Hãy cho biết thế nào là vận chuyển chủ động. Quá trình vận chuyển chủ động cần có những yếu tố nào?

Câu hỏi: Hãy cho biết thế nào là vận chuyển chủ động. Quá trình vận chuyển chủ động cần có những yếu tố nào?

Trả lời:

- Vận chuyển chủ động là phương thức vận chuyển các chất từ nơi có nồng độ chất tan thấp sang nơi có nồng độ cao.

- Quá trình này cần protein vận chuyển và có sự tiêu tốn năng lượng.

* Khái niệm và các cơ chế vận chuyển trong tế bào

Trong sinh học tế bào, vận chuyển chủ động là sự di chuyển của phân tử xuyên qua màng từ vùng mà chúng tập trung thấp sang vùng mà chúng tập trung cao hơn chống lại gradient tập trung. Vận chuyển chủ động cần có năng lượng tế bào để có thể di chuyển kiểu này. Có hai loại vận chuyển chủ động: vận chuyển chủ động sơ cấp sử dụng ATP, và vận chuyển chủ động thứ cấp sử dụng gradient điện hóa. Một ví dụ của vận chuyển chủ động trong sinh lý ở người là việc hấp thu glucose trong ruột.

Vận chuyển chủ động là sự di chuyển của phân tử xuyên qua màng từ vùng mà chúng tập trung thấp sang vùng mà chúng tập trung cao hơn chống lại gradient tập trung hoặc các yếu tố ngăn cản khác.

Không giống như vận chuyển thụ động, thứ sử dụng động năng và entropy tự nhiên của phân tử di chuyển xuống một gradien, vận chuyển chủ động sử dụng năng lượng tế bào để di chuyển chúng chống lại một gradient, lực đẩy cực hoặc các sức kháng khác. Vận chuyển chủ động thường có mối liên hệ với độ tập trung phân tử cao tích lũy mà tế bào cần, ví dụ như ion, glucose và amino acid. Nếu quá trình này sử dụng năng lượng hóa học, ví dụ như là từ Adenosine triphosphat (ATP), thì nó được gọi là vận chuyển chủ động sơ cấp. Vận chuyển chủ động thứ cấp bao hàm việc sử dụng một gradient điện hóa. Ví dụ về vận chuyển chủ động bao gồm việc hấp thu glucose trong ruột ở người và hấp thụ ion khoáng chất vào tế bào rễ ở thực vật.

* Vận chuyển chủ động các chất qua màng bào tương

Hình thức vận chuyển này được thực hiện qua vai trò của các protein xuyên màng đặc hiệu đóng vai trò như các bơm hoạt động nhờ ATP để đẩy các ion như Na+, K+, H+, Ca2+, I-, Cl- hoặc các phân tử nhỏ như các acid amin, các monosaccharide  đi ngược lại chiều gradient nồng độ của chúng.

Hình thức vận chuyển này được chia làm hai loại (1) vận chuyển chủ động nguyên phát và (2) vận chuyển chủ động thứ phát tùy theo năng lượng ATP được sử dụng trực tiếp hay gián tiếp trong quá trình vận chuyển các chất.

Vận chuyển chủ động nguyên phát

Vận chuyển chủ động nguyên phát là hình thức vận chuyển trong đó năng lượng từ ATP được sử dụng trực tiếp để "bơm" một chất qua màng theo chiều ngược với chiều gradient nồng độ.

Tế bào sẽ sử dụng năng lượng này thay đổi hình dạng của các protein vận chuyển trên màng bào tương để qua đó thực hiện việc vận chuyển. Khoảng 40% ATP của tế bào phục vụ cho mục đích này.

Vận chuyển chủ động thứ phát

Trong hình thức vận chuyển này năng lượng tồn trữ do sự khác biệt về gradient nồng độ của ion Na+ được sử dụng để vận chuyển các chất đi ngược lại chiều gradient nồng độ của chúng qua màng.

Bơm natri duy trì một sự khác biệt lớn về nồng độ ion Na+ hai bên màng bào tương, nếu có một con đường qua đó cho phép các ion Na+đi từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp thì năng lượng tồn trữ do sự khác biệt về nồng độ của Na+ sẽ được chuyển thành động năng để giúp vận chuyển một chất khác đi ngược lại chiều gradient nồng độ của chất đó.

Vì sự khác biệt nồng độ của ion Na+ được thiết lập qua hình thức vận chuyển chủ động nguyên phát, đòi hỏi ATP một cách trực tiếp nên có thể coi hình thức vận chuyển thứ phát đã sử dụng ATP một cách gián tiếp để thực hiện việc vận chuyển chủ động qua màng.