Primärer vs. sekundärer aktiver Transport
Aktiver Transport ist eine Methode, die viele Substanzen gegen ihre Konzentrationsgradienten durch biologische Membranen transportiert. Um Moleküle gegen einen Konzentrationsgradienten zu drücken, wird freie Energie aufgewendet. In eukaryotischen Zellen geschieht dies an der Plasmamembran der Zelle und Membranen spezialisierter Organellen wie Mitochondrien, Chloroplasten etc. Aktiver Transport erfordert hochspezifische Trägerproteine in der Plasmamembran und diese Proteine haben die Fähigkeit, Substanzen gegen einen Konzentrationsgradienten zu transportieren, daher als "Pumpen" bezeichnet. Zu den Hauptaufgaben des aktiven Transports gehören die Verhinderung der Zelllyse, die Aufrechterh altung ungleicher Konzentrationen verschiedener Ionen auf beiden Seiten der Zellmembran und die Aufrechterh altung des elektrochemischen Gleichgewichts über die Zellmembran. Aktiver Transport kann auf zwei verschiedene Arten erfolgen, nämlich primärer aktiver Transport und sekundärer aktiver Transport.
Was ist primärer aktiver Transport?
Beim primären aktiven Transport werden positiv geladene Ionen (H+, Ca2+, Na+ und K+) durch Transportproteine über Membranen bewegt. Die primären aktiven Transportpumpen wie Photonenpumpe, Kalziumpumpe und Natrium-Kalium-Pumpe sind sehr wichtig, um das Zellleben aufrechtzuerh alten. Beispielsweise hält die Kalziumpumpe den Ca2+-Gradienten über die Membran aufrecht, und dieser Gradient ist wichtig, um zelluläre Aktivitäten wie Sekretion, Mikrotubuli-Zusammenbau und Muskelkontraktion zu regulieren. Außerdem hält die Na+/K+-Pumpe das Membranpotential über die Plasmamembran aufrecht.
Was ist sekundärer aktiver Transport?
Die Energiequelle sekundärer aktiver Transportpumpen ist der Konzentrationsgradient eines Ions, der durch primäre Energiepumpen aufgebaut wird. Daher sind die übertragenden Substanzen immer mit Übertragungsionen gekoppelt, die für die treibende Kraft verantwortlich sind. In den meisten tierischen Zellen ist die treibende Kraft für den sekundären aktiven Transport der Konzentrationsgradient von Na+/K+. Der sekundäre aktive Transport erfolgt durch zwei Mechanismen, die als Antiport (Austauschdiffusion) und Symport (Cotransport) bezeichnet werden. Im Antiport bewegen sich treibende Ionen und Transportmoleküle in die entgegengesetzte Richtung. Die meisten Ionen werden durch diesen Mechanismus ausgetauscht. Beispielsweise wird durch diesen Mechanismus eine gekoppelte Bewegung von Chlorid- und Bicarbonat-Ionen durch die Membran initiiert. Bei Symport bewegen sich die gelösten und treibenden Ionen in die gleiche Richtung. Beispielsweise werden Zucker wie Glukose und Aminosäuren durch diesen Mechanismus durch die Zellmembran transportiert.
Was ist der Unterschied zwischen primärem und sekundärem aktivem Transport?
• Beim primären aktiven Transport hydrolysieren die Proteine ATP, um den Transport direkt anzutreiben, während beim sekundären aktiven Transport die ATP-Hydrolyse indirekt erfolgt, um den Transport anzutreiben.
• Im Gegensatz zu den Proteinen, die am primären aktiven Transport beteiligt sind, brechen Transportproteine, die am sekundären aktiven Transport beteiligt sind, keine ATP-Moleküle.
• Die treibende Kraft für die sekundären aktiven Pumpen wird von den Ionenpumpen erh alten, die aus den primären aktiven Transportpumpen resultieren.
• Ionen wie H+, Ca2+, Na+ und K+ werden durch primäre aktive Pumpen durch die Membran transportiert, während Glukose, Aminosäuren und Ionen wie Bikarbonat und Chlorid durch sekundären aktiven Transport transportiert werden.
• Im Gegensatz zum sekundären aktiven Transport hält der primäre aktive Transport den elektrochemischen Gradienten über die Plasmamembran aufrecht.
