Peamine erinevus – aktiivne transport vs grupi translokatsioon
Molekulid liiguvad rakumembraanide kaudu rakkudesse ja se alt välja. Rakumembraan on selektiivselt läbilaskev membraan, mis kontrollib molekulide liikumist. Molekulid liiguvad piki kontsentratsioonigradienti loomulikult kõrgem alt kontsentratsioonilt madalamale. See toimub passiivselt ilma energiasisendita. Siiski on ka olukordi, kus molekulid liiguvad läbi membraani kontsentratsioonigradienti vastu, madalam alt kontsentratsioonilt kõrgemale. See protsess nõuab energiasisendit, mida nimetatakse aktiivseks transpordiks. Rühma translokatsioon on veel üks aktiivse transpordi vorm, kus teatud molekulid transporditakse rakkudesse, kasutades fosforüülimisest saadud energiat. Peamine erinevus aktiivse transpordi ja rühmatranslokatsiooni vahel on see, et aktiivse transpordi puhul ei muutu ained keemiliselt läbi membraani liikumise ajal, samas kui grupis on translokatsiooniained keemiliselt modifitseeritud.
Mis on aktiivne transport?
Aktiivne transport on meetod molekulide transportimiseks läbi poolläbilaskva membraani kontsentratsioonigradiendi või elektrokeemilise gradiendi vastu, kasutades ATP hüdrolüüsist vabanevat energiat. On palju olukordi, kus rakud vajavad teatud aineid nagu ioonid, glükoos, aminohapped jne kõrgemates või õigetes kontsentratsioonides. Nendel juhtudel kannab aktiivne transport aineid madalamast kontsentratsioonist kõrgemasse kontsentratsiooni gradiendi vastu, kasutades energiat ja akumuleerub rakkudesse. Seetõttu seostatakse seda protsessi alati spontaanse eksergoonilise reaktsiooniga, nagu ATP hüdrolüüs, mis annab energiat, et töötada vastu transpordiprotsessi positiivsele Gibbsi energiale.
Aktiivse transpordi võib jagada kahte vormi: esmane aktiivne transport ja sekundaarne aktiivne transport. Primaarne aktiivne transport toimub ATP-st saadud keemilise energia abil. Sekundaarne aktiivne transport kasutab elektrokeemilisest gradiendist saadud potentsiaalset energiat.
Spetsiifilised transmembraansed kandevalgud ja kanalivalgud hõlbustavad aktiivset transporti. Aktiivne transpordiprotsess sõltub membraani kandja- või poorivalkude konformatsioonilistest muutustest. Näiteks näitab naatriumkaaliumioonpump korduvaid konformatsioonilisi muutusi, kui kaaliumiioone ja naatriumiioone transporditakse vastav alt rakku sisse ja se alt välja aktiivse transpordiga.
Rakumembraanides on palju primaarseid ja sekundaarseid aktiivseid transportereid. Nende hulgas on mõned näited naatrium-kaaliumpump, k altsiumipump, prootonpump, ABC transporter ja glükoosi sümporter.
Joonis 01: Aktiivne transport naatrium-kaaliumpumba kaudu
Mis on grupi translokatsioon?
Rühma translokatsioon on veel üks aktiivse transpordi vorm, mille käigus ained alluvad kovalentsele modifikatsioonile liikumisel läbi membraani. Fosforüülimine on transporditavate ainete peamine modifikatsioon. Fosforüülimise käigus kandub fosfaatrühm ühest molekulist teise. Fosfaatrühmad on ühendatud kõrge energiasisaldusega sidemetega. Seega vabaneb fosfaatsideme katkemisel suhteliselt palju energiat, mida kasutatakse aktiivseks transpordiks. Rakku sisenevatele molekulidele lisatakse fosfaatrühmad. Kui nad läbivad rakumembraani, tagastatakse need muutmata kujule.
PEP fosfotransferaasi süsteem on hea näide rühma translokatsioonist, mida näitavad bakterid suhkru omastamiseks. Selle süsteemi abil transporditakse suhkrumolekulid, nagu glükoos, mannoos ja fruktoos, rakku keemiliselt modifitseerides. Suhkru molekulid fosforüülitakse rakku sisenedes. Energia ja fosforüülrühma annab PEP.
Joonis 02: PEP-fosfotransferaasi süsteem
Mis vahe on aktiivsel transpordil ja rühmatranslokatsioonil?
Aktiivne transport vs grupi translokatsioon |
|
| Aktiivne transport on ioonide või molekulide liikumine läbi poolläbilaskva membraani madalam alt kontsentratsioonilt kõrgemale, kulutades energiat. | Rühma translokatsioon on aktiivne transpordimehhanism, milles molekule läbi membraani liikumise ajal keemiliselt muudetakse. |
| Keemiline modifitseerimine | |
| Molekule transportimise ajal tavaliselt ei muudeta. | Molekulid fosforüülitakse ja muudetakse keemiliselt rühma translokatsiooni käigus. |
| Näited | |
| Naatrium-kaaliumioonpump on hea näide aktiivsest transpordist. | PEP fosfotransferaasi süsteem bakterites on hea näide rühma translokatsioonist. |
Kokkuvõte – aktiivne transport vs grupi translokatsioon
Rakumembraan on selektiivselt läbilaskev barjäär, mis hõlbustab ioonide ja molekulide läbimist. Molekulid liiguvad kontsentratsioonigradienti mööda kõrgest kontsentratsioonist madalale. Kui molekulid peavad liikuma madalamast kontsentratsioonist kõrgemale kontsentratsioonigradienti vastu, on vaja tagada energiasisend. Ioonide või molekulide liikumist läbi poolläbilaskva membraani kontsentratsioonigradienti vastu valkude ja energia abil nimetatakse aktiivseks transpordiks. Grupi translokatsioon on teatud tüüpi aktiivne transport, mis transpordib molekule pärast keemilist modifitseerimist. See on erinevus aktiivse transpordi ja grupi translokatsiooni vahel.
