Active Transport: 1 차 및 2 차 개요

능동 수송은 작동하는 데 에너지가 필요하며 세포가 분자를 움직이는 방식입니다. 물질을 세포 안팎으로 운반하는 것은 전반적인 기능에 필수적입니다.

능동 전송 및 수동 전송 세포가 물질을 이동시키는 두 가지 주요 방법입니다. 능동 전송과 달리 수동 전송에는 에너지가 필요하지 않습니다. 더 쉽고 저렴한 방법은 수동 운송입니다. 그러나 대부분의 세포는 살아 남기 위해 능동적 수송에 의존해야합니다.

다른 선택의 여지가 없기 때문에 세포는 종종 능동 수송을 사용해야합니다. 때로는 확산이 세포에서 작동하지 않습니다. 능동 수송은 다음과 같은 에너지를 사용합니다. 아데노신 삼인산 (ATP) 농도 구배에 대해 분자를 이동합니다. 일반적으로이 과정에는 분자를 세포 내부로 이동시켜 전달을 돕는 단백질 운반체가 포함됩니다.

예를 들어, 세포는 당 분자를 내부로 옮기기를 원할 수 있지만 농도 구배는 수동 수송을 허용하지 않을 수 있습니다. 세포 내부에 더 낮은 농도의 당이 있고 세포 외부에 더 높은 농도가 있다면, 활성 수송은 분자를 구배에 대해 움직일 수 있습니다.

세포는 활성 수송을 위해 생성하는 에너지의 많은 부분을 사용합니다. 사실, 일부 유기체에서 생성 된 ATP의 대부분은 활성 수송으로 이동하여 세포 내부의 특정 수준의 분자를 유지합니다.

전기 화학적 구배는 전하와 화학적 농도가 다릅니다. 일부 원자와 분자는 전하를 갖기 때문에 막을 가로 질러 존재합니다. 이것은 전위차 또는 막 잠재력.

때로는 세포가 더 많은 화합물을 가져와 전기 화학적 구배에 대항하여 움직여야합니다. 이것은 에너지를 필요로하지만 더 나은 전체적인 세포 기능을 제공합니다. 세포의 나트륨 및 칼륨 구배 유지와 같은 일부 프로세스에 필요합니다. 세포는 일반적으로 나트륨이 적고 칼륨이 더 많으므로 나트륨은 세포에 들어가는 반면 칼륨은 떠납니다.

능동 수송은 세포가 일반적인 농도 구배에 대해 그들을 움직일 수있게합니다.

1 차 능동 수송은 ATP를 이동 에너지 원으로 사용합니다. 그것은 원형질막을 가로 질러 이온을 이동시켜 전하 차이를 만듭니다. 종종 다른 유형의 분자가 세포를 떠날 때 분자가 세포로 들어갑니다. 이것은 세포막 전체에 농도와 전하 차이를 생성합니다.

그만큼 나트륨-칼륨 펌프 많은 세포의 중요한 부분입니다. 펌프는 칼륨을 내부로 이동시키는 동안 나트륨을 세포 밖으로 이동시킵니다. ATP의 가수 분해는 공정 중에 필요한 에너지를 세포에 제공합니다. 나트륨-칼륨 펌프는 3 개의 나트륨 이온을 외부로 이동시키고 2 개의 칼륨 이온을 내부로 가져 오는 P 형 펌프입니다.

나트륨-칼륨 펌프는 ATP와 3 개의 나트륨 이온을 결합합니다. 그런 다음 펌프에서 인산화가 발생하여 모양이 변경됩니다. 이렇게하면 나트륨이 세포를 떠나고 칼륨 이온이 흡수됩니다. 다음으로 인산화가 역전되어 펌프의 모양이 다시 바뀌므로 칼륨이 세포로 들어갑니다. 이 펌프는 전반적인 신경 기능에 중요하며 유기체에 도움이됩니다.

다양한 유형의 기본 활성 전송기가 있습니다. P 형 ATPase나트륨-칼륨 펌프와 같은은 진핵 생물, 박테리아 및 고세균에 존재합니다.

양성자 펌프, 나트륨-칼륨 펌프 및 칼슘 펌프와 같은 이온 펌프에서 P 형 ATPase를 볼 수 있습니다. F 형 ATPase 에 존재 미토콘드리아, 엽록체 그리고 박테리아. V 형 ATPase 진핵 생물에 존재하며 ABC 수송기 (ABC는 "ATP 바인딩 카세트"를 의미) 원핵 생물과 진핵 생물.

2 차 능동 수송은 전기 화학적 기울기를 사용하여 물질을 수송합니다. 공동 수송 자. 이는 운반 된 물질이 공동 수송기 덕분에 구배를 위로 이동하는 반면, 주 기질은 구배 아래로 이동합니다.

