AKTIVNI PREVOZ: PRIMARNI IN SEKUNDARNI PREVOZ - BIOLOGIJA - 2026

Aktivna prometna je vrsta prevoz celica, s katero topljencu molekule premikajo po celično membrano s področja z manjšo koncentracijo topljencev na področje, kjer je koncentracija teh višja.

Seveda se molekule premikajo od strani, kjer so bolj koncentrirane, na stran, kjer so manj koncentrirane; To je tisto, kar se zgodi spontano, ne da bi pri tem uporabila kakršno koli energijo. V tem primeru naj bi se molekule gibale navzdol po koncentracijskem gradientu.

Nasprotno pa se v aktivnem transportu delci premikajo proti koncentracijskemu gradientu in posledično porabijo energijo iz celice. Ta energija običajno izvira iz adenozin trifosfata (ATP).

Raztopljene molekule imajo včasih večjo koncentracijo znotraj celice kot zunaj, če pa jih telo potrebuje, se te molekule v notranjosti prevažajo z beljakovinami, ki jih najdemo v celični membrani.

Kaj je aktivni prevoz?

Da bi razumeli, iz česa je sestavljen aktivni transport, je treba razumeti, kaj se dogaja na obeh straneh membrane, skozi katero pride do transporta.

Kadar je snov v različnih koncentracijah na nasprotnih straneh membrane, rečemo, da obstaja koncentracijski gradient. Ker so atomi in molekule lahko električno nabiti, se lahko med predelki na obeh straneh membrane tvorijo tudi električni gradienti.

Ionsko gibanje je zaradi velikosti pore in njene polarizacije selektivno za katione ali anione. Ko dva aniona prehajata iz notranjosti v zunanjost celice, se zunanjost spreminja iz +5 v +3. Vir: Wikimedia commons. Avtor: Metilizopropilisergamid.

Vsakič, ko pride do neto ločitve nabojev v prostoru, obstaja razlika v električnem potencialu. Pravzaprav imajo žive celice pogosto tako imenovani membranski potencial, to je razlika v električnem potencialu (napetosti) po membrani, ki je posledica neenakomerne porazdelitve nabojev.

Gradienti so pogosti v bioloških membranah, zato so pogosto potrebni porabi energije za premikanje določenih molekul proti tem gradientom.

Energija se uporablja za premikanje teh spojin skozi beljakovine, ki so vstavljene v membrano in delujejo kot prenašalci.

Če beljakovine vstavijo molekule proti koncentracijskemu gradientu, gre za aktivni transport. Če za transport teh molekul ne potrebujemo energije, naj bi bil transport pasiven. Glede na to, od kod prihaja energija, je lahko aktivni transport primarni ali sekundarni.

Primarni aktivni prevoz

Primarni aktivni transport je tisti, ki neposredno uporablja vir kemične energije (npr. ATP) za premikanje molekul skozi membrano proti njenemu gradientu.

Eden najpomembnejših primerov biologije za ponazoritev tega primarnega aktivnega transportnega mehanizma je natrijeva-kalijeva črpalka, ki jo najdemo v živalskih celicah in katere funkcija je za te celice bistvenega pomena.

Natrijevo-kalijeva črpalka je membranski protein, ki prevaža natrij iz celice in kalij v celico. Za izvajanje tega prevoza črpalka potrebuje energijo iz ATP.

Sekundarni aktivni prevoz

Sekundarni aktivni transport je tisti, ki porabi energijo, shranjeno v celici, ta energija se razlikuje od ATP-ja in zato prihaja do njegovega razlikovanja med obema vrstama prevoza.

Energija, ki jo uporablja sekundarni aktivni transport, izvira iz gradientov, ki jih ustvarja primarni aktivni transport, in se lahko uporabi za prevoz drugih molekul proti njihovemu koncentracijskemu gradientu.

Na primer s povečanjem koncentracije natrijevih ionov v zunajceličnem prostoru zaradi delovanja natrijeve-kalijeve črpalke nastane elektrokemični gradient zaradi razlike v koncentraciji tega iona na obeh straneh membrane.

V teh pogojih bi se natrijevi ioni premikali po koncentracijskem gradientu in bi se skozi transporterjske beljakovine vrnili v notranjost celice.

Sovozniki

To energijo iz elektrokemičnega gradienta natrija lahko uporabimo za prevoz drugih snovi proti njihovim gradientom. Zgodi se, da je skupni transport in da ga izvajajo transporterski proteini, imenovani sovozniki (ker prevažajo dva elementa hkrati).

Primer pomembnega sovoznika je beljakovinski izmenjevalni protein natrij, ki natrijeve katione prevaža navzdol po svojem gradientu in porablja to energijo za vnos molekul glukoze proti njenemu gradientu. To je mehanizem, s katerim glukoza vstopi v žive celice.

V prejšnjem primeru se protein transporterja premika oba elementa v isto smer (znotraj celice). Ko se oba elementa gibljeta v isti smeri, se protein, ki ju prenaša, imenuje simporter.

Vendar lahko sovozniki premikajo spojine tudi v nasprotnih smereh; v tem primeru se transporterski protein imenuje anti-nosilec, čeprav so znani tudi kot izmenjevalci ali proti-nosilci.

Primer proti nosilcu je natrijev-kalcijev izmenjevalec, ki izvaja enega najpomembnejših celičnih procesov pri odstranjevanju kalcija iz celic. Uporablja energijo elektrokemičnega natrijevega gradienta za mobilizacijo kalcija izven celice: na vsake tri natrijeve katione ostane en kalcijev kation.

Razlika med eksocitozo in aktivnim transportom

Eksocitoza je še en pomemben mehanizem celičnega transporta. Njegova funkcija je odstranjevanje ostankov materiala iz celice v zunajcelično tekočino. Pri eksocitozi transport posredujejo vezikli.

Glavna razlika med eksocitozo in aktivnim transportom je v tem, da je pri eksozitozi delec, ki ga je treba prevažati, zavit v strukturo, obkroženo z membrano (veziklom), ki se zlije s celično membrano, da se njena vsebina sprosti navzven.

Pri aktivnem prevozu se lahko predmeti, ki jih je treba prevažati, premikate v obe smeri, navznoter ali navzven. Nasprotno pa eksocitoza svojo vsebino prenaša samo navzven.

Končno, aktivni transport vključuje beljakovine kot transportni medij, ne membranske strukture, kot pri eksocitozi.

Reference

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Molekularna biologija celice (6. izd.). Garland Science.
2. Campbell, N. & Reece, J. (2005). Biologija (2. izd.) Pearsonova vzgoja.
3. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molekularna celična biologija (8. izd.). WH Freeman in družba.
4. Purves, W., Sadava, D., Orians, G. & Heller, H. (2004). Življenje: veda o biologiji (7. izd.). Sinauer Associates in WH Freeman.
5. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biologija (7. izd.) Cengage Learning.