Transporte activo: una visión general de primaria y secundaria

el transporte activo requiere energía para funcionar, y así es como una célula mueve las moléculas. el transporte de materiales dentro y fuera de las celdas es esencial para la función general. El transporte activo y el transporte pasivo son las dos formas principales en que las células mueven sustancias. a diferencia del transporte activo, el transporte pasivo no requiere energía. La forma más fácil y económica es el transporte pasivo. sin embargo, la mayoría de las células tienen que confiar en el transporte activo para mantenerse con vida.

Las celdas a menudo tienen que usar transporte activo porque no hay otra opción. A veces, la difusión no funciona para las células. el transporte activo utiliza energía como el trifosfato de adenosina (atp) para mover las moléculas en contra de sus gradientes de concentración. por lo general, el proceso involucra un portador de proteínas que ayuda a la transferencia al mover las moléculas hacia el interior de la célula.

por ejemplo, una célula puede querer mover moléculas de azúcar adentro, pero el gradiente de concentración puede no permitir el transporte pasivo. Si hay una menor concentración de azúcar dentro de la célula y una mayor concentración fuera de la célula, entonces el transporte activo puede mover las moléculas contra el gradiente. Las células utilizan una gran parte de la energía que crean para el transporte activo. de hecho, en algunos organismos, la mayoría del ATP generado se dirige hacia el transporte activo y al mantenimiento de ciertos niveles de moléculas dentro de las células.

Los gradientes electroquímicos tienen diferentes cargas y concentraciones químicas. existen a través de una membrana porque algunos átomos y moléculas tienen cargas eléctricas. esto significa que hay una diferencia de potencial eléctrico o potencial de membrana .

a veces, la célula necesita incorporar más compuestos y moverse contra el gradiente electroquímico. esto requiere energía pero se amortiza en una mejor función celular en general. se requiere para algunos procesos, como el mantenimiento de gradientes de sodio y potasio en las células. Las células generalmente tienen menos sodio y más potasio en el interior, por lo que el sodio tiende a entrar en la célula mientras que el potasio se va. el transporte activo permite a la célula moverlos contra sus gradientes de concentración habituales.

El transporte activo primario utiliza atp como fuente de energía para el movimiento. mueve iones a través de la membrana plasmática, lo que crea una diferencia de carga. a menudo, una molécula entra en la célula cuando otro tipo de molécula abandona la célula. esto crea tanto diferencias de concentración como de carga a través de la membrana de la célula.

La bomba de sodio-potasio es una parte crucial de muchas células. la bomba mueve el sodio fuera de la célula mientras mueve el potasio hacia adentro. La hidrólisis de atp le da a la célula la energía que necesita durante el proceso. La bomba de sodio-potasio es una bomba tipo p que mueve tres iones de sodio al exterior y trae dos iones de potasio al interior.

La bomba de sodio-potasio se une a atp y los tres iones de sodio. luego, la fosforilación ocurre en la bomba de modo que cambia su forma. esto permite que el sodio salga de la célula y que los iones de potasio sean recogidos. a continuación, la fosforilación se invierte, lo que de nuevo cambia la forma de la bomba, por lo que el potasio entra en la célula. Esta bomba es importante para la función nerviosa general y beneficia al organismo.

Hay diferentes tipos de transportadores activos primarios. La p-tipo atpase , como la bomba de sodio-potasio, existe en eucariotas, bacterias y arqueas. Se puede ver una p-tipo atpase en bombas de iones como bombas de protones, bombas de sodio-potasio y bombas de calcio. La atpase tipo f existe en mitocondrias, cloroplastos y bacterias. La v-tipo atpase existe en eucariotas, y el transportador abc (abc significa "casete de unión atp") existe tanto en procariotas como en eucariotas.

