Διαφορά μεταξύ Πρωτεύουσας και Δευτερεύουσας Ενεργής Μεταφοράς

Κύρια διαφορά – Πρωτεύουσα έναντι δευτερεύουσας ενεργής μεταφοράς

Η ενεργή μεταφορά είναι η κίνηση των μορίων κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης ενάντια στη βαθμίδα συγκέντρωσης με τη βοήθεια ενζύμων και τη χρήση της κυτταρικής ενέργειας. Η ενεργή μεταφορά χωρίζεται σε δύο τύπους γνωστούς ως πρωτογενείς και δευτερογενείς ενεργούς μεταφοράς ανάλογα με την πηγή ενέργειας που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά των μορίων. Η κύρια διαφορά μεταξύ πρωτογενούς και δευτερογενούς ενεργού μεταφοράς είναι ότι μόρια μεταφέρονται με τη διάσπαση του ATP στην πρωτογενή ενεργή μεταφορά, ενώ στη δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά, η βαθμίδα συγκέντρωσης ενός μορίου παρέχει την ενέργεια για τη μεταφορά ενός άλλου μορίου έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης του τελευταίου .

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι η Πρωτεύουσα Ενεργή Μεταφορά
      – Ορισμός, Τύποι, Χαρακτηριστικά
2. Τι είναι η Δευτερεύουσα Ενεργή Μεταφορά
      – Ορισμός, Τύποι, Χαρακτηριστικά
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ Πρωτεύουσας και Δευτεροβάθμιας Ενεργής Μεταφοράς
      – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Πρωτεύουσας και Δευτερεύουσας Ενεργής Μεταφοράς
      – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:Antiport, ATP, Concentration Gradient, Electrochemical Gradient, Ion-coupled Transport, Primary Active Transport, Secondary Active Transport, Symport, Transmembrane Proteins

Τι είναι η κύρια ενεργή μεταφορά

Η κύρια ενεργή μεταφορά είναι η μεταφορά μορίων σε μια βαθμίδα συγκέντρωσης με τη χρήση ενέργειας από το ATP. Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες εμπλέκονται στη ρύθμιση της διέλευσης των μορίων μέσω της κυτταρικής μεμβράνης. Περιέχουν μία ή περισσότερες θέσεις δέσμευσης ATP στην κυτταροπλασματική τους όψη. Κατά τη διάρκεια της πρωτογενούς ενεργού μεταφοράς, η ενέργεια μεταφέρεται στη διαμεμβρανική πρωτεΐνη και στη συνέχεια στη βαθμίδα συγκέντρωσης. Η κύρια ενεργή μεταφορά είναι πιο εμφανής στην αντλία νατρίου/καλίου (Na/K ATPase), η οποία διατηρεί το δυναμικό ηρεμίας των κυττάρων. Η υδρόλυση ενός ATP αντλεί τρία ιόντα νατρίου έξω από το κύτταρο και δύο ιόντα καλίου στο κύτταρο. Εδώ, τα ιόντα νατρίου μεταφέρονται από χαμηλότερη συγκέντρωση 10 mM σε υψηλότερη συγκέντρωση 145 mM. Τα ιόντα καλίου μεταφέρονται από συγκέντρωση 140 mM εντός του κυττάρου σε συγκέντρωση 5 mM του εξωκυτταρικού υγρού. Η αντλία πρωτονίων/καλίου (H+/K+ ATPase) βρίσκεται στην επένδυση του στομάχου, διατηρώντας ένα όξινο περιβάλλον στο στομάχι.