기본적으로 2 차 능동 수송은 1 차 능동 수송이 생성하는 전기 화학적 기울기의 에너지를 사용합니다. 이것은 세포가 포도당과 같은 다른 분자를 내부로 얻을 수있게합니다. 2 차 활성 수송은 전체 세포 기능에 중요합니다.

그러나 2 차 능동 수송은 미토콘드리아의 수소 이온 구배를 통해 ATP와 같은 에너지를 만들 수도 있습니다. 예를 들어, 수소 이온에 축적 된 에너지는 이온이 채널 단백질 ATP 합성 효소를 통과 할 때 사용될 수 있습니다. 이를 통해 셀은 ADP를 ATP로 변환 할 수 있습니다.

운반 단백질 또는 펌프는 능동 수송의 중요한 부분입니다. 그들은 세포에서 물질을 운반하는 것을 돕습니다.

운반 단백질에는 세 가지 주요 유형이 있습니다. 유니 포터, 심 포터 과 안티 포터.

Uniporter는 한 가지 유형의 이온 또는 분자 만 운반하지만 symporter는 동일한 방향으로 두 개의 이온 또는 분자를 운반 할 수 있습니다. 안티 포터는 두 개의 이온 또는 분자를 다른 방향으로 운반 할 수 있습니다.

운반 단백질은 능동 및 수동 수송에 나타납니다. 일부는 일하는 데 에너지가 필요하지 않습니다. 그러나 활성 수송에 사용되는 운반 단백질은 기능을 수행하는 데 에너지가 필요합니다. ATP를 사용하면 모양을 변경할 수 있습니다. 항 포터 단백질의 예는 Na + -K + ATPase로, 세포에서 칼륨 및 나트륨 이온을 이동할 수 있습니다.

세포 내 이입 과 엑소 사이토 시스 또한 세포에서 활성 수송의 예입니다. 그들은 소포를 통해 세포 안팎으로 대량 수송 이동을 허용하므로 세포는 큰 분자를 전달할 수 있습니다. 때로는 세포에 큰 단백질이나 다른 물질이 필요합니다. 원형질막 또는 전송 채널.

이것들을 위해 거대 분자, endocytosis 및 exocytosis가 최선의 선택입니다. 그들은 능동 수송을 사용하기 때문에 둘 다 일하는 데 에너지가 필요합니다. 이러한 과정은 신경 기능과 면역 체계 기능에 역할을하기 때문에 인간에게 중요합니다.

세포 내 이입 동안 세포는 원형질막 외부에서 큰 분자를 소비합니다. 세포는 막을 사용하여 분자를 둘러싸고 접어서 먹습니다. 이것은 분자를 포함하는 막으로 둘러싸인 주머니 인 소포를 생성합니다. 그런 다음 소포가 원형질막에서 빠져 나와 분자를 세포 내부로 이동시킵니다.

큰 분자를 소비하는 것 외에도 세포는 다른 세포 또는 그 일부를 먹을 수 있습니다. 세포 내 이입의 두 가지 주요 유형은 다음과 같습니다. 식균 작용 과 피노 사이토 시스. 식균 작용은 세포가 큰 분자를 먹는 방법입니다. Pinocytosis는 세포가 세포 외액과 같은 액체를 마시는 방법입니다.

일부 세포는 주변에서 작은 영양소를 수집하기 위해 지속적으로 피노 사이토 시스를 사용합니다. 세포는 일단 내부에 있으면 작은 소포에 영양분을 보유 할 수 있습니다.

식세포 식균 작용을 사용하여 물건을 소비하는 세포입니다. 인체의 식세포의 몇 가지 예는 다음과 같습니다. 백혈구, 예: 호중구 과 단핵구. 호중구는 식균 작용을 통해 침입하는 박테리아와 싸우고 박테리아를 둘러싸고 소비하여 파괴함으로써 박테리아가 당신을 해치는 것을 방지합니다.

단핵구는 호중구보다 큽니다. 그러나 그들은 또한 식균 작용을 사용하여 박테리아 또는 죽은 세포를 소비합니다.

폐에는 또한 다음과 같은 식세포가 있습니다. 대 식세포. 먼지를 흡입하면 일부는 폐에 도달하여 폐포. 그런 다음 대 식세포가 먼지를 공격하여 둘러 쌀 수 있습니다. 그들은 본질적으로 먼지를 삼켜 폐를 건강하게 유지합니다. 인체는 강력한 방어 시스템을 가지고 있지만 때로는 잘 작동하지 않습니다.

예를 들어, 실리카 입자를 삼키는 대 식세포는 죽어 독성 물질을 방출 할 수 있습니다. 이로 인해 흉터 조직이 형성 될 수 있습니다.

