apa pengangkutan aktif? (dengan gambar)

Pengangkutan aktif ialah mengepam larutan melintang membran biologi, terhadap kepekatan mereka atau kecerunan elektrokimia. Keupayaan sel untuk mengekalkan larut kecil dalam sitoplasma pada kepekatan lebih tinggi daripada cecair di sekitarnya adalah faktor penting dalam kelangsungan hidup sel. Banyak sel haiwan, sebagai contoh, mengekalkan kepekatan natrium dan kalium yang jauh berbeza daripada persekitaran mereka. Proses ini membolehkan sel-sel bukan sahaja untuk mengekalkan tahap larutan yang berdaya maju, tetapi juga untuk pam ion merentasi kecerunan elektrokimia. Proses ini menghasilkan voltan merentas membran yang boleh ditoreh ke kerja sel elektrik.

Untuk memahami pengangkutan aktif, seseorang mesti terlebih dahulu memahami pengangkutan pasif. Mengikut undang-undang termodinamik kedua, tanpa input tenaga tambahan, zarah akan sentiasa bergerak dari keadaan keadaan ke keadaan gangguan. Dalam kes trafik selular, ini bermakna solut kecil akan secara semula jadi bergerak dari kawasan yang lebih teratur dengan tumpuan yang tinggi ke kawasan yang kurang tertib kepekatan rendah. Ini dikenali sebagai penyebaran ke bawah kecerunan tumpuan. Pengangkutan pasif adalah pergerakan semulajadi serat merentasi membran ke arah kecerunan tumpuan.

Semasa pengangkutan aktif, sel mesti berfungsi dengan penyebaran semulajadi larut. Untuk melakukan ini, protein pengangkutan khusus tertanam dalam membran selular. Dikuasakan oleh protein pengangkutan adenosin trifosfat (ATP,), secara selektif menggerakkan larutan tertentu masuk atau keluar dari sel. Cara umum ATP menguasai kerja ini adalah untuk mendermakan kumpulan fosfat terminalnya ke protein pengangkutan, memicu perubahan bentuk dalam molekul protein. Perubahan konformasi menyebabkan protein memindahkan larutan yang terikat ke permukaan ekstraselularnya ke dalam sel-sel dan melepaskannya.

Satu contoh jenis protein ini ialah pam natrium-kalium. Sel-sel haiwan yang paling memegang kepekatan kalium yang lebih tinggi, dan kepekatan natrium yang lebih rendah daripada apa yang terdapat dalam persekitaran ekstraselular. Oleh kerana ion natrium membawa caj positif dan ion kalium membawa cas negatif, ketidakseimbangan ini mewakili bukan sahaja kecerunan tumpuan, tetapi juga kecerunan elektrokimia. Pam natrium-kalium bergerak tiga ion natrium keluar dari sel untuk setiap dua kali ion kalium yang dibawa ke dalamnya, menyebabkan cas negatif bersih pada sel secara keseluruhan. Perbezaan caj pada setiap sisi membran selular mencipta voltan – potensi membran – yang membolehkan sel bertindak sebagai bateri, dan kerja selular kuasa.

Seperti yang dinyatakan, pengangkutan paling aktif dikuasakan oleh ATP molekul. Kadang-kadang, sesetengah pelarut boleh bergerak ke dalam sel dengan memanfaatkan penyebaran bahan-bahan lain. Apabila bahan menyebar bergerak ke dalam sel sepanjang kecerunan yang sebelum ini dicipta oleh pengangkutan aktif, solusi lain dapat mengikatnya dan menyeberang membran serentak. Dikenali sebagai pengangkutan sekunder atau pengangkutan bersama, ini adalah bentuk trafik membran yang bertanggungjawab untuk memindahkan sukrosa ke dalam sel tumbuhan, serta mengalihkan kalsium dan glukosa ke dalam sel haiwan.