Εικόνα 1:Αντλία νατρίου-καλίου

Τι είναι η δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά

Η δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά είναι ο άλλος τύπος ενεργού μεταφοράς που χρησιμοποιεί την ηλεκτροχημική βαθμίδα στη μεταφορά μορίων έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης. Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες που εμπλέκονται στη δευτερογενή ενεργή μεταφορά ταυτοποιούνται ως συμμεταφορείς αφού μεταφέρουν δύο τύπους μορίων ταυτόχρονα. Για αυτόν τον λόγο, η δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά αναφέρεται στη συζευγμένη μεταφορά ιόντων . Τυπικά, ένα ιόν (κινητήριο ιόν) μεταφέρεται μέσω της ηλεκτροχημικής του βαθμίδωσης ενώ ένα άλλο ιόν ή διαλυμένη ουσία (κατευθυνόμενο ιόν/μόριο) μεταφέρεται ενάντια στην ηλεκτροχημική βαθμίδα. Η βαθμίδα συγκέντρωσης του οδηγού ιόντος παρέχει την ενέργεια για τη μεταφορά του οδηγούμενου ιόντος/μορίου έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης του τελευταίου. Η διατήρηση της βαθμίδας συγκέντρωσης του οδηγού ιόντος επιτυγχάνεται με την πρωτογενή ενεργή μεταφορά.

Το Symport και το antiport είναι οι δύο τύποι δευτερεύουσας ενεργής μεταφοράς. Στο symport , τόσο τα κινούμενα όσο και τα κινούμενα μόρια μεταφέρονται προς την ίδια κατεύθυνση. Ο συμμεταφορέας Na/γλυκόζης (SGLT1) είναι ένα παράδειγμα συμπτωμάτων στα οποία τόσο το νάτριο όσο και η γλυκόζη μεταφέρονται στο κύτταρο. Βρίσκεται στα εγγύς σωληνάρια των νεφρών και στο λεπτό έντερο. Στο antiport , τα ιόντα που οδηγούν και οδηγούνται μεταφέρονται προς τις αντίθετες κατευθύνσεις. Ο εναλλάκτης Na/Ca (NCX) στα μυϊκά κύτταρα μεταφέρει ιόντα νατρίου στο κύτταρο ενώ τα ιόντα ασβεστίου μεταφέρονται έξω από το κύτταρο. Η αντλία νατρίου/γλυκόζης φαίνεται στο σχήμα 2 .

Εικόνα 2:Αντλία νατρίου/γλυκόζης

Similarities Between Primary and Secondary Active Transport">Ομοιότητες μεταξύ της κύριας και της δευτερεύουσας ενεργής μεταφοράς

• Τόσο η κύρια ενεργή μεταφορά όσο και η δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά είναι δύο ενεργές μέθοδοι μεταφοράς.

• Και οι δύο μέθοδοι εμπλέκονται στην άντληση μορίων έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης, από χαμηλή συγκέντρωση σε υψηλή συγκέντρωση.

• Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες συμμετέχουν στη διευκόλυνση τόσο της πρωτογενούς όσο και της δευτερογενούς ενεργού μεταφοράς.

• Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες είναι συγκεκριμένες για τα μόρια που μεταφέρονται κατά μήκος της μεμβράνης.

• Ο κύριος σκοπός και των δύο μεθόδων μεταφοράς είναι να επιταχύνουν την κίνηση των μορίων κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης.

Διαφορά μεταξύ της κύριας και της δευτερεύουσας ενεργής μεταφοράς

Ορισμός

Κύρια ενεργή μεταφορά: Η πρωτογενής ενεργός μεταφορά είναι η μεταφορά μορίων έναντι μιας βαθμίδας συγκέντρωσης με τη χρήση ενέργειας από το ATP.

Δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά: Η δευτερογενής ενεργός μεταφορά είναι η μεταφορά δύο διαφορετικών μορίων μέσω μιας μεμβράνης μεταφοράς χρησιμοποιώντας ενέργεια σε άλλες μορφές εκτός από το ATP.

Συζευγμένη μεταφορά

Κύρια ενεργή μεταφορά: Ένα μόνο μόριο μεταφέρεται στην πρωτογενή ενεργή μεταφορά.

Δευτερεύουσα Ενεργή Μεταφορά: Δύο τύποι μορίων μεταφέρονται ταυτόχρονα σε δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά.

