Aktivni transport snovi

Pojasnjuje vam: Inštruktorica Betka

V prejšnjem poglavju smo govorili o sestavi celične membrane in prehodu snovi skozi le to. Bolj podrobno smo si ogledali principe pasivnega transporta, ki omogoča gibanje delcev v smeri koncentracijskega gradienta. Gibanje delcev v nasprotni smeri koncentracijskega gradienta (v smeri višje koncentracije) se imenuje aktivni transport, ker se ob tem porablja energija.

Aktivni transport celici omogoča sprejem in do neke mere skladiščenje snovi, ki jih nujno potrebuje za rast in delovanje (npr. molekule glukoze, aminokisline, ione…). Energija, ki se pri tem porablja se nahaja v obliki ATP oz. adenozin trifosfat. Da bomo bolje razumeli kaj točno se dogaja med aktivnim transportom snovi, moramo najprej dobro razumeti zgradbo ATPja.

Spodnja slika prikazuje način prenosa energije s pomočjo ATPja. Leva molekula je adenin trifosfat, desna je adenin difosfat, ki nastane iz adenin trifosfata po tem, ko se od njega odcepi 1 fosfat. Opazimo lahko, da fosfate v molekuli ATP med seboj povezujejo energetsko bogate fosfatne vezi. To pomeni, da so te vezi močno napolnjene z energijo in ko se cepijo (ko se odcepi en atom fosfata) se ta energija sprosti.

Aktivni transport poteka s pomočjo beljakovinskih črpalk, ki plavajo v fosfolipidnem dvosloju. Te črpalke cepijo energetsko bogate fosfatne vezi v molekuli ATPja in tako dobijo energijo za prenos snovi v nasprotni smeri koncentracijskega gradienta. Bolj podrobno bomo proces razložili na spodnji sliki:

Ena izmed pomembnejših beljakovinskih črpalk v našem telesu je zgoraj prikazana natrij-kalijeva črpalka. Ta je črpa dve vrsti delcev hkrati, natrijeve ione iz celice in kalijeve ione v celico.

Natrijevi ioni, ki se nahajajo v citoplazmi celice, se vežejo na vezalna mesta črpalke (shema 1). Ta vezava spodbudi vezavo ATPja na za to oblikovano mesto na beljakovinski črpalki in odcepitev ene molekule fosforja od ATP. Dobimo ADP (adenin difosfat) in energijo, ki se je sprostila iz energetsko bogate fosforne vezi. ADP se odstrani, na črpalko ostane vezan odcepljen fosfor.
Energija, ki se je sprostila ob tej cepitvi omogoči, da beljakovinska črpalka spremeni obliko in tako prenese natrijeve ione na drugo stran membrane (shema 2,3). Tam se odcepijo in na prosta mesta se vežejo kalijevi ioni, ki se nahajajo na zunanji strani membrane. Ta vezava kalijevih ionov povzroči, da se prej vezan fosfor odcepi in beljakovinska črpalka prevzame začetno obliko. Hkrati se s tem prenesejo kalijevi ioni v notranjost celice (shema 4,5). Kalijevi ioni se odcepijo in cikel se lahko ponovi.
Beljakovinske črpalke, ki prenašajo samo eno snov, delujejo po istem principu.

Z aktivnim transportom se torej lahko prenašajo ioni in molekule. Kaj pa večje količine snovi?

Večje količine snovi celica iz okolja prevzema s pomočjo endocitoze ali pinocitoze. Endocitoza je proces, ko celica z uvihanjem celične membrane zajame večje količine snovi iz okolice. Če gre za trdne delce, govorimo o fagocitozi. Če gre za zajemanje tekočine pa o pinocitozi. Obraten proces endocitozi je eksocitoza, kjer celice izloča večje količine snovi v okolico (npr. razkrojki, ki so nastali ob presnovi celice).
Sprejemanje delcev poteka tako, da se celična membrana vedno bolj pogreza in nakoncu popolnoma objame snov, ki jo hoče “zaužiti”. Oblikuje se mehurček, ki se odcepi v citoplazmo. Odcepljeni mehurček v citoplazmi se imenuje vakuola ali endocitotski vezikel. Ta se v celici združi s primarnim lizosomom, ki vsebuje encime za razgradnjo snovi v endocitotskem veziklu. Nastane sekundarni lizosom v katerem se fagocitirani delci razgradijo in porabijo za rast in delovanje celice.

NALOGE ZA PONOVITEV:

1. Natrijevi in kalijevi ioni lahko v celico in izven nje vstopajo tudi s pasivnim transportom. Kakšna je glavna razlika prenosa teh ionov v primerjavi z aktivnim transportom?
Z aktivnim transportom celica ione prenaša v nasprotni smeri koncentracijskega gradienta. S pasivnim transportom ioni prehajajo v smeri koncentracijskega gradienta, pri tem se ne porablja energija.
2. Od kje dobijo beljakovinske črpalke energijo za črpanje snovi?
Iz energetsko bogatih fosfornih vezi v molekulah ATP
3. Kaj je to endocitoza?
Endocitoza je proces, v katerem celica z uvihanjem celične membrane zajame večje količine snovi iz okolice.