- מהי הובלה פעילה?
- הובלה פעילה ראשונית
- הובלה פעילה משנית
- תובלה משותפת
- ההבדל בין אקסוציטוזה לבין הובלה פעילה
- הפניות
התחבורה הפעילה היא סוג תא תחבורה שבאמצעותן מולקולות מומסות לנוע על פני קרום התא, מאזור עם ריכוז נמוך של מומסים לאזור שבו הריכוז של אלה הוא גבוה.
מה שקורה באופן טבעי הוא שהמולקולות עוברות מהצד שבו הן מרוכזות יותר לצד בו הן פחות מרוכזות; זה מה שמתרחש באופן ספונטני מבלי שמופעלים כל סוג של אנרגיה בתהליך. במקרה זה, נאמר כי המולקולות עוברות במורד הריכוז.
לעומת זאת, בהובלה פעילה החלקיקים עוברים כנגד שיפוע הריכוז וצורכים אנרגיה מהתא. אנרגיה זו מגיעה בדרך כלל מאדנוזין טריפוספט (ATP).
מולקולות מומסות לפעמים יש ריכוז גבוה יותר בתא מאשר בחוץ, אך אם הגוף זקוק להן, מולקולות אלה מועברות פנימה על ידי חלבונים נשאים שנמצאים בקרום התא.
מהי הובלה פעילה?
כדי להבין ממה מורכבת הובלה פעילה, יש להבין מה קורה בשני צידי הממברנה דרכה מתרחשת הובלה.
כאשר חומר נמצא בריכוזים שונים בצדדים מנוגדים של הממברנה, נאמר שיש שיפוע ריכוז. מכיוון שניתן לטעון אטומים ומולקולות חשמליות, אז יכולים להיווצר שיפועים חשמליים בין התאים משני צידי הממברנה.
תנועה יונית היא סלקטיבית לקטונים או לאנונים בגלל גודל הנקבוביות וקיטובו. כאשר שני אניונים עוברים מהפנים לחלק החיצוני של התא, החיצוני משתנה מ- +5 ל- +3. מקור: המפקח הוויקימוני. מחבר: Methylisopropylisergamide.
יש הבדל פוטנציאל חשמלי בכל פעם שיש הפרדה נטו של מטענים בחלל. למעשה, בתאים חיים לרוב יש מה שמכונה פוטנציאל ממברנה, שהוא ההבדל בפוטנציאל החשמלי (מתח) על פני הממברנה, שנגרם כתוצאה מפיזור מטענים לא אחיד.
שיפועים שכיחים בקרומים ביולוגיים, ולכן לעתים קרובות נדרשת הוצאת אנרגיה על מנת להעביר מולקולות מסוימות כנגד שיפועים אלה.
אנרגיה משמשת להעברת תרכובות אלה דרך חלבונים המוחדרים לקרום ומתפקדים כטרנספורטרים.
אם חלבונים מחדירים מולקולות כנגד מדרגת הריכוז, מדובר בתעבורה פעילה. אם הובלת מולקולות אלה אינה דורשת אנרגיה, אומרים שההובלה פסיבית. תלוי מאיפה האנרגיה מגיעה, הובלה פעילה יכולה להיות ראשונית או משנית.
הובלה פעילה ראשונית
הובלה אקטיבית ראשונית היא כזו שמשתמשת ישירות במקור לאנרגיה כימית (למשל, ATP) בכדי להעביר מולקולות על פני קרום כנגד שיפוע שלה.
אחת הדוגמאות החשובות ביותר בביולוגיה להמחשת מנגנון התובלה הפעיל העיקרי הזה היא משאבת הנתרן אשלגן, שנמצאת בתאי בעלי חיים ותפקידה חיוני לתאים אלה.
משאבת הנתרן אשלגן היא חלבון ממברנה המעבירה נתרן מהתא ואשלגן לתא. כדי לבצע הובלה זו המשאבה דורשת אנרגיה מ- ATP.
הובלה פעילה משנית
תחבורה פעילה משנית היא זו המשתמשת באנרגיה המאוחסנת בתא, אנרגיה זו שונה מ- ATP ומכאן מגיעה ההבחנה שלה בין שני סוגי ההובלה.
