활성 전송은 용질 분자는 이들의 농도가 높은 영역으로 용질의보다 낮은 농도 영역에서 세포막을 가로 질러 이동하는 반송 세포 유형이다.
자연스럽게 일어나는 일은 분자들이 더 집중된 쪽에서 덜 집중된쪽으로 이동한다는 것입니다. 그 과정에서 어떤 유형의 에너지도 적용되지 않고 자발적으로 발생합니다. 이 경우 분자는 농도 구배 아래로 이동한다고합니다.
대조적으로, 능동 수송에서 입자는 농도 구배에 반하여 이동하여 결과적으로 세포에서 에너지를 소비합니다. 이 에너지는 일반적으로 ATP (아데노신 삼인산)에서 발생합니다.
용해 된 분자는 때때로 외부보다 세포 내부에서 더 높은 농도를 갖지만, 신체가 필요로하는 경우 이러한 분자는 세포막에서 발견되는 운반 단백질에 의해 내부로 운반됩니다.
액티브 트랜스 포트란?
능동 수송이 무엇으로 구성되어 있는지 이해하려면 수송이 발생하는 막의 양쪽에서 어떤 일이 일어나는지 이해해야합니다.
물질이 막의 반대쪽에 다른 농도에있을 때 농도 구배가 있다고합니다. 원자와 분자는 전하를 띌 수 있기 때문에 전기적 구배가 막 양쪽의 구획 사이에 형성 될 수도 있습니다.
이온 이동은 기공의 크기와 그 분극으로 인해 양이온이나 음이온에 선택적으로 작용합니다. 두 개의 음이온이 셀 내부에서 외부로 전달되면 외부가 +5에서 +3으로 변경됩니다. 출처 : Wikimedia commons. 저자 : Methylisopropylisergamide.
공간에서 전하의 순 분리가있을 때마다 전위차가 발생합니다. 사실, 살아있는 세포는 종종 막전위 (membrane potential)라고 불리는 것을 가지고 있는데, 이는 전하의 고르지 않은 분포로 인해 발생하는 막을 가로 지르는 전위 (전압)의 차이입니다.
그라디언트는 생물학적 막에서 일반적이므로 특정 분자를 이러한 그라디언트에 대해 이동시키기 위해 종종 에너지 소비가 필요합니다.
에너지는 이러한 화합물을 막에 삽입되고 운반자 역할을하는 단백질을 통해 이동시키는 데 사용됩니다.
단백질이 농도 구배에 대해 분자를 삽입하면 활성 수송입니다. 이러한 분자의 수송에 에너지가 필요하지 않은 경우 수송은 수동적이라고합니다. 에너지의 출처에 따라 능동 수송은 1 차 또는 2 차가 될 수 있습니다.
1 차 활성 전송
1 차 활성 수송은 화학 에너지 (예 : ATP)의 원천을 직접 사용하여 분자를 막을 가로 질러 구배에 대해 이동시키는 것입니다.
이 1 차 활성 수송 메커니즘을 설명하는 생물학에서 가장 중요한 예 중 하나는 동물 세포에서 발견되고 이러한 세포에 필수적인 기능을하는 나트륨-칼륨 펌프입니다.
나트륨-칼륨 펌프는 나트륨을 세포 밖으로, 칼륨을 세포로 운반하는 막 단백질입니다. 이 운송을 수행하려면 펌프에 ATP의 에너지가 필요합니다.
2 차 활성 수송
2 차 활성 수송은 세포에 저장된 에너지를 사용하는 것이며,이 에너지는 ATP와 다르므로 두 가지 유형의 수송 사이에 차이가 있습니다.
2 차 활성 수송에 사용되는 에너지는 1 차 활성 수송에 의해 생성 된 구배에서 비롯되며 농도 구배에 대해 다른 분자를 수송하는 데 사용할 수 있습니다.
예를 들어, 나트륨-칼륨 펌프의 작동으로 인해 세포 외 공간에서 나트륨 이온의 농도를 증가시킴으로써, 막 양쪽에서이 이온의 농도 차이에 의해 전기 화학적 구배가 생성됩니다.
이러한 조건에서 나트륨 이온은 농도 구배를 따라 이동하는 경향이 있으며 수송 단백질을 통해 세포 내부로 되돌아갑니다.
공동 운송 업체
나트륨의 전기 화학적 구배에서 나온이 에너지는 구배에 대해 다른 물질을 운반하는 데 사용할 수 있습니다. 일어나는 일은 공유 수송이며 공동 수송 체라고 불리는 수송 체 단백질에 의해 수행됩니다 (두 요소를 동시에 수송하기 때문입니다).
중요한 공동 수송 체의 예는 나트륨 양이온을 구배 아래로 수송하고 차례로이 에너지를 사용하여 구배에 대해 포도당 분자로 들어가는 나트륨-포도당 교환 단백질입니다. 이것이 포도당이 살아있는 세포로 들어가는 메커니즘입니다.
이전 예에서 공동 수송 단백질은 두 요소를 동일한 방향 (세포 내부)으로 이동합니다. 두 요소가 같은 방향으로 움직일 때이를 전달하는 단백질을 symporter라고합니다.
그러나 공동 수송자는 화합물을 반대 방향으로 이동할 수도 있습니다. 이 경우, 수송 체 단백질은 교환기 또는 카운터 수송 체라고도 알려져 있지만 반 담체라고합니다.
반 담체의 예는 세포에서 칼슘을 제거하는 가장 중요한 세포 과정 중 하나를 수행하는 나트륨-칼슘 교환기입니다. 그것은 세포 외부로 칼슘을 동원하기 위해 전기 화학적 나트륨 구배의 에너지를 사용합니다 : 들어가는 3 개의 나트륨 양이온마다 하나의 칼슘 양이온이 남습니다.
Exocytosis와 능동 수송의 차이점
Exocytosis는 세포 수송의 또 다른 중요한 메커니즘입니다. 그 기능은 잔류 물질을 세포에서 세포 외액으로 배출하는 것입니다. exocytosis에서 수송은 소포에 의해 매개됩니다.
exocytosis와 active transport의 주요 차이점은 exositosis에서 운반되는 입자가 세포막과 융합하여 그 내용물을 외부로 방출하는 막 (소포)으로 둘러싸인 구조로 싸여 있다는 것입니다.
활성 운송에서 운송 할 품목은 안쪽 또는 바깥쪽으로 양방향으로 이동할 수 있습니다. 대조적으로, exocytosis는 그 내용물을 외부로만 전달합니다.
마지막으로, 활성 수송은 세포 외 이입에서와 같은 막 구조가 아닌 수송 매체로서 단백질을 포함한다.
참고 문헌
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). 세포의 분자 생물학 (6 판). 갈랜드 과학.
- Campbell, N. & Reece, J. (2005). 생물학 (2 판) Pearson Education.
- Lodish, 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). 생명 : 생물학의 과학 (7 판). Sinauer Associates 및 WH Freeman.
- Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). 생물학 (7 판) Cengage Learning.