아메바는 단세포이며 식균 작용에 의존하여 먹습니다. 그들은 영양분을 찾고 그들을 둘러싸고 있습니다. 그런 다음 그들은 음식을 삼켜 음식 액포를 형성합니다. 다음으로 음식 공포 아메바 내부의 리소좀과 결합하여 영양분을 분해합니다. 그만큼 리소좀 그 과정을 돕는 효소가 있습니다.

수용체 매개 세포 내 이입 세포가 필요한 특정 유형의 분자를 소비하도록합니다. 수용체 단백질 세포가 소포를 만들 수 있도록 이러한 분자에 결합하여이 과정을 돕습니다. 이것은 특정 분자가 세포에 들어갈 수있게합니다.

일반적으로 수용체 매개 엔도 사이토 시스는 세포에 유리하게 작용하며 필요한 중요한 분자를 포획 할 수 있습니다. 그러나 바이러스는 프로세스를 이용하여 세포에 들어가 감염 할 수 있습니다. 바이러스가 세포에 부착 된 후에는 세포 안으로 들어갈 방법을 찾아야합니다. 바이러스는 수용체 단백질에 결합하고 소포 안으로 들어가서이를 수행합니다.

exocytosis 동안 세포 내부의 소포는 원형질막에 합류하여 그 내용물을 방출합니다. 내용물이 셀 외부로 유출됩니다. 이것은 세포가 분자를 움직이거나 제거하려고 할 때 발생할 수 있습니다. 단백질은 세포가 이러한 방식으로 전달하고자하는 일반적인 분자입니다. 본질적으로, exocytosis는 endocytosis의 반대입니다.

이 과정은 소포가 원형질막에 융합하는 것으로 시작됩니다. 다음으로, 소포가 열리고 내부의 분자를 방출합니다. 그 내용물은 다른 세포가 사용하거나 파괴 할 수 있도록 세포 외 공간으로 들어갑니다.

세포는 단백질이나 효소를 분비하는 것과 같은 많은 과정에 exocytosis를 사용합니다. 그들은 또한 그것을 위해 그것을 사용할 수 있습니다 항체 또는 펩티드 호르몬. 일부 세포는 신경 전달 물질과 원형질막 단백질을 이동시키기 위해 exocytosis를 사용합니다.

두 가지 유형의 exocytosis가 있습니다. 칼슘 의존성 엑소 사이토 시스 과 칼슘 독립적 인 세포 외 이입. 이름에서 짐작할 수 있듯이 칼슘은 칼슘 의존성 세포 외 이입에 영향을 미칩니다. 칼슘 독립적 인 세포 외 이입에서 칼슘은 중요하지 않습니다.

많은 유기체는 골지 단지 또는 골지체 세포 밖으로 내보낼 소포를 만듭니다. 골지 복합체는 단백질과 지질을 모두 수정하고 처리 할 수 ​​있습니다. 그것은 단지를 떠나는 분비 소포에 그들을 포장합니다.

에 규제 exocytosis, 세포는 세포 외 신호 재료를 밖으로 이동합니다. 이것은 일반적으로 분비 세포와 같은 특정 세포 유형을 위해 예약되어 있습니다. 그들은 유기체가 특정 시간에 특정 양으로 필요로하는 신경 전달 물질 또는 기타 분자를 만들 수 있습니다.

유기체는 이러한 물질이 지속적으로 필요하지 않을 수 있으므로 분비 조절이 필요합니다. 일반적으로 분비 소포는 원형질막에 오랫동안 달라 붙지 않습니다. 그들은 분자를 전달하고 스스로 제거합니다.

이것의 예는 분비하는 뉴런입니다 신경 전달 물질. 이 과정은 신체의 신경 세포에서 시작하여 신경 전달 물질로 채워진 소포를 만듭니다. 그런 다음 이러한 소포는 세포의 원형질막으로 이동하여 기다립니다.

다음으로, 그들은 칼슘 이온을 포함하는 신호를 수신하고 소포는 시냅스 전 막으로 이동합니다. 칼슘 이온의 두 번째 신호는 소포가 막에 부착되어 융합하도록 지시합니다. 이것은 신경 전달 물질이 방출되도록합니다.

능동적 수송은 세포의 중요한 과정입니다. 원핵 생물과 진핵 생물 모두 분자를 세포 안팎으로 이동시키는 데 사용할 수 있습니다. 능동 수송은 ATP와 같은 에너지가 있어야 작동하며 때로는 세포가 기능 할 수있는 유일한 방법입니다.

세포는 확산이 원하는 것을 얻지 못할 수 있기 때문에 능동 수송에 의존합니다. 활성 수송은 분자를 농도 구배에 대해 움직일 수 있으므로 세포는 설탕이나 단백질과 같은 영양소를 포착 할 수 있습니다. 단백질 운반체는 이러한 과정에서 중요한 역할을합니다.