Βασική διαφορά – Ενεργή μεταφορά έναντι ομαδικής μετακίνησης
Τα μόρια περνούν μέσα και έξω από τα κύτταρα μέσω των κυτταρικών μεμβρανών. Η κυτταρική μεμβράνη είναι μια επιλεκτικά διαπερατή μεμβράνη που ελέγχει την κίνηση των μορίων. Τα μόρια κινούνται φυσικά από υψηλότερη συγκέντρωση σε χαμηλότερη συγκέντρωση κατά μήκος της βαθμίδας συγκέντρωσης. Εμφανίζεται παθητικά χωρίς εισροή ενέργειας. Ωστόσο, υπάρχουν επίσης ορισμένες περιπτώσεις όπου τα μόρια ταξιδεύουν κατά μήκος της μεμβράνης ενάντια στη βαθμίδα συγκέντρωσης, από χαμηλότερη συγκέντρωση σε υψηλότερη συγκέντρωση. Αυτή η διαδικασία απαιτεί μια εισροή ενέργειας, η οποία είναι γνωστή ως ενεργή μεταφορά. Η ομαδική μετατόπιση είναι μια άλλη μορφή ενεργού μεταφοράς όπου ορισμένα μόρια μεταφέρονται στα κύτταρα χρησιμοποιώντας ενέργεια που προέρχεται από φωσφορυλίωση. Η βασική διαφορά μεταξύ της ενεργού μεταφοράς και της ομαδικής μετατόπισης είναι ότι στην ενεργό μεταφορά, οι ουσίες δεν τροποποιούνται χημικά κατά τη μετακίνηση κατά μήκος της μεμβράνης, ενώ, στην ομάδα, οι ουσίες μετατόπισης τροποποιούνται χημικά.
Τι είναι η Active Transport;
Η ενεργή μεταφορά είναι μια μέθοδος μεταφοράς μορίων μέσω της ημιπερατής μεμβράνης έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης ή της ηλεκτροχημικής βαθμίδας, χρησιμοποιώντας την ενέργεια που απελευθερώνεται από την υδρόλυση ATP. Υπάρχουν πολλές καταστάσεις όπου τα κύτταρα απαιτούν ορισμένες ουσίες όπως ιόντα, γλυκόζη, αμινοξέα κ.λπ. σε υψηλότερες ή σωστές συγκεντρώσεις. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η ενεργή μεταφορά μεταφέρει ουσίες από χαμηλότερη συγκέντρωση σε υψηλότερη συγκέντρωση έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης χρησιμοποιώντας ενέργεια και συσσωρεύεται μέσα στα κύτταρα. Επομένως, αυτή η διαδικασία συνδέεται πάντα με μια αυθόρμητη εξεργολογική αντίδραση όπως η υδρόλυση ATP, η οποία παρέχει ενέργεια για να λειτουργήσει ενάντια στη θετική ενέργεια Gibbs της διαδικασίας μεταφοράς.
Η ενεργή μεταφορά μπορεί να χωριστεί σε δύο μορφές: κύρια ενεργή μεταφορά και δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά. Η πρωτογενής ενεργή μεταφορά γίνεται με χρήση της χημικής ενέργειας που προέρχεται από το ATP. Η δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά χρησιμοποιεί δυναμική ενέργεια που προέρχεται από την ηλεκτροχημική κλίση.
Ειδικές διαμεμβρανικές πρωτεΐνες φορέα και πρωτεΐνες καναλιού διευκολύνουν την ενεργό μεταφορά. Η ενεργός διαδικασία μεταφοράς εξαρτάται από τις διαμορφωτικές αλλαγές των πρωτεϊνών φορέα ή πόρων της μεμβράνης. Για παράδειγμα, η αντλία ιόντων καλίου νατρίου εμφανίζει επαναλαμβανόμενες αλλαγές διαμόρφωσης όταν τα ιόντα καλίου και τα ιόντα νατρίου μεταφέρονται εντός και εκτός του κυττάρου αντίστοιχα με ενεργή μεταφορά.
Υπάρχουν πολλοί πρωτογενείς και δευτερογενείς ενεργοί μεταφορείς στις κυτταρικές μεμβράνες. Μερικά παραδείγματα είναι η αντλία νατρίου-καλίου, η αντλία ασβεστίου, η αντλία πρωτονίων, ο μεταφορέας ABC και ο συμβολιστής γλυκόζης.