El transporte activo secundario utiliza gradientes electroquímicos para transportar sustancias con la ayuda de un cotransportador . permite que las sustancias transportadas suban sus gradientes gracias al cotransportador, mientras que el sustrato principal se mueve hacia abajo de su gradiente. Básicamente, el transporte activo secundario utiliza la energía de los gradientes electroquímicos que crea el transporte activo primario. esto permite que la célula consiga otras moléculas, como la glucosa, dentro. El transporte activo secundario es importante para la función celular en general.

sin embargo, el transporte activo secundario también puede generar energía como atp a través del gradiente de iones de hidrógeno en las mitocondrias. por ejemplo, la energía que se acumula en los iones de hidrógeno puede usarse cuando los iones pasan a través de la proteína del canal atp sintasa. esto permite que la celda convierta adp a atp.

Las proteínas o bombas portadoras son una parte crucial del transporte activo. Ayudan a transportar materiales en la celda. hay tres tipos principales de proteínas portadoras: uniporters , symporters y antiporters . los uniportadores llevan solo un tipo de ión o molécula, pero los simportadores pueden llevar dos iones o moléculas en la misma dirección. Los antiportadores pueden transportar dos iones o moléculas en diferentes direcciones.

Es importante tener en cuenta que las proteínas portadoras aparecen en el transporte activo y pasivo. Algunos no necesitan energía para trabajar. sin embargo, las proteínas transportadoras utilizadas en el transporte activo necesitan energía para funcionar. atp les permite hacer cambios de forma. un ejemplo de una proteína portadora antiportadora es na + -k + atpase, que puede mover iones de potasio y sodio en la célula.

La endocitosis y la exocitosis también son ejemplos de transporte activo en la célula. Permiten un movimiento de transporte masivo dentro y fuera de las células a través de vesículas, por lo que las células pueden transferir moléculas grandes. a veces las células necesitan una proteína grande u otra sustancia que no se ajuste a través de la membrana plasmática o los canales de transporte. Para estas macromoléculas, la endocitosis y la exocitosis son las mejores opciones. Ya que usan el transporte activo, ambos necesitan energía para trabajar. estos procesos son importantes para los humanos porque desempeñan funciones en la función nerviosa y en la función del sistema inmunológico.

Durante la endocitosis, la célula consume una gran molécula fuera de su membrana plasmática. La célula utiliza su membrana para rodear y comer la molécula al plegarla. esto crea una vesícula, que es un saco rodeado por una membrana, que contiene la molécula. luego, la vesícula sale de la membrana plasmática y mueve la molécula hacia el interior de la célula.

Además de consumir moléculas grandes, la célula puede comer otras células o partes de ellas. Los dos tipos principales de endocitosis son la fagocitosis y la pinocitosis . La fagocitosis es cómo una célula come una molécula grande. La pinocitosis es la forma en que una célula bebe líquidos como el líquido extracelular. Algunas células utilizan constantemente la pinocitosis para recoger pequeños nutrientes de su entorno. Las células pueden mantener los nutrientes en pequeñas vesículas una vez que están dentro.

Los fagocitos son células que usan la fagocitosis para consumir cosas. Algunos ejemplos de fagocitos en el cuerpo humano son los glóbulos blancos, como los neutrófilos y los monocitos . Los neutrófilos combaten las bacterias invasoras a través de la fagocitosis y ayudan a evitar que las bacterias te hagan daño rodeando a las bacterias, consumiéndolas y destruyéndolas. Los monocitos son más grandes que los neutrófilos. sin embargo, también usan la fagocitosis para consumir bacterias o células muertas.

Sus pulmones también tienen fagocitos llamados macrófagos . Cuando inhala polvo, parte de él llega a sus pulmones y entra en los sacos de aire llamados alvéolos. entonces, los macrófagos pueden atacar el polvo y rodearlo. Básicamente se tragan el polvo para mantener sus pulmones sanos. Aunque el cuerpo humano tiene un sistema de defensa fuerte, a veces no funciona bien. por ejemplo, los macrófagos que tragan partículas de sílice pueden morir y emitir sustancias tóxicas. Esto puede causar la formación de tejido cicatricial.

