Hauptunterschied – Aktiver Transport vs. Gruppentranslokation
Moleküle gelangen über Zellmembranen in die Zelle hinein und heraus. Die Zellmembran ist eine selektiv durchlässige Membran, die die Bewegung von Molekülen steuert. Moleküle bewegen sich natürlich entlang des Konzentrationsgradienten von einer höheren Konzentration zu einer niedrigeren Konzentration. Sie erfolgt passiv ohne Energiezufuhr. Es gibt jedoch auch einige Situationen, in denen Moleküle gegen den Konzentrationsgradienten von einer niedrigeren Konzentration zu einer höheren Konzentration durch die Membran wandern. Dieser Vorgang erfordert eine Energiezufuhr, die als aktiver Transport bezeichnet wird. Die Gruppentranslokation ist eine weitere Form des aktiven Transports, bei der bestimmte Moleküle unter Verwendung von Energie aus der Phosphorylierung zu Zellen transportiert werden. Der Hauptunterschied zwischen aktivem Transport und Gruppentranslokation besteht darin, dass beim aktiven Transport Substanzen während der Bewegung durch die Membran nicht chemisch modifiziert werden, während Translokationssubstanzen in der Gruppe chemisch modifiziert werden.
Was ist aktiver Transport?
Aktiver Transport ist eine Methode zum Transportieren von Molekülen durch die semipermeable Membran gegen den Konzentrationsgradienten oder elektrochemischen Gradienten, indem die bei der ATP-Hydrolyse freigesetzte Energie genutzt wird. Es gibt zahlreiche Situationen, in denen Zellen bestimmte Substanzen wie Ionen, Glukose, Aminosäuren usw. in höheren oder geeigneten Konzentrationen benötigen. In diesen Fällen trägt der aktive Transport Substanzen von einer niedrigeren Konzentration zu einer höheren Konzentration entgegen dem Konzentrationsgradienten unter Verwendung von Energie und reichert sich in den Zellen an. Daher ist dieser Prozess immer mit einer spontanen exergonischen Reaktion wie der ATP-Hydrolyse verbunden, die Energie liefert, um gegen die positive Gibbs-Energie des Transportprozesses zu arbeiten.
Aktiver Transport kann in zwei Formen unterteilt werden: primärer aktiver Transport und sekundärer aktiver Transport. Der primäre aktive Transport wird unter Verwendung der aus ATP gewonnenen chemischen Energie angetrieben. Sekundärer aktiver Transport nutzt potenzielle Energie, die aus dem elektrochemischen Gradienten stammt.
Spezifische Transmembran-Trägerproteine und Kanalproteine erleichtern den aktiven Transport. Der aktive Transportprozess hängt von den Konformationsänderungen der Träger- oder Porenproteine der Membran ab. Beispielsweise zeigt die Natrium-Kalium-Ionenpumpe wiederholt Konformationsänderungen, wenn Kaliumionen und Natriumionen durch aktiven Transport in die Zelle hinein und aus der Zelle heraus transportiert werden.
Es gibt viele primäre und sekundäre aktive Transporter in den Zellmembranen. Darunter sind Natrium-Kalium-Pumpe, Calcium-Pumpe, Protonen-Pumpe, ABC-Transporter und Glukose-Symporter einige Beispiele.
Abbildung 01: Aktiver Transport über Natrium-Kalium-Pumpe
Was ist Gruppentranslokation?
Gruppentranslokation ist eine weitere Form des aktiven Transports, bei der Substanzen während der Bewegung durch die Membran einer kovalenten Modifikation unterzogen werden. Die Phosphorylierung ist die wichtigste Modifikation, der transportierte Substanzen unterliegen. Bei der Phosphorylierung wird eine Phosphatgruppe von einem Molekül auf ein anderes übertragen. Phosphatgruppen sind durch hochenergetische Bindungen verbunden. Beim Bruch einer Phosphatbindung wird also relativ viel Energie freigesetzt und für den aktiven Transport verwendet. Den Molekülen, die in die Zelle gelangen, werden Phosphatgruppen hinzugefügt. Sobald sie die Zellmembran passieren, werden sie in die unveränderte Form zurückgeführt.
Das PEP-Phosphotransferase-System ist ein gutes Beispiel für die Gruppentranslokation, die von Bakterien für die Zuckeraufnahme gezeigt wird. Durch dieses System werden Zuckermoleküle wie Glucose, Mannose und Fructose in die Zelle transportiert, während sie chemisch modifiziert werden. Zuckermoleküle werden beim Eintritt in die Zelle phosphoryliert. Die Energie und die Phosphorylgruppe werden von PEP bereitgestellt.
Abbildung 02: PEP-Phosphotransferase-System
Was ist der Unterschied zwischen aktivem Transport und Gruppentranslokation?
Aktiver Transport vs. Gruppentranslokation |
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| Aktiver Transport ist die Bewegung von Ionen oder Molekülen durch eine semipermeable Membran von einer niedrigeren Konzentration zu einer höheren Konzentration, wobei Energie verbraucht wird. | Gruppentranslokation ist ein aktiver Transportmechanismus, bei dem Moleküle während der Bewegung durch die Membran chemisch modifiziert werden. |
| Chemische Modifikation | |
| Moleküle werden während des Transports normalerweise nicht modifiziert. | Moleküle werden während der Gruppentranslokation phosphoryliert und chemisch modifiziert. |
| Beispiele | |
| Natrium-Kalium-Ionenpumpe ist ein gutes Beispiel für aktiven Transport. | PEP-Phosphotransferase-System in Bakterien ist ein gutes Beispiel für Gruppentranslokation. |
Zusammenfassung – Aktiver Transport vs. Gruppentranslokation
Die Zellmembran ist eine selektiv durchlässige Barriere, die den Durchgang von Ionen und Molekülen erleichtert. Moleküle bewegen sich entlang des Konzentrationsgradienten von einer hohen Konzentration zu einer niedrigen Konzentration. Wenn die Moleküle von einer niedrigeren Konzentration zu einer höheren Konzentration gegen den Konzentrationsgradienten wandern müssen, ist es notwendig, eine Energiezufuhr bereitzustellen. Die Bewegung von Ionen oder Molekülen durch eine semipermeable Membran entgegen dem Konzentrationsgradienten mit Hilfe von Proteinen und Energie wird als aktiver Transport bezeichnet. Die Gruppentranslokation ist eine Art aktiver Transport, der Moleküle transportiert, nachdem sie chemisch modifiziert wurden. Dies ist der Unterschied zwischen aktivem Transport und Gruppentranslokation.