Εικόνα 01: Ενεργή μεταφορά μέσω αντλίας νατρίου-καλίου
Τι είναι η ομαδική μετακίνηση;
Η ομαδική μετατόπιση είναι μια άλλη μορφή ενεργού μεταφοράς στην οποία οι ουσίες υπόκεινται σε ομοιοπολική τροποποίηση κατά τη διάρκεια της μετακίνησης κατά μήκος της μεμβράνης. Η φωσφορυλίωση είναι η κύρια τροποποίηση που υφίστανται οι μεταφερόμενες ουσίες. Κατά τη διάρκεια της φωσφορυλίωσης, μια φωσφορική ομάδα μεταφέρεται από το ένα μόριο στο άλλο. Οι φωσφορικές ομάδες ενώνονται με δεσμούς υψηλής ενέργειας. Ως εκ τούτου, όταν ένας φωσφορικός δεσμός σπάει, μια σχετικά μεγάλη ποσότητα ενέργειας απελευθερώνεται και χρησιμοποιείται για την ενεργό μεταφορά. Φωσφορικές ομάδες προστίθενται στα μόρια που εισέρχονται στο κύτταρο. Μόλις διασχίσουν την κυτταρική μεμβράνη, επιστρέφουν στη μη τροποποιημένη μορφή.
Το σύστημα φωσφοτρανσφεράσης PEP είναι ένα καλό παράδειγμα για ομαδική μετατόπιση που φαίνεται από βακτήρια για την πρόσληψη σακχάρου. Με αυτό το σύστημα, μόρια σακχάρου όπως η γλυκόζη, η μαννόζη και η φρουκτόζη μεταφέρονται στο κύτταρο ενώ τροποποιούνται χημικά. Τα μόρια ζάχαρης φωσφορυλιώνονται όταν εισέρχονται στο κύτταρο. Η ενέργεια και η φωσφορυλική ομάδα παρέχονται από το PEP.
Εικόνα 02: Σύστημα PEP φωσφοτρανσφεράσης
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Active Transport και Group Translocation;
Ενεργή μεταφορά έναντι ομαδικής μετακίνησης |
|
| Ενεργή μεταφορά είναι η κίνηση ιόντων ή μορίων μέσω μιας ημιπερατής μεμβράνης από χαμηλότερη συγκέντρωση σε υψηλότερη συγκέντρωση, καταναλώνοντας ενέργεια. | Η ομαδική μετατόπιση είναι ένας ενεργός μηχανισμός μεταφοράς στον οποίο τα μόρια τροποποιούνται χημικά κατά τη διάρκεια της κίνησης κατά μήκος της μεμβράνης. |
| Χημική Τροποποίηση | |
| Τα μόρια δεν τροποποιούνται συνήθως κατά τη μεταφορά. | Τα μόρια φωσφορυλιώνονται και τροποποιούνται χημικά κατά τη μετατόπιση της ομάδας. |
| Παραδείγματα | |
| Η αντλία ιόντων νατρίου-καλίου είναι ένα καλό παράδειγμα για ενεργή μεταφορά. | Το σύστημα φωσφοτρανσφεράσης PEP στα βακτήρια είναι ένα καλό παράδειγμα για ομαδική μετατόπιση. |
Σύνοψη – Ενεργή μεταφορά έναντι ομαδικής μετακίνησης
Η κυτταρική μεμβράνη είναι ένας επιλεκτικά διαπερατός φραγμός, που διευκολύνει τη διέλευση ιόντων και μορίων. Τα μόρια μετακινούνται από υψηλή συγκέντρωση σε χαμηλή συγκέντρωση κατά μήκος της βαθμίδας συγκέντρωσης. Όταν τα μόρια απαιτείται να ταξιδέψουν από χαμηλότερη συγκέντρωση σε υψηλότερη συγκέντρωση έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης, είναι απαραίτητο να παρέχεται εισροή ενέργειας. Η κίνηση ιόντων ή μορίων σε μια ημιπερατή μεμβράνη ενάντια στη βαθμίδα συγκέντρωσης με τη βοήθεια πρωτεϊνών και ενέργειας είναι γνωστή ως ενεργή μεταφορά. Η ομαδική μετατόπιση είναι ένα είδος ενεργού μεταφοράς που μεταφέρει μόρια αφού τροποποιηθούν χημικά. Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ ενεργής μεταφοράς και ομαδικής μετατόπισης.
