הבדל מפתח - תחבורה פעילה לעומת טרנסלוקציה קבוצתית
מולקולות עוברות פנימה והחוצה מהתאים דרך ממברנות התא. קרום התא הוא קרום חדיר באופן סלקטיבי השולט בתנועת מולקולות. מולקולות עוברות באופן טבעי מריכוז גבוה יותר לריכוז נמוך יותר לאורך שיפוע הריכוז. זה מתרחש באופן פסיבי ללא כניסת אנרגיה. עם זאת, ישנם גם מצבים שבהם מולקולות נעות על פני הממברנה כנגד שיפוע הריכוז, מריכוז נמוך יותר לריכוז גבוה יותר. תהליך זה דורש הזנת אנרגיה, המכונה הובלה אקטיבית.טרנסלוקציה קבוצתית היא צורה נוספת של הובלה פעילה שבה מולקולות מסוימות מועברות לתאים באמצעות אנרגיה שמקורה בזרחון. ההבדל העיקרי בין הובלה פעילה לטרנסלוקציה קבוצתית הוא שבהובלה פעילה, חומרים אינם משתנים כימית במהלך התנועה על פני הממברנה, בעוד שבקבוצה, חומרי טרנסלוקציה עוברים שינוי כימי.
מה זה תחבורה פעילה?
תחבורה אקטיבית היא שיטה להובלת מולקולות על פני הממברנה החדירה למחצה כנגד שיפוע הריכוז או שיפוע האלקטרוכימי על ידי ניצול האנרגיה המשתחררת מהידרוליזה של ATP. ישנם מצבים רבים שבהם תאים דורשים חומרים מסוימים כגון יונים, גלוקוז, חומצות אמינו וכו' בריכוזים גבוהים או מתאימים. במקרים אלו, הובלה פעילה נושאת חומרים מריכוז נמוך יותר לריכוז גבוה יותר כנגד שיפוע הריכוז תוך שימוש באנרגיה ומצטברת בתוך התאים.לכן, תהליך זה קשור תמיד לתגובה אקסטרגונית ספונטנית כמו הידרוליזה של ATP, המספקת אנרגיה לעבודה נגד אנרגיית גיבס החיובית של תהליך ההובלה.
תחבורה פעילה ניתן לחלק לשתי צורות: הובלה פעילה ראשונית ותחבורה פעילה משנית. הובלה פעילה ראשונית מונעת באמצעות האנרגיה הכימית המופקת מ-ATP. הובלה פעילה משנית משתמשת באנרגיה פוטנציאלית הנגזרת מהשיפוע האלקטרוכימי.
חלבוני נשאים טרנסממברניים ספציפיים וחלבוני תעלות מקלים על הובלה פעילה. תהליך הובלה פעיל תלוי בשינויים הקונפורמטיביים של הנשא או חלבוני הנקבוביות של הממברנה. כדוגמה, משאבת יוני אשלגן נתרן מראה שינויים קונפורמציוניים חוזרים ונשנים כאשר יוני אשלגן ויוני נתרן מועברים לתוך התא ומחוצה לו בהתאמה על ידי הובלה פעילה.
ישנם טרנספורטרים פעילים ראשוניים ומשניים רבים בממברנות התא. ביניהם, משאבת נתרן-אשלגן, משאבת סידן, משאבת פרוטון, טרנספורטר ABC וסימפורטר גלוקוז הן כמה דוגמאות.
איור 01: הובלה פעילה באמצעות משאבת נתרן-אשלגן
מהו העברת קבוצה?
טרנסלוקציה קבוצתית היא צורה נוספת של תחבורה פעילה שבה חומרים נתונים לשינוי קוולנטי במהלך התנועה על פני הממברנה. זרחון הוא השינוי העיקרי שעובר חומרים מובלים. במהלך זרחון, קבוצת פוספט מועברת ממולקולה אחת לאחרת. לקבוצות פוספט מצטרפים קשרי אנרגיה גבוהה. מכאן שכאשר קשר פוספט נשבר, משתחררת כמות גדולה יחסית של אנרגיה ומשמשת להובלה הפעילה. קבוצות פוספט מתווספות למולקולות הנכנסות לתא. ברגע שהם חוצים את קרום התא, הם מוחזרים לצורה ללא שינוי.
PEP phosphotransferase היא דוגמה טובה לטרנסלוקציה קבוצתית שמוצגת על ידי חיידקים לספיגת סוכר. על ידי מערכת זו, מולקולות סוכר כגון גלוקוז, מנוז ופרוקטוז מועברות לתא תוך שינוי כימי. מולקולות סוכר הופכות למזרחן בעת הכניסה לתא. האנרגיה וקבוצת הפוספוריל מסופקים על ידי PEP.
איור 02: מערכת PEP phosphotransferase
מה ההבדל בין תחבורה פעילה לטרנסלוקציה קבוצתית?
תחבורה פעילה לעומת טרנסלוקציה קבוצתית |
|
| הובלה אקטיבית היא תנועה של יונים או מולקולות דרך קרום חדיר למחצה מריכוז נמוך יותר לריכוז גבוה יותר, תוך צורך באנרגיה. | טרנסלוקציה קבוצתית היא מנגנון הובלה פעיל שבו מולקולות עוברות שינוי כימי במהלך התנועה על פני הממברנה. |
| שינוי כימי | |
| מולקולות אינן משתנות בדרך כלל במהלך ההובלה. | מולקולות עוברות זרחון ומשונות כימית במהלך טרנסלוקציה קבוצתית. |
| דוגמאות | |
| משאבת יוני נתרן-אשלגן היא דוגמה טובה להובלה פעילה. | PEP phosphotransferase system בחיידקים היא דוגמה טובה לטרנסלוקציה קבוצתית. |
סיכום – תחבורה פעילה לעומת העברת קבוצה
קרום התא הוא מחסום חדיר באופן סלקטיבי, המקל על מעבר יונים ומולקולות.מולקולות עוברות מריכוז גבוה לריכוז נמוך לאורך שיפוע הריכוז. כאשר המולקולות נדרשות לנוע מריכוז נמוך יותר לריכוז גבוה יותר כנגד שיפוע הריכוז, יש צורך לספק קלט אנרגיה. התנועה של יונים או מולקולות על פני ממברנה חדירה למחצה כנגד שיפוע הריכוז בעזרת חלבונים ואנרגיה ידועה בתור תחבורה פעילה. טרנסלוקציה קבוצתית היא סוג של תחבורה פעילה אשר מובילה מולקולות לאחר שינוי כימי. זה ההבדל בין תחבורה פעילה לבין טרנסלוקציה קבוצתית.
