Molecole Esempi di trasporto attivo: con spiegazioni

In termini biologici, il trasporto attivo indica il movimento delle molecole nella direzione opposta al gradiente di concentrazione.

 Nelle cellule, la maggior parte delle molecole deve viaggiare attraverso una membrana. Questo stesso movimento di molecole dalle regioni di concentrazione più basse a quelle più elevate utilizzando un trasportatore o energia è indicato come trasporto attivo.

Qui discuteremo i seguenti esempi di trasporto attivo di molecole che includono:

Il trasporto attivo richiede il solvente molecole muoversi attraverso la membrana che non è possibile senza un aiuto. Questo aiuto di solito non è altro che l'utilizzo dell'energia sotto forma di ATP. Anche tra loro, trasporto attivo può essere di 3 tipi-primario trasporto attivo, trasporto attivo secondario e trasporto attivo alla rinfusa. 

POMPA SODIO-POTASSIO

Conosciuto anche come Na+/K+ -ATPase o semplice, la pompa Na+/K+ è in realtà un enzima che è l'esempio più comunemente noto per il trasporto attivo

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Na+/K+ pompa
Immagine: wikipedia

Le cellule animali hanno bisogno di gradienti di sodio e potassio attraverso il membrana plasmatica per una serie di scopi, e la variazione delle richieste richiede che la pompa ionica in carica, la Na+/K+ -ATPasi, sia sintonizzata con le molte esigenze cellulari.

Funzione: Le funzioni includono il lavoro come trasduttori cellulari e il controllo cella segnalazione nei neuroni.

POMPA DI CALCIO

Le pompe di calcio sono una specie di trasportatore di ioni che si trova nelle membrane cellulari di tutte le cellule animali. Sono incaricati di mantenere l'alto gradiente elettrochimico di Ca2+ attraverso la membrana cellulare trasporto attivo calcio fuori dalla cellula.

Le pompe di calcio sono essenziali nella segnalazione cellulare poiché mantengono le concentrazioni di calcio intracellulare 10,000 volte inferiori alle concentrazioni di calcio extracellulare.

Funzione: Quando un segnale di stimolo apre i canali del Ca2+ nella membrana, queste pompe sono necessarie per creare il gradiente elettrochimico ripido che consente al Ca2+ di inondare il citosol. Le pompe sono anche necessarie per pompare attivamente Ca2+ fuori dal citoplasma e ripristinare la condizione pre-segnale della cellula.

POMPA DI PROTON

Una pompa protonica è una pompa proteica di membrana integrale che crea un gradiente protonico attraverso una membrana biologica. Le pompe protoniche catalizzano la seguente reazione:

H+[da un lato di una membrana biologica] + energia ⇌ H+[all'altro lato della membrana]

Funzione: Nelle cellule parietali dello stomaco, la pompa protonica (H+/K+-ATPasi) è il meccanismo principale per la secrezione di acido e l'inibizione della pompa interrompe quasi totalmente la produzione di acido.

PROTEINA DI TRASPORTO SODIO-GLUCOSIO

L'attività del cotrasportatore sodio-glucosio (SGLT) facilita il trasporto di sodio e glucosio attraverso le membrane cellulari a livello apicale. La rimozione attiva del sodio da parte dell'ATPasi sodio/potassio presente nelle cellule epiteliali basali è ciò che guida il cotrasporto.

Ciò facilita l'assorbimento del glucosio contro un gradiente interno in salita (cioè da una concentrazione più bassa a una più alta).

Funzioni: Le molecole di ATP vengono utilizzate dalla proteina per inviare tre ioni sodio all'esterno nel flusso sanguigno mentre apportano due ioni potassio. La cellula del tubulo prossimale del nefrone sviluppa un gradiente di ioni sodio dall'esterno verso l'interno come risultato di questo processo.

PINOCITOSI

La pinocitosi è una specie di endocitosi che coinvolge fluidi che includono un gran numero di soluti. Questo meccanismo si verifica nelle cellule che rivestono l'intestino tenue nell'uomo ed è ampiamente utilizzato per l'assorbimento delle goccioline di grasso.

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Una semplice rappresentazione di come funziona la pinocitosi
Immagine: wikipedia

La membrana plasmatica cellulare si espande e si piega attorno al materiale extracellulare desiderato durante l'endocitosi, generando una sacca che si stacca per creare una vescicola interiorizzata.

Funzione: La pinocitosi è ampiamente utilizzata per rimuovere i liquidi extracellulari (ECF) come le goccioline di grasso e come monitor per il sistema immunitario.

FAGOCITOSI

La fagocitosi è il processo mediante il quale i fagociti, o cellule viventi, ingoiano o inghiottono altre cellule (sia interne che patogene) o particelle.

Cellule come neutrofili, macrofagi, monociti, eosinofili e alcuni altri sono quelli che vengono chiamati fagociti professionali.

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Rappresentazione della fagocitosi
Immagine: wikipedia

Funzione: Negli animali superiori, la fagocitosi è principalmente una risposta difensiva all'infezione e ai materiali estranei invasivi.

TRASPORTATORI MULTIFARMACI ABC

Chiamati anche trasportatori di cassette antibatteriche ATP-Binding, i processi di resistenza agli antibiotici sono afflitti da trasportatori di efflusso multifarmaco, che forniscono ai batteri la capacità di evitare la maggior parte dei farmaci esistenti.

Anche se questi trasportatori sono stati inizialmente pensati come pompe protoniche, un'altra classe di trasportatori di efflusso multifarmaco alimentati dall'idrolisi dell'ATP si è sviluppata a metà degli anni '90 per evoluzione o mutazione.

Questa nuova famiglia di trasportatori faceva parte di una delle famiglie di proteine ​​più diversificate, i trasportatori ABC, che regolano l'ingresso e l'efflusso di un'ampia gamma di sostanze chimiche.

Funzione: Consentono ai batteri di resistere ai farmaci antibatterici esistenti che potrebbero ucciderli.

ANTIPORTANTE SODIO-CALCIO

Per dirla semplicemente, gli antiport sono scambiatori, quindi anche l'antiporter sodio-calcio viene semplicemente messo come Na+/Circa2+ scambiatore che rimuove il calcio in eccesso dalle cellule.

Facchini
Un confronto tra le proteine ​​di trasporto Immagine: wikipedia

Nel cuore Na+/Circa2+ -antiporter sposta 3 Na+ attraverso la membrana plasmatica in cambio di un singolo Ca2+ spostandoli nella direzione opposta. È presente in modo prominente nelle cellule del miocardio, nelle cellule scheletriche, nelle cellule neurali e nei nefroni.

Funzione: Sono responsabili del controllo della neurosecrezione, dell'attività delle cellule dei fotorecettori e del rilassamento del muscolo cardiaco. Sono inoltre responsabili del mantenimento di Ca2+ concentrazioni nel reticolo sarcoplasmatico delle cellule cardiache, Ca2+ concentrazioni nel reticolo endoplasmatico di cellule eccitabili e non eccitabili e basso Ca2+ concentrazioni in mitocondri.

Anche se questi trasportatori non sono altro che piccole molecole proteiche, sono responsabili di garantire che ogni organo e tessuto funzioni perfettamente. In tal modo si assicurano che tutte le macchinazioni cellulari funzionino senza intoppi.

Con l'avanzare dell'età molti di questi trasportatori non possono funzionare correttamente portando a squilibri dei sistemi. Quindi sono essenziali per assicurarsi che tutti gli organismi possano funzionare al loro pieno potenziale.

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