Πηγή Ενέργειας

Κύρια ενεργή μεταφορά: Η κύρια ενεργή μεταφορά χρησιμοποιεί ενέργεια από το ATP.

Δευτερεύουσα Ενεργή Μεταφορά: Η βαθμίδα συγκέντρωσης του οδηγού ιόντος παρέχει την ενέργεια για τη μεταφορά του οδηγούμενου ιόντος/μορίου έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης του στη δευτερογενή ενεργή μεταφορά.

Τύποι μορίων

Κύρια ενεργή μεταφορά: Ιόντα όπως το νάτριο, το κάλιο και το ασβέστιο μεταφέρονται μέσω της κυτταρικής μεμβράνης κατά την κύρια ενεργό μεταφορά.

Δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά: Τα ιόντα χρησιμεύουν ως κινητήρια μόρια, ενώ τα ιόντα ή άλλα μόρια χρησιμεύουν ως κινούμενα μόρια.

Τύποι

Κύρια ενεργή μεταφορά: Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες είναι μοναδικές για το ιόν που μεταφέρεται μέσω αυτών.

Δευτερεύουσα Ενεργή Μεταφορά: Τα σύμβολα και τα αντιθυρίδες είναι οι δύο τύποι διαμεμβρανικών πρωτεϊνών στη δευτερογενή ενεργή μεταφορά.

Παραδείγματα

Κύρια ενεργή μεταφορά: Η αντλία νατρίου-καλίου, η αντλία ασβεστίου στους μύες και η αντλία πρωτονίων στο στομάχι είναι τα παραδείγματα της κύριας ενεργού μεταφοράς.

Δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά: Η αντλία γλυκόζης-νατρίου, ο εναλλάκτης Na/Ca και ο συμμεταφορέας νατρίου/φωσφορικού είναι τα παραδείγματα δευτερογενούς ενεργού μεταφοράς.

Συμπέρασμα

Η πρωτογενής και η δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά είναι οι δύο παραλλαγές της ενεργού μεταφοράς μορίων μέσω βιολογικών μεμβρανών. Η κύρια διαφορά μεταξύ της πρωτογενούς και της δευτερογενούς ενεργού μεταφοράς είναι η πηγή ενέργειας που χρησιμοποιείται από κάθε μέθοδο μεταφοράς για τη μεταφορά μορίων μέσω της κυτταρικής μεμβράνης. Η πρωτογενής ενεργή μεταφορά χρησιμοποιεί την ενέργεια του ATP για να μεταφέρει ένα μόνο μόριο κάθε φορά κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης. Η δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά μεταφέρει δύο μόρια διαμέσου της μεμβράνης κάθε φορά. η βαθμίδα συγκέντρωσης του οδηγού ιόντος παρέχει ενέργεια για τη μεταφορά του κινούμενου μορίου στη δευτερογενή ενεργή μεταφορά.

Αναφορά:

1. «Ενεργή μεταφορά». Ακαδημία Khan. Ν.π., ν.δ. Ιστός. Διαθέσιμο εδώ. 15 Ιουνίου 2017.
2. «Πρωτογενής Ενεργή Μεταφορά». Απεριόριστος. N.p., 26 Μαΐου 2016. Web. Διαθέσιμο εδώ. 15 Ιουνίου 2017.
3. «Δευτεροβάθμια Ενεργή Μεταφορά». PhysiologyWeb. Ν.π., ν.δ. Ιστός. Διαθέσιμο εδώ. 15 Ιουνίου 2017. 

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. Προσωπικό «Blausen 0818 Sodium-PotassiumPump» Blausen.com (2014). «Ιατρική γκαλερί Blausen Medical 2014». WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI:10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. – Δική σας εργασία (CC BY 3.0) μέσω Commons Wikimedia
2. "Εικόνα 05 03 04" Από CNX OpenStax –(CC BY 4.0) μέσω Commons Wikimedia