- Aktif ulaşım nedir?
- Birincil aktif taşıma
- İkincil aktif taşıma
- Ortak taşıyıcılar
- Ekzositoz ve aktif taşıma arasındaki fark
- Referanslar
Aktif taşıma çözünmüş moleküllerin bu konsantrasyonu daha yüksek olduğu bir bölgeye çözünen maddelerin daha düşük bir konsantrasyonda olan bir bölgeden, hücre zarı boyunca hareket ettiği bir taşıma hücre türüdür.
Doğal olarak olan şey, moleküllerin daha konsantre oldukları taraftan daha az konsantre oldukları tarafa doğru hareket etmeleridir; Süreçte herhangi bir enerji uygulanmadan kendiliğinden meydana gelen şeydir. Bu durumda, moleküllerin konsantrasyon gradyanında aşağı hareket ettiği söylenir.
Aksine, aktif taşımada parçacıklar konsantrasyon gradyanına karşı hareket eder ve sonuç olarak hücreden enerji tüketir. Bu enerji normalde adenozin trifosfattan (ATP) gelir.
Çözünen moleküller bazen hücre içinde dışarıya göre daha yüksek bir konsantrasyona sahiptir, ancak vücut onlara ihtiyaç duyarsa, bu moleküller hücre zarında bulunan taşıyıcı proteinler tarafından içeri taşınır.
Aktif ulaşım nedir?
Aktif taşımanın nelerden oluştuğunu anlamak için, geçişin gerçekleştiği zarın her iki tarafında da neler olduğunu anlamak gerekir.
Bir madde, bir zarın zıt taraflarında farklı konsantrasyonlarda olduğunda, bir konsantrasyon gradyanı olduğu söylenir. Atomlar ve moleküller elektriksel olarak yüklenebildiği için, zarın her iki tarafındaki bölmeler arasında da elektriksel gradyanlar oluşabilir.
İyonik hareket, gözenek boyutu ve polarizasyonu nedeniyle katyonlara veya anyonlara seçicidir. İki anyon hücrenin içinden dışarıya geçerken dış kısım +5'ten + 3'e değişir. Kaynak: Wikimedia commons. Yazar: Methylisopropylisergamide.
Uzayda her net yük ayrımı olduğunda bir elektrik potansiyeli farkı vardır. Aslında, canlı hücreler genellikle zar potansiyeli denen şeye sahiptir; bu, zar boyunca elektriksel potansiyeldeki (voltaj), eşit olmayan bir yük dağılımının neden olduğu farktır.
Gradyanlar biyolojik zarlarda yaygındır, bu nedenle belirli molekülleri bu gradyanlara karşı hareket ettirmek için genellikle enerji harcaması gerekir.
Enerji, bu bileşikleri zara eklenen ve taşıyıcı olarak işlev gören proteinler boyunca hareket ettirmek için kullanılır.
Proteinler konsantrasyon gradyanına karşı moleküller eklerse, bu aktif bir nakildir. Bu moleküllerin taşınması enerji gerektirmiyorsa, taşınmanın pasif olduğu söylenir. Enerjinin nereden geldiğine bağlı olarak, aktif taşıma birincil veya ikincil olabilir.
Birincil aktif taşıma
Birincil aktif taşıma, molekülleri bir zardan gradyanına karşı hareket ettirmek için doğrudan bir kimyasal enerji kaynağı (örneğin ATP) kullanan bir taşımadır.
Biyolojideki bu birincil aktif taşıma mekanizmasını gösteren en önemli örneklerden biri, hayvan hücrelerinde bulunan ve bu hücreler için işlevi gerekli olan sodyum-potasyum pompasıdır.
Sodyum-potasyum pompası, sodyumu hücre dışına ve potasyumu hücreye taşıyan bir zar proteinidir. Bu nakliyeyi gerçekleştirmek için pompanın ATP'den enerji alması gerekir.
İkincil aktif taşıma
İkincil aktif taşıma, hücrede depolanan enerjiyi kullanandır, bu enerji ATP'den farklıdır ve bu nedenle iki taşıma türü arasındaki ayrımı ortaya çıkar.
