Trasporto attivo primario e secondario
Il trasporto attivo è un metodo che trasporta molte sostanze attraverso le membrane biologiche, contro i loro gradienti di concentrazione. Per spingere le molecole contro un gradiente di concentrazione viene spesa energia libera. Nelle cellule eucariotiche, ciò si verifica sulla membrana plasmatica della cellula e sulle membrane di organelli specializzati come mitocondri, cloroplasti ecc. Il trasporto attivo richiede proteine vettrici altamente specifiche nella membrana plasmatica e queste proteine hanno la capacità di trasportare sostanze contro un gradiente di concentrazione, quindi denominate "pompe". I ruoli principali del trasporto attivo includono la prevenzione della lisi cellulare, il mantenimento di concentrazioni diseguali di ioni diversi su entrambi i lati della membrana cellulare e il mantenimento dell'equilibrio elettrochimico attraverso la membrana cellulare. Il trasporto attivo può avvenire in due modi diversi, vale a dire, trasporto attivo primario e trasporto attivo secondario.
Che cos'è il trasporto attivo primario?
Nel trasporto attivo primario, gli ioni carichi positivi (H+, Ca2+, Na+ e K+) vengono spostati attraverso le membrane dalle proteine di trasporto. Le pompe di trasporto attive primarie come la pompa fotonica, la pompa calcio e la pompa sodio-potassio sono molto importanti per mantenere la vita cellulare. Ad esempio, la pompa del calcio mantiene il gradiente di Ca2+ attraverso la membrana e questo gradiente è importante per regolare le attività cellulari come la secrezione, l'assemblaggio dei microtubuli e la contrazione muscolare. Inoltre, la pompa Na+/K+ mantiene il potenziale di membrana attraverso la membrana plasmatica.
Che cos'è il trasporto attivo secondario?
La fonte di energia delle pompe di trasporto attive secondarie è il gradiente di concentrazione di uno ione stabilito dalle pompe di energia primaria. Pertanto, le sostanze di trasferimento sono sempre accoppiate con ioni di trasferimento che sono responsabili della forza motrice. Nella maggior parte delle cellule animali, la forza trainante per il trasporto attivo secondario è il gradiente di concentrazione di Na+/K+. Il trasporto attivo secondario avviene attraverso due meccanismi chiamati antiporto (diffusione di scambio) e symport (cotrasporto). In antiporto, gli ioni guida e le molecole di trasporto si muovono nella direzione opposta. La maggior parte degli ioni vengono scambiati da questo meccanismo. Ad esempio, questo meccanismo avvia il movimento accoppiato di ioni cloruro e bicarbonato attraverso la membrana. In simporto, il soluto e gli ioni guida si muovono nella stessa direzione. Ad esempio, zuccheri come il glucosio e gli aminoacidi vengono trasportati attraverso la membrana cellulare tramite questo meccanismo.
Qual è la differenza tra trasporto attivo primario e secondario?
• Nel trasporto attivo primario, le proteine idrolizzano l'ATP per alimentare direttamente il trasporto mentre, nel trasporto attivo secondario, l'idrolisi dell'ATP avviene indirettamente per alimentare il trasporto.
• A differenza delle proteine coinvolte nel trasporto attivo primario, le proteine di trasporto coinvolte nel trasporto attivo secondario non rompono le molecole di ATP.
• La forza motrice per le pompe attive secondarie è ottenuta dalle pompe ioniche risultanti dalle pompe di trasporto attive primarie.
• Ioni come H+, Ca2+, Na+ e K+ sono trasportati attraverso la membrana da pompe attive primarie, mentre glucosio, amminoacidi e ioni come bicarbonato e cloruro sono trasportati da un trasporto attivo secondario.
• A differenza del trasporto attivo secondario, il trasporto attivo primario mantiene il gradiente elettrochimico attraverso la membrana plasmatica.
