تفاوت کلیدی – حمل و نقل فعال در مقابل جابجایی گروهی
مولکول ها از طریق غشای سلولی به داخل و خارج سلول ها می روند. غشای سلولی یک غشای انتخابی نفوذپذیر است که حرکت مولکول ها را کنترل می کند. مولکول ها به طور طبیعی از غلظت بالاتر به غلظت کمتر در امتداد گرادیان غلظت حرکت می کنند. به صورت غیر فعال و بدون ورودی انرژی رخ می دهد. با این حال، موقعیت‌هایی نیز وجود دارد که مولکول‌ها بر خلاف گرادیان غلظت، از غلظت کمتر به غلظت بالاتر، در سراسر غشاء حرکت می‌کنند. این فرآیند به یک ورودی انرژی نیاز دارد که به عنوان حمل و نقل فعال شناخته می شود.جابجایی گروهی شکل دیگری از انتقال فعال است که در آن مولکول های خاصی با استفاده از انرژی حاصل از فسفوریلاسیون به سلول ها منتقل می شوند. تفاوت اصلی بین انتقال فعال و جابجایی گروهی در این است که در حمل و نقل فعال، مواد در طول حرکت در سراسر غشاء از نظر شیمیایی تغییر نمی‌یابند در حالی که در گروه، مواد جابجایی از نظر شیمیایی اصلاح می‌شوند.
انتقال فعال چیست؟
انتقال فعال روشی برای انتقال مولکول ها در سراسر غشای نیمه تراوا در برابر گرادیان غلظت یا گرادیان الکتروشیمیایی با استفاده از انرژی آزاد شده از هیدرولیز ATP است. موقعیت های زیادی وجود دارد که سلول ها به مواد خاصی مانند یون ها، گلوکز، اسیدهای آمینه و غیره در غلظت های بالاتر یا مناسب نیاز دارند. در این مواقع، انتقال فعال مواد را از غلظت کمتر به غلظت بالاتر در برابر گرادیان غلظت با استفاده از انرژی حمل می کند و در داخل سلول ها تجمع می یابد.بنابراین، این فرآیند همیشه با یک واکنش اگزرگونیک خود به خودی مانند هیدرولیز ATP همراه است که انرژی را برای کار در برابر انرژی مثبت گیبس فرآیند حمل و نقل فراهم می کند.
حمل و نقل فعال را می توان به دو شکل تقسیم کرد: حمل و نقل فعال اولیه و حمل و نقل فعال ثانویه. حمل و نقل فعال اولیه با استفاده از انرژی شیمیایی مشتق شده از ATP هدایت می شود. حمل و نقل فعال ثانویه از انرژی پتانسیل حاصل از گرادیان الکتروشیمیایی استفاده می کند.
پروتئین های حامل گذرنده خاص و پروتئین های کانال انتقال فعال را تسهیل می کنند. فرآیند انتقال فعال به تغییرات ساختاری پروتئین های حامل یا منافذ غشاء بستگی دارد. به عنوان مثال، پمپ یون پتاسیم سدیم تغییرات ساختاری مکرری را هنگامی که یون‌های پتاسیم و یون‌های سدیم به ترتیب به داخل و خارج سلول با انتقال فعال منتقل می‌شوند، نشان می‌دهد.
تعداد زیادی ناقل فعال اولیه و ثانویه در غشای سلولی وجود دارد. در میان آنها، پمپ سدیم-پتاسیم، پمپ کلسیم، پمپ پروتون، انتقال دهنده ABC و سمپورتر گلوکز چند نمونه هستند.
شکل 01: انتقال فعال از طریق پمپ سدیم-پتاسیم
انتقال گروهی چیست؟
جابجایی گروهی شکل دیگری از انتقال فعال است که در آن مواد در طی حرکت در سراسر غشاء در معرض تغییرات کووالانسی قرار می گیرند. فسفوریلاسیون اصلی ترین تغییری است که توسط مواد منتقل شده انجام می شود. در طول فسفوریلاسیون، یک گروه فسفات از یک مولکول به مولکول دیگر منتقل می شود. گروه های فسفات توسط پیوندهای انرژی بالا به هم می پیوندند. از این رو، هنگامی که یک پیوند فسفات شکسته می شود، مقدار نسبتاً زیادی انرژی آزاد می شود و برای انتقال فعال استفاده می شود. گروه های فسفات به مولکول هایی که وارد سلول می شوند اضافه می شوند. هنگامی که آنها از غشای سلولی عبور می کنند، به شکل اصلاح نشده برمی گردند.
سیستم فسفوترانسفراز PEP مثال خوبی برای جابجایی گروهی است که توسط باکتری ها برای جذب قند نشان داده شده است. توسط این سیستم، مولکول های قند مانند گلوکز، مانوز و فروکتوز در حالی که از نظر شیمیایی اصلاح می شوند به داخل سلول منتقل می شوند. مولکول های قند هنگام ورود به سلول فسفریله می شوند. انرژی و گروه فسفوریل توسط PEP تامین می شود.
شکل 02: سیستم PEP فسفوترانسفراز
تفاوت بین حمل و نقل فعال و انتقال گروهی چیست؟
حمل و نقل فعال در مقابل جابجایی گروهی |
|
| انتقال فعال عبارت است از حرکت یون ها یا مولکول ها از طریق یک غشای نیمه تراوا از غلظت کمتر به غلظت بالاتر و انرژی مصرف می کند. | جابجایی گروهی یک مکانیسم انتقال فعال است که در آن مولکول‌ها در طول حرکت در سراسر غشاء از نظر شیمیایی تغییر می‌کنند. |
| اصلاح شیمیایی | |
| مولکول ها معمولاً در طول حمل و نقل تغییر نمی کنند. | مولکول ها در طول جابجایی گروهی فسفریله شده و از نظر شیمیایی اصلاح می شوند. |
| نمونه‌ها | |
| پمپ یون سدیم-پتاسیم نمونه خوبی برای حمل و نقل فعال است. | سیستم PEP فسفوترانسفراز در باکتری ها مثال خوبی برای جابجایی گروهی است. |
خلاصه - حمل و نقل فعال در مقابل جابجایی گروهی
غشاء سلولی یک مانع نفوذپذیر انتخابی است که عبور یون ها و مولکول ها را تسهیل می کند.مولکول ها از غلظت بالا به غلظت کم در امتداد گرادیان غلظت حرکت می کنند. زمانی که مولکول‌ها باید از غلظت پایین‌تر به غلظت بالاتر در برابر گرادیان غلظت حرکت کنند، لازم است یک انرژی ورودی ارائه شود. حرکت یون ها یا مولکول ها در یک غشای نیمه تراوا در برابر گرادیان غلظت با کمک پروتئین ها و انرژی به عنوان انتقال فعال شناخته می شود. جابجایی گروهی نوعی انتقال فعال است که مولکول ها را پس از اصلاح شیمیایی حمل می کند. این تفاوت بین حمل و نقل فعال و جابجایی گروهی است.
