Primární vs. sekundární aktivní doprava
Aktivní transport je metoda, která transportuje mnoho látek přes biologické membrány proti jejich koncentračním gradientům. Za účelem tlačení molekul proti koncentračnímu gradientu je vynaložena volná energie. U eukaryotických buněk k tomu dochází na plazmatické membráně buňky a membránách specializovaných organel, jako jsou mitochondrie, chloroplast atd. Aktivní transport vyžaduje vysoce specifické nosné proteiny v plazmatické membráně a tyto proteiny mají schopnost přenášet látky proti koncentračnímu gradientu, proto označované jako „čerpadla“. Hlavní role aktivního transportu zahrnují prevenci buněčné lýzy, udržování nestejných koncentrací různých iontů na obou stranách buněčné membrány a udržování elektrochemické rovnováhy napříč buněčnou membránou. Aktivní transport může probíhat dvěma různými způsoby, a to primárním aktivním transportem a sekundárním aktivním transportem.
Co je primární aktivní doprava?
Při primárním aktivním transportu se kladně nabité ionty (H+, Ca2+, Na+ a K+) přesouvají přes membrány transportními proteiny. Primární aktivní transportní pumpy, jako je fotonová pumpa, kalciová pumpa a sodno-draselná pumpa, jsou velmi důležité pro udržení buněčného života. Například kalciová pumpa udržuje gradient Ca2+ přes membránu a tento gradient je důležitý pro regulaci buněčných aktivit, jako je sekrece, sestavení mikrotubulů a svalová kontrakce. Na+/K+ pumpa také udržuje membránový potenciál přes plazmatickou membránu.
Co je sekundární aktivní doprava?
Zdrojem energie sekundárních aktivních transportních čerpadel je koncentrační gradient iontu vytvořený čerpadly primární energie. Přenášející látky jsou proto vždy spojeny s přenosovými ionty, které jsou odpovědné za hnací sílu. Ve většině živočišných buněk je hnací silou sekundárního aktivního transportu koncentrační gradient Na+/K+. Sekundární aktivní transport probíhá dvěma mechanismy nazývanými antiport (výměnná difuze) a symport (kotransport). V antiportu se hnací ionty a transportní molekuly pohybují opačným směrem. Většina iontů je tímto mechanismem vyměněna. Tímto mechanismem je například iniciován spojený pohyb chloridových a hydrogenuhličitanových iontů přes membránu. Na druhou stranu se rozpuštěná látka a hnací ionty pohybují stejným směrem. Například cukry, jako je glukóza a aminokyseliny, jsou tímto mechanismem transportovány přes buněčnou membránu.
Jaký je rozdíl mezi primární a sekundární aktivní dopravou?
• V primárním aktivním transportu proteiny hydrolyzují ATP, aby poháněly transport přímo, zatímco v sekundárním aktivním transportu se hydrolýza ATP provádí nepřímo, aby poháněla transport.
• Na rozdíl od proteinů zapojených do primárního aktivního transportu, transportní proteiny zapojené do sekundárního aktivního transportu neštěpí molekuly ATP.
• Hnací síla pro sekundární aktivní pumpy je získávána z iontových pump pocházejících z primárních aktivních transportních pump.
• Ionty jako H+, Ca2+, Na+ a K+ jsou transportovány přes membránu primárními aktivními pumpami, zatímco glukóza, aminokyseliny a ionty jako hydrogenuhličitan a chlorid jsou transportovány sekundárním aktivním transportem.
• Na rozdíl od sekundárního aktivního transportu udržuje primární aktivní transport elektrochemický gradient přes plazmatickou membránu.
