Tofauti Muhimu – Usafiri Amilifu dhidi ya Uhamisho wa Kikundi
Molekuli huingia na kutoka kutoka kwa seli kupitia utando wa seli. Utando wa seli ni utando unaoweza kupenyeka kwa hiari ambao hudhibiti mwendo wa molekuli. Molekuli kawaida husogea kutoka kwa ukolezi wa juu hadi ukolezi wa chini kando ya gradient ya ukolezi. Inatokea tu bila uingizaji wa nishati. Hata hivyo, pia kuna baadhi ya hali ambapo molekuli husafiri kwenye membrane dhidi ya gradient ya ukolezi, kutoka kwa mkusanyiko wa chini hadi mkusanyiko wa juu. Utaratibu huu unahitaji pembejeo ya nishati, ambayo inajulikana kama usafiri wa kazi. Uhamisho wa kikundi ni aina nyingine ya usafiri amilifu ambapo molekuli fulani husafirishwa hadi kwenye seli kwa kutumia nishati inayotokana na fosforasi. Tofauti kuu kati ya usafiri amilifu na uhamishaji wa kikundi ni kwamba katika usafiri amilifu, vitu havibadilishwi kemikali wakati wa kusogezwa kwenye utando ilhali, kwa kikundi, vitu vya uhamishaji vinarekebishwa kwa kemikali.
Usafiri Amilifu ni nini?
Usafiri amilifu ni mbinu ya kusafirisha molekuli kwenye utando unaopitisha maji dhidi ya gradient ya ukolezi au kipenyo cha kielektroniki kwa kutumia nishati iliyotolewa kutoka kwa hidrolisisi ya ATP. Kuna hali nyingi ambapo seli huhitaji vitu fulani kama vile ayoni, glukosi, amino asidi, n.k. katika viwango vya juu au vyema. Katika matukio haya, usafiri amilifu hubeba vitu kutoka kwa mkusanyiko wa chini hadi ukolezi wa juu dhidi ya gradient ya mkusanyiko kwa kutumia nishati na hujilimbikiza ndani ya seli. Kwa hivyo, mchakato huu kila mara huhusishwa na mmenyuko wa nguvu unaojitokeza kama vile hidrolisisi ya ATP, ambayo hutoa nishati kufanya kazi dhidi ya nishati chanya ya Gibbs ya mchakato wa usafirishaji.
Usafiri amilifu unaweza kugawanywa katika aina mbili: usafiri wa msingi amilifu na usafiri wa pili amilifu. Usafiri wa kimsingi amilifu unaendeshwa kwa kutumia nishati ya kemikali inayotokana na ATP. Usafiri wa pili amilifu hutumia nishati inayoweza kutolewa kutoka kwa kipenyo cha kielektroniki.
Protini mahususi za mtoa huduma wa transmembrane na protini za njia hurahisisha usafiri amilifu. Mchakato wa usafirishaji unaofanya kazi hutegemea mabadiliko yanayofanana ya mbebaji au protini za pore za membrane. Kwa mfano, pampu ya ioni ya potasiamu ya sodiamu huonyesha mabadiliko yanayorudiwa ya upatanifu wakati ayoni za potasiamu na ayoni za sodiamu zinasafirishwa ndani na nje ya seli mtawalia kwa usafiri amilifu.
Kuna visafirishaji vingi vya msingi na vya pili amilifu katika utando wa seli. Miongoni mwayo, pampu ya sodiamu-potasiamu, pampu ya kalsiamu, pampu ya protoni, kisafirishaji cha ABC na kilinganishi cha glukosi ni baadhi ya mifano.
Kielelezo 01: Usafiri amilifu kupitia pampu ya sodiamu-potasiamu
Uhamisho wa Kikundi ni nini?
Uhamisho wa kikundi ni aina nyingine ya usafiri amilifu ambapo dutu huathiriwa na urekebishaji wa ushirikiano wakati wa kusogezwa kwenye membrane. Phosphorylation ni marekebisho kuu yanayofanywa na vitu vilivyosafirishwa. Wakati wa phosphorylation, kikundi cha phosphate kinahamishwa kutoka molekuli moja hadi nyingine. Vikundi vya phosphate vinaunganishwa na vifungo vya juu vya nishati. Kwa hivyo, wakati dhamana ya phosphate inapovunjika, kiasi kikubwa cha nishati hutolewa na hutumiwa kwa usafiri wa kazi. Vikundi vya Phosphate huongezwa kwa molekuli zinazoingia kwenye seli. Mara tu wanapovuka utando wa seli, hurejeshwa kwa fomu isiyobadilishwa.
Mfumo wa phosphotransferase waPEP ni mfano mzuri wa uhamishaji wa kikundi unaoonyeshwa na bakteria kwa kumeza sukari. Kwa mfumo huu, molekuli za sukari kama vile glukosi, mannose, na fructose husafirishwa hadi kwenye seli huku zikibadilishwa kemikali. Molekuli za sukari huwa phosphorylated wakati wa kuingia kwenye seli. Nishati na kikundi cha fosphorili hutolewa na PEP.
Kielelezo 02: Mfumo wa phosphotransferase wa PEP
Kuna tofauti gani kati ya Usafiri Amilifu na Uhamisho wa Kikundi?
Usafiri Amilifu dhidi ya Uhamisho wa Kikundi |
|
| Usafiri amilifu ni usogeaji wa ayoni au molekuli kupitia utando unaopitisha maji kutoka kwenye ukolezi wa chini hadi ukolezi wa juu zaidi, unaotumia nishati. | Uhamisho wa kikundi ni utaratibu amilifu wa usafirishaji ambapo molekuli hubadilishwa kemikali wakati wa kusogea kwenye utando. |
| Marekebisho ya Kemikali | |
| Molekuli huwa hazirekebishwi wakati wa usafirishaji. | Molekuli zina fosforasi na kubadilishwa kemikali wakati wa uhamishaji wa kikundi. |
| Mifano | |
| Pampu ya ioni ya sodiamu-potasiamu ni mfano mzuri kwa usafiri amilifu. | Mfumo wa PEP phosphotransferase katika bakteria ni mfano mzuri wa uhamishaji wa kikundi. |
Muhtasari – Usafiri Amilifu dhidi ya Uhamisho wa Kikundi
Utando wa seli ni kizuizi kinachoweza kupenyeka kwa urahisi, ambacho hurahisisha kupita kwa ayoni na molekuli. Molekuli husogea kutoka mkusanyiko wa juu hadi ukolezi wa chini kando ya gradient ya ukolezi. Wakati molekuli zinahitajika kusafiri kutoka kwa mkusanyiko wa chini hadi mkusanyiko wa juu dhidi ya gradient ya mkusanyiko, ni muhimu kutoa pembejeo ya nishati. Usogeaji wa ayoni au molekuli kwenye utando unaoweza kupenyeka dhidi ya upinde rangi wa mkusanyiko kwa usaidizi wa protini na nishati hujulikana kama usafiri tendaji. Uhamisho wa kikundi ni aina ya usafiri amilifu ambao husafirisha molekuli baada ya kubadilishwa kemikali. Hii ndiyo tofauti kati ya usafiri amilifu na uhamishaji wa kikundi.
