Klíčový rozdíl – aktivní doprava vs skupinová translokace
Molekuly procházejí dovnitř a ven z buněk přes buněčné membrány. Buněčná membrána je selektivně propustná membrána, která řídí pohyb molekul. Molekuly se přirozeně pohybují z vyšší koncentrace do nižší koncentrace podél koncentračního gradientu. Probíhá pasivně bez přísunu energie. Existují však také některé situace, kdy molekuly cestují přes membránu proti koncentračnímu gradientu, z nižší koncentrace do vyšší koncentrace. Tento proces vyžaduje vstup energie, který je známý jako aktivní transport. Skupinová translokace je další formou aktivního transportu, kdy jsou určité molekuly transportovány do buněk pomocí energie odvozené z fosforylace. Klíčový rozdíl mezi aktivním transportem a skupinovou translokací je v tom, že při aktivním transportu nejsou látky chemicky modifikovány během pohybu přes membránu, zatímco ve skupině jsou translokační látky chemicky modifikovány.
Co je aktivní doprava?
Aktivní transport je metoda transportu molekul přes semipermeabilní membránu proti koncentračnímu gradientu nebo elektrochemickému gradientu využitím energie uvolněné hydrolýzou ATP. Existuje mnoho situací, kdy buňky vyžadují určité látky, jako jsou ionty, glukóza, aminokyseliny atd. ve vyšších nebo správných koncentracích. V těchto případech aktivní transport přenáší látky z nižší koncentrace do vyšší koncentrace proti koncentračnímu gradientu s využitím energie a hromadí se uvnitř buněk. Proto je tento proces vždy spojen se spontánní exergonickou reakcí, jako je hydrolýza ATP, která poskytuje energii pro práci proti pozitivní Gibbsově energii transportního procesu.
Aktivní transport lze rozdělit do dvou forem: primární aktivní transport a sekundární aktivní transport. Primární aktivní transport je řízen pomocí chemické energie odvozené z ATP. Sekundární aktivní transport využívá potenciální energii odvozenou z elektrochemického gradientu.
Specifické transmembránové nosné proteiny a kanálové proteiny usnadňují aktivní transport. Aktivní transportní proces závisí na konformačních změnách nosných nebo pórových proteinů membrány. Například pumpa sodno-draslíkových iontů vykazuje opakované konformační změny, když jsou draselné ionty a sodíkové ionty transportovány do buňky a ven z buňky aktivním transportem.
V buněčných membránách je mnoho primárních a sekundárních aktivních transportérů. Mezi ně patří sodno-draslíková pumpa, kalciová pumpa, protonová pumpa, transportér ABC a symporátor glukózy.
Obrázek 01: Aktivní transport pomocí sodíkovo-draselné pumpy
Co je skupinová translokace?
Skupinová translokace je další formou aktivního transportu, při kterém látky podléhají kovalentní modifikaci během pohybu přes membránu. Fosforylace je hlavní modifikací, kterou procházejí transportované látky. Během fosforylace se fosfátová skupina přenáší z jedné molekuly na druhou. Fosfátové skupiny jsou spojeny vysokoenergetickými vazbami. Při přerušení fosfátové vazby se tedy uvolňuje relativně velké množství energie, která je využita pro aktivní transport. K molekulám, které vstupují do buňky, se přidávají fosfátové skupiny. Jakmile projdou buněčnou membránou, vrátí se do nemodifikované formy.
Phosfotransferázový systém PEP je dobrým příkladem skupinové translokace, kterou bakterie vykazují při vychytávání cukru. Tímto systémem jsou molekuly cukru, jako je glukóza, manóza a fruktóza, transportovány do buňky, zatímco jsou chemicky modifikovány. Molekuly cukru se při vstupu do buňky fosforylují. Energii a fosforylovou skupinu poskytuje PEP.
Obrázek 02: PEP fosfotransferázový systém
Jaký je rozdíl mezi aktivní přepravou a skupinovou translokací?
Aktivní doprava vs skupinová translokace |
|
| Aktivní transport je pohyb iontů nebo molekul přes semipermeabilní membránu z nižší koncentrace do vyšší koncentrace, což spotřebovává energii. | Skupinová translokace je aktivní transportní mechanismus, při kterém jsou molekuly chemicky modifikovány během pohybu přes membránu. |
| Chemická úprava | |
| Molekuly se běžně během přepravy neupravují. | Molekuly jsou fosforylovány a chemicky modifikovány během skupinové translokace. |
| Příklady | |
| Sodno-draslíkové iontové čerpadlo je dobrým příkladem pro aktivní transport. | PEP fosfotransferázový systém v bakteriích je dobrým příkladem skupinové translokace. |
Shrnutí – Aktivní doprava vs skupinová translokace
Buněčná membrána je selektivně propustná bariéra, která usnadňuje průchod iontů a molekul. Molekuly se pohybují od vysoké koncentrace k nízké koncentraci podél koncentračního gradientu. Když je požadováno, aby molekuly cestovaly z nižší koncentrace do vyšší koncentrace proti koncentračnímu gradientu, je nutné zajistit přísun energie. Pohyb iontů nebo molekul přes semipermeabilní membránu proti koncentračnímu gradientu pomocí proteinů a energie je známý jako aktivní transport. Skupinová translokace je druh aktivního transportu, který transportuje molekuly poté, co jsou chemicky modifikovány. Toto je rozdíl mezi aktivním transportem a skupinovou translokací.
