowanej.
System fosfotransferazy PEP jest dobrym przykładem translokacji grupowej wykazywanej przez bakterie w zakresie pobierania cukru. Dzięki temu systemowi cząsteczki cukru, takie jak glukoza, mannoza i fruktoza, są transportowane do komórki podczas chemicznej modyfikacji. Cząsteczki cukru ulegają fosforylacji po wejściu do komórki. Energia i grupa fosforylowa są dostarczane przez PEP.
Rysunek 02: System fosfotransferazy PEP
Jaka jest różnica między aktywnym transportem a translokacją grupową?
Aktywny transport a przenoszenie grupowe |
|
| Transport aktywny to ruch jonów lub cząsteczek przez półprzepuszczalną błonę z niższego stężenia do wyższego, zużywający energię. | Translokacja grupowa to aktywny mechanizm transportu, w którym cząsteczki są chemicznie modyfikowane podczas ruchu przez błonę. |
| Modyfikacja chemiczna | |
| Cząsteczki zwykle nie są modyfikowane podczas transportu. | Cząsteczki są fosforylowane i modyfikowane chemicznie podczas translokacji grupowej. |
| Przykłady | |
| Pompa jonów sodowo-potasowych jest dobrym przykładem aktywnego transportu. | System fosfotransferazy PEP w bakteriach jest dobrym przykładem translokacji grupowej. |
Podsumowanie – Aktywny transport a przenoszenie grupowe
Błona komórkowa stanowi selektywnie przepuszczalną barierę, która ułatwia przechodzenie jonów i cząsteczek. Cząsteczki przechodzą od wysokiego stężenia do niskiego stężenia wzdłuż gradientu stężenia. Gdy cząsteczki muszą przejść od niższego stężenia do wyższego stężenia wbrew gradientowi stężenia, konieczne jest zapewnienie wkładu energii. Ruch jonów lub cząsteczek przez półprzepuszczalną błonę wbrew gradientowi stężeń za pomocą białek i energii jest znany jako transport aktywny. Translokacja grupowa to rodzaj aktywnego transportu, który transportuje cząsteczki po modyfikacji chemicznej. To jest różnica między aktywnym transportem a translokacją grupową.