İkincil aktif taşıma tarafından kullanılan enerji, birincil aktif taşıma tarafından üretilen gradyanlardan gelir ve diğer molekülleri konsantrasyon gradyanlarına karşı taşımak için kullanılabilir.
Örneğin, sodyum-potasyum pompasının çalışmasına bağlı olarak hücre dışı boşlukta sodyum iyonlarının konsantrasyonunun artırılmasıyla, bu iyonun membranın her iki tarafındaki konsantrasyonundaki farktan bir elektrokimyasal gradyan üretilir.
Bu koşullar altında, sodyum iyonları konsantrasyon gradyanları boyunca hareket etme eğiliminde olacak ve taşıyıcı proteinler yoluyla hücrenin içine geri dönecektir.
Ortak taşıyıcılar
Sodyumun elektrokimyasal gradyanından gelen bu enerji, diğer maddeleri gradyanlarına karşı taşımak için kullanılabilir. Olan, paylaşılan bir taşımadır ve ortak taşıyıcılar adı verilen taşıyıcı proteinler tarafından gerçekleştirilir (çünkü iki öğeyi aynı anda taşırlar).
Önemli bir ortak taşıyıcı örneği, sodyum katyonlarını kendi gradyanına taşıyan ve sırayla bu enerjiyi glikoz moleküllerine gradyanına karşı girmek için kullanan sodyum-glikoz değişim proteinidir. Bu, glikozun canlı hücrelere girdiği mekanizmadır.
Önceki örnekte, yardımcı taşıyıcı protein, iki elementi aynı yönde (hücrenin içinde) hareket ettirir. Her iki element de aynı yönde hareket ettiğinde, onları taşıyan proteine simporter denir.
Bununla birlikte, ortak taşıyıcılar bileşikleri zıt yönlerde de hareket ettirebilir; bu durumda, taşıyıcı proteine bir anti-taşıyıcı adı verilir, ancak bunlar aynı zamanda değiştiriciler veya karşı taşıyıcılar olarak da bilinirler.
Bir anti-taşıyıcı örneği, kalsiyumun hücrelerden uzaklaştırılmasında en önemli hücresel işlemlerden birini gerçekleştiren sodyum-kalsiyum değiştiricidir. Bu, kalsiyumun hücre dışına taşınması için sodyum elektrokimyasal gradyan enerjisini kullanır: giren her üç sodyum katyonu için bir kalsiyum katyonu bırakır.
Ekzositoz ve aktif taşıma arasındaki fark
Ekzositoz, hücresel taşınmanın bir başka önemli mekanizmasıdır. İşlevi, artık malzemeyi hücreden hücre dışı sıvıya atmaktır. Ekzositozda taşınmaya veziküller aracılık eder.
Ekzositoz ve aktif taşıma arasındaki temel fark, eksositozda taşınacak partikülün, içeriğini dışarıya salmak için hücre membranı ile kaynaşan bir membran (vezikül) ile çevrili bir yapıya sarılmasıdır.
Aktif taşımada, taşınacak ürünler her iki yönde, içe veya dışa doğru hareket ettirilebilir. Aksine, ekzositoz, içeriğini yalnızca dışarıya taşır.
Son olarak, aktif taşıma, eksositozda olduğu gibi membranöz yapıları değil, taşıma ortamı olarak proteinleri içerir.
Referanslar
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Hücrenin Moleküler Biyolojisi (6. baskı). Garland Bilimi.
- Campbell, N. ve Reece, J. (2005). Biyoloji (2. baskı) Pearson Education.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Moleküler Hücre Biyolojisi (8. baskı). WH Freeman ve Şirketi.
- Purves, W., Sadava, D., Orians, G. & Heller, H. (2004). Yaşam: biyoloji bilimi (7. baskı). Sinauer Associates ve WH Freeman.
- Solomon, E., Berg, L. ve Martin, D. (2004). Biyoloji (7. baskı) Cengage Learning.