Kulcskülönbség – Aktív szállítás vs csoportos transzlokáció
A molekulák a sejtmembránokon keresztül jutnak be és ki a sejtekből. A sejtmembrán egy szelektíven áteresztő membrán, amely szabályozza a molekulák mozgását. A molekulák természetesen magasabb koncentrációról alacsonyabb koncentrációra mozognak a koncentrációgradiens mentén. Passzívan, energiabevitel nélkül történik. Vannak azonban olyan helyzetek is, amikor a molekulák a koncentrációgradiens ellenében haladnak át a membránon, alacsonyabb koncentrációról magasabb koncentrációra. Ez a folyamat energiabevitelt igényel, amelyet aktív transzportnak neveznek. A csoportos transzlokáció az aktív transzport egy másik formája, ahol bizonyos molekulákat a sejtekbe szállítanak a foszforilációból származó energia felhasználásával. A fő különbség az aktív transzport és a csoportos transzlokáció között az, hogy az aktív transzportban az anyagok kémiailag nem módosulnak a membránon való áthaladás során, míg csoportban a transzlokációs anyagok kémiailag módosulnak.
Mi az az aktív közlekedés?
Az aktív transzport a molekulák féligáteresztő membránon történő szállításának módszere a koncentráció-gradiens vagy elektrokémiai gradiens ellenében, az ATP hidrolíziséből felszabaduló energia felhasználásával. Számos olyan helyzet létezik, amikor a sejtek bizonyos anyagokat, például ionokat, glükózt, aminosavakat stb. igényelnek magasabb vagy megfelelő koncentrációban. Ilyenkor az aktív transzport a koncentráció gradienssel szemben energiát hasznosító alacsonyabb koncentrációból magasabb koncentrációba viszi az anyagokat, és felhalmozódik a sejtek belsejében. Ezért ez a folyamat mindig egy spontán exergonikus reakcióhoz, például ATP hidrolízishez kapcsolódik, amely energiát biztosít a szállítási folyamat pozitív Gibbs-energiájával szemben.
Az aktív szállítás két formára osztható: elsődleges aktív szállításra és másodlagos aktív szállításra. Az elsődleges aktív transzportot az ATP-ből származó kémiai energia hajtja. A másodlagos aktív transzport az elektrokémiai gradiensből származó potenciális energiát használja.
Speciális transzmembrán hordozófehérjék és csatornafehérjék elősegítik az aktív transzportot. Az aktív transzport folyamat a membrán hordozójának vagy pórusfehérjéinek konformációs változásaitól függ. Például a nátrium-kálium-ion pumpa ismétlődő konformációs változásokat mutat, amikor a kálium- és nátrium-ionokat aktív transzporttal szállítják a sejtbe, illetve kifelé.
A sejtmembránokban sok elsődleges és másodlagos aktív transzporter található. Ezek közül néhány példa a nátrium-kálium pumpa, a kalciumpumpa, a protonpumpa, az ABC transzporter és a glükóz szimporter.
01. ábra: Aktív szállítás nátrium-kálium szivattyún keresztül
Mi az a csoportos transzlokáció?
A csoportos transzlokáció az aktív transzport egy másik formája, amelyben az anyagok kovalens módosulásnak vannak kitéve a membránon való mozgás során. A foszforiláció a szállított anyagok fő módosulása. A foszforiláció során egy foszfátcsoport kerül át egyik molekulából a másikba. A foszfátcsoportokat nagy energiájú kötések kötik össze. Emiatt a foszfátkötés felszakadásakor viszonylag nagy mennyiségű energia szabadul fel, amelyet az aktív transzporthoz használnak fel. A sejtbe belépő molekulákhoz foszfátcsoportokat adnak. Miután átjutottak a sejtmembránon, visszakerülnek a nem módosított formájukba.
A PEP foszfotranszferáz rendszer jó példa a baktériumok által kimutatott csoportos transzlokációra a cukorfelvétel szempontjából. Ezzel a rendszerrel a cukormolekulák, például a glükóz, a mannóz és a fruktóz a sejtbe szállítódnak, miközben kémiailag módosulnak. A cukormolekulák a sejtbe jutva foszforilálódnak. Az energiát és a foszforilcsoportot a PEP biztosítja.
02. ábra: PEP foszfotranszferáz rendszer
Mi a különbség az aktív átvitel és a csoportos transzlokáció között?
Active Transport vs Group Translocation |
|
| Az aktív transzport az ionok vagy molekulák féligáteresztő membránon keresztül történő mozgása alacsonyabb koncentrációról magasabb koncentrációra, energiát fogyasztva. | A csoportos transzlokáció egy aktív transzportmechanizmus, amelyben a molekulák kémiailag módosulnak a membránon való mozgás során. |
| Kémiai módosítás | |
| A molekulák általában nem módosulnak a szállítás során. | A molekulák foszforileződnek és kémiailag módosulnak a csoporttranszlokáció során. |
| Példák | |
| A nátrium-kálium ionszivattyú jó példa az aktív szállításra. | A baktériumokban lévő PEP foszfotranszferáz rendszer jó példa a csoportos transzlokációra. |
Összefoglaló – Aktív szállítás kontra csoportos transzlokáció
A sejtmembrán egy szelektíven permeábilis gát, amely megkönnyíti az ionok és molekulák átjutását. A molekulák a koncentráció gradiens mentén magas koncentrációból alacsony koncentrációba mozognak. Amikor a molekuláknak alacsonyabb koncentrációból magasabb koncentrációba kell eljutniuk a koncentrációgradiens ellenében, akkor energiabevitelt kell biztosítani. Az ionok vagy molekulák féligáteresztő membránon keresztül történő mozgását a koncentrációgradiens ellenében fehérjék és energia segítségével aktív transzportnak nevezzük. A csoporttranszlokáció egyfajta aktív transzport, amely kémiailag módosított molekulákat szállít. Ez a különbség az aktív szállítás és a csoportos transzlokáció között.
