Moleculen passeren in en uit de cellen via celmembranen. Het celmembraan is een selectief permeabel membraan dat de beweging van moleculen controleert. Moleculen gaan van nature van een hogere concentratie naar een lagere concentratie langs de concentratiegradiënt. Het gebeurt passief zonder een energie-input. Er zijn echter ook enkele situaties waarin moleculen over het membraan reizen tegen de concentratiegradiënt, van een lagere concentratie naar een hogere concentratie. Dit proces vereist een energie-input, die bekend staat als actief transport. Groepstranslocatie is een andere vorm van actief transport waarbij bepaalde moleculen naar cellen worden getransporteerd met behulp van energie afkomstig van fosforylering. Het belangrijkste verschil tussen actief transport en groepstranslocatie is dat in actief transport, stoffen worden niet chemisch gemodificeerd tijdens de beweging over het membraan terwijl, in groep worden translocatiesubstanties chemisch gemodificeerd.
INHOUD
1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is actief transport
3. Wat is Groepsvertaallocatie
4. Vergelijking zij aan zij - Actief vervoer versus groepsverplaatsing
5. Samenvatting
Actief transport is een methode voor het transporteren van moleculen over het semipermeabele membraan tegen de concentratiegradiënt of elektrochemische gradiënt door gebruik te maken van de energie die vrijkomt bij ATP-hydrolyse. Er zijn talloze situaties waarin cellen bepaalde stoffen zoals ionen, glucose, aminozuren, enz. Vereisen bij hogere of juiste concentraties. In deze gevallen voert actief transport stoffen met een lagere concentratie naar een hogere concentratie tegen de concentratiegradiënt door gebruik te maken van energie en hoopt zich op in de cellen. Daarom gaat dit proces altijd gepaard met een spontane exergonische reactie zoals ATP-hydrolyse, die energie levert tegen de positieve Gibbs-energie van het transportproces.
Actief transport kan worden onderverdeeld in twee vormen: primair actief transport en secundair actief transport. Primair actief transport wordt aangedreven met behulp van de chemische energie afgeleid van ATP. Secundair actief transport maakt gebruik van potentiële energie afgeleid van de elektrochemische gradiënt.
Specifieke transmembraandrager-eiwitten en kanaaleiwitten bevorderen actief transport. Het actieve transportproces hangt af van de conformatieveranderingen van de drager- of poreiwitten van het membraan. Als een voorbeeld toont de natriumkaliumionpomp herhaalde conformatieveranderingen wanneer kaliumionen en natriumionen respectievelijk in en uit de cel worden getransporteerd door actief transport..
Er zijn veel primaire en secundaire actieve transporters in de celmembranen. Hieronder zijn enkele voorbeelden van natrium-kaliumpomp, calciumpomp, protonpomp, ABC-transporter en glucosespiegelmeter.
Figuur 01: Actief transport via natrium-kaliumpomp
Groepstranslocatie is een andere vorm van actief transport waarbij stoffen tijdens de beweging over het membraan aan covalente modificatie worden onderworpen. Fosforylering is de belangrijkste wijziging die wordt ondergaan door getransporteerde stoffen. Tijdens fosforylatie wordt een fosfaatgroep van het ene molecuul naar het andere overgebracht. Fosfaatgroepen worden verbonden door hoge energie-bindingen. Vandaar dat, wanneer een fosfaatbinding breekt, een relatief grote hoeveelheid energie wordt vrijgegeven en wordt gebruikt voor het actieve transport. Fosfaatgroepen worden toegevoegd aan de moleculen die de cel binnenkomen. Zodra ze het celmembraan passeren, keren ze terug naar de ongewijzigde vorm.
PEP-fosfotransferase-systeem is een goed voorbeeld voor groepstranslocatie die door bacteriën wordt getoond voor suikeropname. Door dit systeem worden suikermoleculen zoals glucose, mannose en fructose getransporteerd naar de cel terwijl ze chemisch worden gemodificeerd. Suiker moleculen worden gefosforyleerd bij het binnenkomen van de cel. De energie en de fosforylgroep worden geleverd door PEP.
Figuur 02: PEP-fosfotransferase-systeem
Actief transport versus groepsverandering | |
Actief transport is de beweging van ionen of moleculen door een semipermeabel membraan van een lagere concentratie naar een hogere concentratie, waarbij energie wordt verbruikt. | Groepstranslocatie is een actief transportmechanisme waarbij moleculen chemisch worden gemodificeerd tijdens de beweging over het membraan. |
Chemische modificatie | |
Moleculen worden normaal gesproken tijdens het transport niet gewijzigd. | Moleculen worden gefosforyleerd en chemisch gemodificeerd tijdens groepstranslocatie. |
Voorbeelden | |
Natrium-kalium-ionenpomp is een goed voorbeeld voor actief transport. | PEP-fosfotransferase-systeem in bacteriën is een goed voorbeeld voor groepstranslocatie. |
Het celmembraan is een selectief doorlatende barrière, die de doorgang van ionen en moleculen vergemakkelijkt. Moleculen verplaatsen zich van een hoge concentratie naar een lage concentratie langs de concentratiegradiënt. Wanneer de moleculen moeten reizen van een lagere concentratie naar een hogere concentratie tegen de concentratiegradiënt, is het noodzakelijk om een energie-invoer te verschaffen. De beweging van ionen of moleculen over een semipermeabel membraan tegen de concentratiegradiënt met behulp van eiwitten en energie staat bekend als actief transport. Groepstranslocatie is een soort actief transport dat moleculen transporteert nadat het chemisch is gemodificeerd. Dit is het verschil tussen actief transport en groepstranslocatie.
Referentie:
1. Metzler, David E. en Carol M. Metzler. "Biochemistry." Google Boeken. N.p., n.d. Web. 17 mei 2017.
2. "Actief transport." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 14 mei 2017. Web. 18 mei 2017. .
3. "Group Translocation - PEP: PTS." Encyclopedia of Life Sciences. N.p., n.d. Web. 18 mei 2017. .
Afbeelding met dank aan:
1. "Schema natrium-kaliumpomp-en" door LadyofHats Mariana Ruiz Villarreal - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Fosfotransferase-systeem" door Yikrazuul - eigen werk; ISBN 978-3-13-444608-1; S. 505 (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia