- En què consisteix el transport actiu?
- Transport actiu primari
- Transport actiu secundari
- Co-transportadors
- Diferència entre exocitosi i transport actiu
- referències
El transport actiu és un tipus de transport cel·lular mitjançant el qual les molècules dissoltes es mouen a través de la membrana de la cèl·lula, des d'una zona on hi ha menys concentració de soluts cap a una zona on la concentració d'aquests és més gran.
El que passa naturalment és que les molècules es mouen des del costat on estan més concentrades cap al costat on estan menys concentrades; és el que es dóna de manera espontània sense que s'apliqui cap tipus d'energia en el procés. En aquest cas es diu que les molècules es mouen a favor de el gradient de concentració.
En contrast, en el transport actiu les partícules es mouen en contra de el gradient de concentració i, en conseqüència, consumeixen energia de la cèl·lula. Aquesta energia normalment prové de l'trifosfat d'adenosina (ATP).
Algunes vegades les molècules dissoltes tenen una concentració més alta dins de la cèl·lula que fora, però si l'organisme les necessita, aquestes molècules són transportades cap a l'interior per unes proteïnes transportadores que es troben a la membrana cel·lular.
En què consisteix el transport actiu?
Per entendre en què consisteix el transport actiu cal comprendre el que passa a banda i banda de la membrana a través de la qual passa el transport.
Quan una substància es troba en diferents concentracions en costats oposats d'una membrana, es diu que hi ha un gradient de concentració. A causa que els àtoms i les molècules poden tenir càrrega elèctrica, llavors es poden formar també gradients elèctrics entre els compartiments a banda i banda de la membrana.
El moviment iònic és selectiu a cations o anions causa de la mida de l'porus i la seva polarització. A l'passar dues anions de l'interior a l'exterior de la cèl·lula, l'exterior passa de +5 a +3. Font: Wikimedia Commons. Autor: Metilisopropilisergamida.
Hi ha una diferència de potencial elèctric cada vegada que hi ha una separació neta de càrregues en l'espai. De fet, les cèl·lules vives solen tenir el que s'anomena un potencial de membrana, que és la diferència de potencial elèctric (voltatge) que hi ha a través de la membrana, el qual és causat per una distribució desigual de les càrregues.
Els gradients són comuns en les membranes biològiques, per la qual cosa és freqüent que es requereixi una despesa d'energia per moure certes molècules en contra d'aquests gradients.
L'energia és utilitzada per traslladar aquests compostos a través d'unes proteïnes que estan inserides a la membrana i que funcionen com a transportadors.
Si les proteïnes s'insereixen molècules en contra de el gradient de concentració, es tracta d'un transport actiu. Si el transport d'aquestes molècules no requereix energia, es diu que el transport és passiu. Depenent d'on provingui l'energia, el transport actiu pot ser primari o secundari.
Transport actiu primari
El transport actiu primari és el que fa servir directament una font d'energia química (per exemple, ATP) per moure molècules a través d'una membrana en contra del seu gradient.
Un dels exemples més importants en biologia per il·lustrar aquest mecanisme de transport actiu primari és la bomba sodi-potassi, la qual es troba en les cèl·lules animals i la funció és imprescindible per a aquestes cèl·lules.
La bomba sodi-potassi és una proteïna de membrana que transporta sodi cap a fora de la cèl·lula i potassi cap a l'interior de la mateixa. Per dur a terme aquest transport la bomba requereix d'energia provinent de l'ATP.
Transport actiu secundari
El transport actiu secundari és el que empra l'energia emmagatzemada en la cèl·lula, aquesta energia és diferent de l'ATP i d'aquí ve la seva distinció entre els dos tipus de transport.
L'energia que empra el transport actiu secundari prové dels gradients generats pel transport actiu primari, i pot ser utilitzada per transportar altres molècules en contra dels seus gradient de concentració.
Per exemple, a l'augmentar la concentració de ions de sodi a l'espai extracel·lular, a causa de el funcionament de la bomba sodi-potassi, es genera un gradient electroquímic per la diferència de concentració d'aquest ió a banda i banda de la membrana.
En aquestes condicions, els ions de sodi tendirien a moure en favor del seu gradient de concentració i tornarien a l'interior de la cèl·lula a través de les proteïnes transportadores.
Co-transportadors
Aquesta energia de el gradient electroquímic de el sodi pot ser utilitzada per al transport d'altres substàncies en contra dels seus gradients. El que passa és un transport compartit i és dut a terme per proteïnes transportadores trucades co-transportadors (perquè transporten dos elements simultàniament).
Un exemple d'un co-transportador important és la proteïna intercanviadora de sodi i glucosa, la qual transporta cations de sodi a favor del seu gradient i, al seu torn, utilitza aquesta energia per ingressar molècules de glucosa en contra del seu gradient. Aquest és el mecanisme pel qual la glucosa entra a les cèl·lules vives.
En l'exemple anterior la proteïna co-transportadora mou els dos elements en la mateixa direcció (a l'interior cel·lular). Quan ambdues elements es mouen en la mateixa direcció, la proteïna que els transporta es diu simportador.
No obstant això, els co-transportadors també poden mobilitzar compostos en direccions oposades; en aquest cas la proteïna transportadora es denomina antiportador, encara que també se'ls coneix com intercanviadors o contratransportadores.
Un exemple d'un antiportador és l'intercanviador de sodi i calci, que porta a terme un dels processos cel·lulars més importants per eliminar el calci de les cèl·lules. Aquest utilitza l'energia de el gradient electroquímic de sodi per mobilitzar el calci a l'exterior de la cèl·lula: un catió de calci surt per cada tres cations de sodi que entren.
Diferència entre exocitosi i transport actiu
La exocitosi és un altre mecanisme important de transport cel·lular. La seva funció és expulsar el material residual de la cèl·lula a el líquid extracel·lular. En l'exocitosi el transport està intervingut per vesícules.
La principal diferència entre l'exocitosi i el transport actiu és que en la exositosis la partícula a transportar és embolicada en una estructura envoltada per membrana (la vesícula), la qual es fusiona amb la membrana cel·lular per alliberar el seu contingut a l'exterior.
En el transport actiu dels elements a transportar es poden moure en totes dues direccions, cap a dins o cap a fora. En contrast, l'exocitosi només transporta el seu contingut cap a l'exterior.
Finalment, el transport actiu involucra proteïnes com a mitjà de transport, no estructures membranoses com en l'exocitosi.
referències
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Molecular Biology of the Cell (6th ed.). Garland Science.
- Campbell, N. & Reece, J. (2005). Biology (2nd ed.) Pearson Education.
- Lodish et, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molecular Cell Biology (8th ed.). WH Freeman and Company.
- Purves, W., Sadava, D., Orians, G. & Heller, H. (2004). Life: the science of biology (7th ed.). Sinauer Associates and WH Freeman.
- Solomon, I., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biology (7th ed.) Cengage Learning.