ขนส่งหลักกับรอง
การขนส่งแบบแอ็คทีฟเป็นวิธีการที่ขนส่งสารจำนวนมากผ่านเยื่อหุ้มชีวภาพโดยเทียบกับระดับความเข้มข้นของสารเหล่านั้น เพื่อที่จะผลักโมเลกุลกับพลังงานที่ปราศจากการไล่ระดับความเข้มข้นจะถูกใช้ไป ในเซลล์ยูคาริโอต สิ่งนี้เกิดขึ้นที่พลาสมาเมมเบรนของเซลล์และเยื่อหุ้มออร์แกเนลล์พิเศษ เช่น ไมโทคอนเดรีย คลอโรพลาสต์ เป็นต้น การขนส่งแบบแอคทีฟต้องการโปรตีนพาหะที่จำเพาะสูงในพลาสมาเมมเบรน และโปรตีนเหล่านี้มีความสามารถในการนำสารที่ต่อต้านการไล่ระดับความเข้มข้น จึงเรียกว่า 'ปั๊ม' บทบาทหลักของการขนส่งเชิงรุก ได้แก่ การป้องกันการสลายเซลล์ การรักษาความเข้มข้นของไอออนต่างๆ ที่ด้านใดด้านหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์ไม่เท่ากัน และรักษาสมดุลทางไฟฟ้าเคมีทั่วทั้งเยื่อหุ้มเซลล์การขนส่งที่ใช้งานอยู่สามารถเกิดขึ้นได้สองวิธี ได้แก่ การขนส่งที่ใช้งานหลักและการขนส่งที่ใช้งานรอง
การคมนาคมที่ใช้งานหลักคืออะไร
ในการขนส่งแบบแอคทีฟเบื้องต้น ไอออนที่มีประจุบวก (H+, Ca2+, Na+ และ K+) จะถูกเคลื่อนย้ายผ่านเยื่อหุ้มเซลล์โดยการขนส่งโปรตีน ปั๊มขนส่งที่ใช้งานหลัก เช่น ปั๊มโฟตอน ปั๊มแคลเซียม และปั๊มโซเดียม-โพแทสเซียม มีความสำคัญมากในการรักษาชีวิตของเซลล์ ตัวอย่างเช่น ปั๊มแคลเซียมจะคงระดับ Ca2+ ไว้ทั่วทั้งเมมเบรน และการไล่ระดับนี้มีความสำคัญในการควบคุมกิจกรรมของเซลล์ เช่น การคัดหลั่ง การประกอบไมโครทูบูล และการหดตัวของกล้ามเนื้อ นอกจากนี้ ปั๊ม Na+/ K+ ยังรักษาศักยภาพของเมมเบรนทั่วทั้งพลาสมาเมมเบรน
Secondary Active Transport?
แหล่งพลังงานของปั๊มขนส่งที่ใช้งานรองคือการไล่ระดับความเข้มข้นของไอออนที่สร้างโดยปั๊มพลังงานหลัก ดังนั้นสารที่ถ่ายโอนมักจะควบคู่กับไอออนถ่ายโอนที่รับผิดชอบในการขับเคลื่อนในเซลล์สัตว์ส่วนใหญ่ แรงขับเคลื่อนสำหรับการขนส่งแบบแอคทีฟทุติยภูมิคือการไล่ระดับความเข้มข้นของ Na+/ K+ การขนส่งที่ใช้งานทุติยภูมิเกิดขึ้นจากกลไกสองอย่างที่เรียกว่า antiport (exchange diffusion) และ symport (cotransport) ในการต้านพอร์ต การขับไอออนและการขนส่งโมเลกุลจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม ไอออนส่วนใหญ่ถูกแลกเปลี่ยนโดยกลไกนี้ ตัวอย่างเช่น การเคลื่อนที่คู่กันของคลอไรด์และไบคาร์บอเนตไอออนผ่านเมมเบรนเริ่มต้นโดยกลไกนี้ ในทำนองเดียวกัน ตัวถูกละลายและไอออนขับจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกัน ตัวอย่างเช่น น้ำตาล เช่น กลูโคสและกรดอะมิโนจะถูกขนส่งผ่านเยื่อหุ้มเซลล์โดยกลไกนี้
การขนส่งที่ใช้งานหลักและรองแตกต่างกันอย่างไร
• ในการขนส่งแบบแอคทีฟเบื้องต้น โปรตีนจะไฮโดรไลซ์ ATP เพื่อให้พลังงานแก่การขนส่งโดยตรง ในขณะที่ในการขนส่งแบบแอคทีฟทุติยภูมิ การไฮโดรไลซิสของ ATP จะทำโดยอ้อมเพื่อเป็นพลังงานในการขนส่ง
• โปรตีนขนส่งที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งเชิงรุกรองไม่ทำลายโมเลกุล ATP ต่างจากโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งที่ใช้งานหลัก
• แรงผลักดันสำหรับปั๊มแอคทีฟรองได้มาจากปั๊มอิออนซึ่งเป็นผลมาจากปั๊มขนส่งแอคทีฟหลัก
• ไอออน เช่น H+, Ca2+, Na+ และ K+ ถูกขนส่งผ่านเมมเบรนโดยปั๊มหลักที่ทำงานอยู่ ในขณะที่กลูโคส กรดอะมิโน และไอออน เช่น ไบคาร์บอเนต และคลอไรด์ จะถูกขนส่งโดยการขนส่งแบบแอคทีฟรอง
• การขนส่งแบบแอคทีฟหลักต่างจากการขนส่งแบบแอคทีฟรอง การขนส่งแบบแอคทีฟหลักจะรักษาความลาดชันทางไฟฟ้าเคมีผ่านเยื่อหุ้มพลาสมา