حمل و نقل فعال اولیه در مقابل ثانویه
انتقال فعال روشی است که بسیاری از مواد را در غشاهای بیولوژیکی بر خلاف شیب غلظت آنها منتقل می کند. به منظور فشار دادن مولکول ها در برابر شیب غلظت انرژی آزاد صرف می شود. در سلول‌های یوکاریوتی، این امر در غشای پلاسمایی سلول و غشای اندامک‌های تخصصی مانند میتوکندری، کلروپلاست و غیره رخ می‌دهد. از این رو به عنوان "پمپ" نامیده می شود. نقش‌های اصلی انتقال فعال شامل جلوگیری از لیز سلولی، حفظ غلظت‌های نابرابر یون‌های مختلف در دو طرف غشای سلولی و حفظ تعادل الکتروشیمیایی در سراسر غشای سلولی است.حمل و نقل فعال می تواند به دو روش مختلف رخ دهد، یعنی حمل و نقل فعال اولیه و حمل و نقل فعال ثانویه.
حمل و نقل فعال اولیه چیست؟
در حمل و نقل فعال اولیه، یون های باردار مثبت (H+، Ca2+، Na+ و K+) توسط پروتئین های حمل و نقل در غشاها جابجا می شوند. پمپ های انتقال فعال اولیه مانند پمپ فوتون، پمپ کلسیم و پمپ سدیم-پتاسیم برای حفظ عمر سلولی بسیار مهم هستند. به عنوان مثال، پمپ کلسیم گرادیان Ca2+ را در سراسر غشاء حفظ می کند و این گرادیان برای تنظیم فعالیت های سلولی مانند ترشح، تجمع میکروتوبول ها و انقباض عضلانی مهم است. همچنین، پمپ Na+/K+ پتانسیل غشایی را در سراسر غشای پلاسمایی حفظ می‌کند.
حمل و نقل فعال ثانویه چیست؟
منبع انرژی پمپ های انتقال فعال ثانویه، گرادیان غلظت یک یون است که توسط پمپ های انرژی اولیه ایجاد می شود. بنابراین، مواد انتقال دهنده همیشه با یون های انتقالی که مسئول نیروی محرکه هستند جفت می شوند.در اکثر سلول های حیوانی، نیروی محرکه برای انتقال فعال ثانویه، گرادیان غلظت Na+/K+ است. حمل و نقل فعال ثانویه توسط دو مکانیسم به نام های آنتی پورت (انتشار تبادل) و سمپورت (هم حمل و نقل) رخ می دهد. در آنتی پورت، یون های محرک و مولکول های انتقال دهنده در جهت مخالف حرکت می کنند. بیشتر یون ها با این مکانیسم مبادله می شوند. به عنوان مثال، حرکت جفت یون های کلرید و بی کربنات در سراسر غشاء توسط این مکانیسم آغاز می شود. در سیمپورت، املاح و یون های محرک به سمت یک جهت حرکت می کنند. به عنوان مثال، قندهایی مانند گلوکز و اسیدهای آمینه با این مکانیسم از غشای سلولی منتقل می شوند.
تفاوت بین حمل و نقل فعال اولیه و ثانویه چیست؟
• در حمل و نقل فعال اولیه، پروتئین ها ATP را هیدرولیز می کنند تا انتقال مستقیم را تامین کند، در حالی که در انتقال فعال ثانویه، هیدرولیز ATP به طور غیرمستقیم برای تامین انرژی انتقال انجام می شود.
• برخلاف پروتئین های دخیل در حمل و نقل فعال اولیه، پروتئین های انتقالی که در انتقال فعال ثانویه نقش دارند، مولکول های ATP را نمی شکنند.
• نیروی محرکه برای پمپ های فعال ثانویه از پمپ های یونی حاصل از پمپ های انتقال فعال اولیه به دست می آید.
• یون هایی مانند H+، Ca2+، Na+ و K+ توسط پمپ های فعال اولیه از طریق غشاء منتقل می شوند، در حالی که گلوکز، اسیدهای آمینه، و یون هایی مانند بی کربنات و کلرید توسط انتقال فعال ثانویه منتقل می شوند.
• برخلاف انتقال فعال ثانویه، انتقال فعال اولیه گرادیان الکتروشیمیایی را در سراسر غشای پلاسمایی حفظ می کند.