האנרגיה שמשמשת בהובלה פעילה משנית מגיעה מהדרגות הנוצרות על ידי תחבורה פעילה ראשונית, וניתן להשתמש בה להובלת מולקולות אחרות כנגד שיפוע הריכוז שלהן.
לדוגמה, על ידי הגדלת ריכוז יוני הנתרן בחלל החוץ תאי, עקב פעולת משאבת הנתרן אשלגן, נוצר שיפוע אלקטרוכימי על ידי ההבדל בריכוז של יון זה משני צידי הממברנה.
בתנאים אלה, יוני הנתרן היו נוטים לנוע לאורך שיפוע הריכוז שלהם ויחזרו אל פנים התא דרך חלבוני הטרנספורטר.
תובלה משותפת
ניתן להשתמש באנרגיה זו מהמעבר האלקטרוכימי של נתרן כדי להעביר חומרים אחרים כנגד שיפועיהם. מה שקורה זה הובלה משותפת ומתבצעת על ידי חלבוני טרנספורטר הנקראים טרנספורטוריסטים (מכיוון שהם מעבירים שני אלמנטים בו זמנית).
דוגמא לטרנספורטרור חשוב הוא חלבון החלפת נתרן-גלוקוז, המעביר קטיוני נתרן במורד השיפוע שלו, בתורו, משתמש באנרגיה זו בכדי להיכנס למולקולות גלוקוז כנגד שיפוע שלה. זהו המנגנון שבאמצעותו גלוקוז נכנס לתאים חיים.
בדוגמה הקודמת, החלבון הקוא-טרנספורטר מזיז את שני האלמנטים באותו כיוון (בתוך התא). כששני האלמנטים נעים באותו כיוון, החלבון המעביר אותם נקרא סימפורטור.
עם זאת, תובלה משותפת יכולה גם להעביר תרכובות לכיוונים הפוכים; במקרה זה, חלבון הטרנספורטר נקרא אנטי-נשא, אם כי הם ידועים גם כמחלפים או הובלות נגדיות.
דוגמה למניעת נשא היא מחליף הנתרן-סידן, המבצע את אחד התהליכים הסלולריים החשובים ביותר בהוצאת הסידן מהתאים. פעולה זו משתמשת באנרגיה של הדרגת האלקטרוכימיה של הנתרן בכדי לגייס סידן מהתא: קטיון סידן אחד משאיר לכל שלושה קטיוני נתרן שנכנסים.
ההבדל בין אקסוציטוזה לבין הובלה פעילה
אקסוציטוזיס הוא מנגנון חשוב נוסף של תחבורה סלולרית. תפקידו לגרש את החומר שנותר מהתא לנוזל החוץ תאי. באקסוציטוזיס התחבורה מתווכת על ידי שלפוחית.
ההבדל העיקרי בין אקסוציטוזה לבין הובלה אקטיבית הוא שבאקסוזוזיס החלקיק שיועבר עטוף במבנה מוקף קרום (שלפוחית השתן), המתמזג עם קרום התא ומשחרר את תוכנו כלפי חוץ.
בהובלה פעילה ניתן להזיז את הפריטים להובלה לשני הכיוונים, פנימה או החוצה. לעומת זאת, אקסוציטוזיס רק מעביר את תוכנו כלפי חוץ.
לבסוף, הובלה פעילה כוללת חלבונים כמדיום ההובלה, ולא כמבנים ממברניים כמו באקסוציטוזיס.
הפניות
- אלברטס, ב., ג'ונסון, א., לואיס, ג'יי, מורגן, ד., רף, מ., רוברטס, ק. וולטר, פ. (2014). ביולוגיה מולקולרית של התא (מהדורה 6). גרלנד מדע.
- קמפבל, נ. & Reece, J. (2005). ביולוגיה (מהדורה שנייה) חינוך פירסון.
- לודיש, ה., ברק, א., קייזר, סי, קריגר, מ., ברצ'ר, א., פלוג, ה., אמון, א. ומרטין, ק. (2016). ביולוגיה מולקולרית של התא (מהדורה 8). WH פרימן וחברה.
- Purves, W., Sadava, D., Orians, G. & Heller, H. (2004). החיים: מדע הביולוגיה (מהדורה 7). עמיתי סינאור ו- WH Freeman.
- סולומון, א., ברג, ל. ומרטין, ד. (2004). ביולוגיה (מהדורה 7) למידת Cengage.