Las amebas son unicelulares y dependen de la fagocitosis para comer. Buscan nutrientes y los rodean; luego, engullen la comida y forman una vacuola de comida. A continuación, la vacuola de alimentos se une a un lisosoma dentro de las amebas para descomponer los nutrientes. El lisosoma tiene enzimas que ayudan al proceso.

La endocitosis mediada por receptores permite que las células consuman tipos específicos de moléculas que necesitan. Las proteínas receptoras ayudan a este proceso al unirse a estas moléculas para que la célula pueda formar una vesícula. esto permite que las moléculas específicas entren en la célula.

Por lo general, la endocitosis mediada por receptores funciona a favor de la célula y le permite capturar las moléculas importantes que necesita. sin embargo, los virus pueden explotar el proceso para ingresar a la célula e infectarla. después de que un virus se adhiere a una célula, tiene que encontrar una manera de entrar dentro de la célula. los virus logran esto al unirse a las proteínas receptoras y entrar en las vesículas.

Durante la exocitosis, las vesículas dentro de la célula se unen a la membrana plasmática y liberan su contenido; El contenido se derrama fuera de la celda. Esto puede suceder cuando una célula quiere moverse o deshacerse de una molécula. La proteína es una molécula común que las células quieren transferir de esta manera. En esencia, la exocitosis es lo opuesto a la endocitosis.

el proceso comienza con una vesícula que se fusiona con la membrana plasmática. A continuación, la vesícula se abre y libera las moléculas en su interior. sus contenidos entran en el espacio extracelular para que otras células puedan usarlos o destruirlos.

las células utilizan la exocitosis para muchos procesos, como la secreción de proteínas o enzimas. También pueden usarlo para anticuerpos u hormonas peptídicas. Algunas células incluso utilizan la exocitosis para mover los neurotransmisores y las proteínas de la membrana plasmática.

hay dos tipos de exocitosis: dependientes de calcio exocitosis y exocitosis independiente de calcio . Como puede adivinar por el nombre, el calcio afecta la exocitosis dependiente de calcio. En la exocitosis independiente del calcio, el calcio no es importante.

muchos organismos utilizan un orgánulo llamado complejo de golgi o aparato de golgi para crear las vesículas que serán exportadas fuera de las células. El complejo de Golgi puede modificar y procesar tanto proteínas como lípidos. Los empaqueta en vesículas secretoras que abandonan el complejo.

En la exocitosis regulada , la célula necesita señales extracelulares para sacar los materiales. Esto generalmente se reserva para tipos específicos de células como las células secretoras. pueden producir neurotransmisores u otras moléculas que el organismo necesita en ciertos momentos en ciertas cantidades. El organismo puede no necesitar estas sustancias de forma constante, por lo que es necesario regular su secreción. En general, las vesículas secretoras no se adhieren a la membrana plasmática por mucho tiempo. Entregan las moléculas y se retiran.

un ejemplo de esto es una neurona que secreta neurotransmisores . el proceso comienza con una célula neuronal en su cuerpo creando una vesícula llena de neurotransmisores. luego, estas vesículas viajan a la membrana plasmática de la célula y esperan. A continuación, reciben una señal, que involucra iones de calcio, y las vesículas van a la membrana presináptica. una segunda señal de iones de calcio indica a las vesículas que se adhieran a la membrana y se fusionen con ella. esto permite que los neurotransmisores sean liberados.

El transporte activo es un proceso importante para las células. Tanto los procariotas como los eucariotas pueden usarlo para mover moléculas dentro y fuera de sus células. el transporte activo debe tener energía, como atp, para funcionar, y algunas veces es la única forma en que una célula puede funcionar. las células dependen del transporte activo porque la difusión puede no obtener lo que desean. el transporte activo puede mover las moléculas en contra de sus gradientes de concentración, por lo que las células pueden capturar nutrientes como el azúcar o las proteínas. Los portadores de proteínas juegan un papel importante durante estos procesos.