Molekyylien passiivisilla ja aktiivisilla kuljetusmuodoilla kalvon läpi on tärkeä biologinen rooli kaikille eläville lajeille. Osmoosi ja aktiivinen kuljetus ovat kahden tyyppisiä prosesseja, joissa varautuneet hiukkaset liikkuvat kalvon poikki. Nämä prosessit ovat tärkeitä kehon vesitasapainon ja homeostaasin ylläpitämiselle.
Osmoosi vs aktiivinen kuljetus
Ero osmoosin ja aktiivisen kuljetuksen välillä on se, että osmoosi on passiivinen molekyylien kuljetusmuoto. Osmoosi tapahtuu vain, kun läsnä on puoliläpäisevä kalvo. Sen tavoitteena on tasata pitoisuus kalvon molemmissa päissä. Toisaalta aktiivinen kuljetus on aktiivinen molekyylien kuljetusmuoto. Se ei tarvitse puoliläpäisevää kalvoa.
Osmoosissa vesihiukkaset siirtyvät korkeammalta tasolta alhaisemmalle pitoisuudelle. Tämä prosessi varmistaa, että se tasoittaa liuenneen aineen pitoisuuden molemmissa päissä. Osmoosi varmistaa tasapainon. Molekyylien liikkumiseen puoliläpäisevän kalvon poikki tarvitaan nettomäärä painetta. Tätä paineen nettomäärää kutsutaan osmoottiseksi paineeksi.
Aktiivisessa kuljetuksessa hiukkaset siirtyvät alemmasta korkeamman seurakunnan laajuuteen. Solut käyttävät aktiivista kuljetusta keräämään paljon vaadittuja aminohappo- ja glukoosimolekyylejä. Kun ATP syntetisoituu, prosessia kutsutaan ensisijaiseksi aktiiviseksi kuljetukseksi. Aktiivinen kuljetus käyttää energiaa, joka vapautuu hengityksen aikana.
Osmoosin ja aktiivisen kuljetuksen vertailutaulukko
| Vertailuparametrit | Osmoosi | Aktiivinen kuljetus |
| Keskittyminen | Molekyylit siirtyvät korkeammasta pitoisuudesta pienempään pitoisuuteen | Hiukkaset siirtyvät pienemmästä korkeampaan pitoisuuteen. |
| Liike | Osmoosissa vesimolekyylit liikkuvat puoliläpäisevän kalvon läpi. | Aktiivisessa kuljetuksessa liuenneet aineet liikkuvat kalvon läpi. |
| Energiaa | Osmoosi ei vaadi energiaa | Aktiivinen kuljetus vaatii energiaa hengityksen kautta. |
| Pitoisuusgradientti | Osmoosissa molekyylit liikkuvat alaspäin gradienttia. | Aktiivisessa kuljetuksessa liuennut aine liikkuu gradienttia vasten. |
| Tasapaino | Osmoosi ylläpitää tasapainoa. | Aktiivinen kuljetus ei säilytä tasapainoa. |
Mikä on osmoosi?
Terminologian osmoosit (nykyisin osmoosi) otti brittiläinen kemisti Thomas Graham käyttöön vuonna 1854. Biologiassa vesihiukkasten liike suhteellisen huokoisen kerroksen poikki on osmoosia.
Osmoosissa liike tapahtuu aina liuoksesta, jossa on kohonnut vesihiukkaspitoisuus, pienempään vesihiukkasten pinta-alaan. Osittain läpäisevä kalvo tai selektiivisesti läpäisevä kalvo sallii selektiivisten molekyylien kulkemisen sen läpi. Vesimolekyylit kulkevat molemmilla alueilla.
Mikä on suurempi ja pienempi vesipitoisuus?
Osmoosin korkeampi vesikyllästys tarkoittaa laimeaa sakkaroosiliuosta, ja pienempi pitoisuus viittaa väkevöityyn sakkaroosiliuokseen.
Kasvisolun sulkeminen liuoksella, joka sisältää suuremman pitoisuuden vesimolekyyliä, soluun joutunut vesi saa solun jäykkään (kiinteän).
Turgid auttaa vartta pysymään pystyssä. Kun kasvisolu suljetaan liuoksella, joka sisältää vähemmän vesimolekyylejä, vesi poistuu solusta ja muuttuu velttoiseksi (pehmeäksi). Kun kantasolut löystyvät, se alentaa varren turgoripainetta ja aiheuttaa kuihtumista. Jos pitoisuus on samanlainen, solun ympärillä on nettovesivirtaus osittain läpäisevän kalvon läpi.
Osmoosi eläinsoluissa:
Osmoosi on ensisijainen keino kuljettaa vettä soluihin. Osmoosi on ensisijaisen tärkeä elävälle organismille. Se vaikuttaa ravinteiden jakautumiseen ja vapauttaa aineenvaihduntajätteitä, kuten ureaa.
Osmoosi on välttämätön veden ja mineraalien imeytymiselle kasveissa, eläimissä ja muissa elävissä organismeissa. Jos kastat sormesi pitkään veteen, sormi karsiutuu. Se on osmoosireaktio, kun samankaltaiset imevät vettä ja laajenevat.
Mikä on aktiivinen kuljetus?
Aktiivisessa kuljetuksessa liuenneet aineet ovat seurakunnan gradienttia vastaan. Jotta aktiivinen kuljetus sujuisi sujuvasti, energia on välttämätöntä. Liuenneet aineet kulkeutuvat vähäisen pitoisuuden yli suuren pitoisuuden määrin. Se on prosessi, jota solut käyttävät kerätäkseen tarvittavia molekyylejä.
Saksalainen fysiologi Emil du Bois-Reymond esitti vuonna 1848 molekyylin kalvon yli tapahtuvien liikkeen vaihteluiden toteutettavuuden. Vuonna 1948 Rosenberg selitti aktiivisen kuljetuksen prosessia. Hän sanoi, että se riippuu energiasta. Robert Krane, yhdysvaltalainen biokemisti, näytteli keskeistä roolia aktiivisen kuljetuksen tutkimuksessa.
Kun adenosiinitrifosfaatti (ATP) työntää koko prosessia, se voidaan merkitä ensisijaiseksi aktiiviseksi kuljetukseksi. Kun sähkökemiallinen gradientti optimoidaan energialle, prosessia kutsutaan toissijaiseksi aktiiviseksi kuljetukseksi.
Mikä on ensisijainen aktiivinen kuljetus?
Ensisijaista aktiivista kuljetusta kutsutaan jopa suoran aktiivisen kuljetuksen toiminnaksi. Suoran aktiivisen kuljetuksen aktiivisuus käyttää soluvoimaa siirtääkseen hiukkaset kerroksen yli. Jotkut liuenneista aineista, jotka siirtyvät kalvon läpi, sisältävät varautuneita hiukkasia, kuten metalli-ioneja. Nämä varautuneet hiukkaset ovat välttämättömiä leviämään kehoon. Ionipumput kulkevat siirtämään hiukkasia kalvon poikki. ATP:llä on suora kytkentä ensisijaisessa aktiivisessa kuljetuksessa.
Mikä on toissijainen aktiivinen kuljetus?
Yhteiskuljetusta tai kytkettyä kuljetusta kutsutaan toissijaiseksi aktiiviseksi kuljetukseksi. Energiaa kulutetaan voimanlähteenä siirtämään molekyylejä kalvon poikki. Toissijaisessa aktiivisessa kuljetuksessa ei ole ATP-kytkentää. Galvaaninen potentiaalierogradientti vastaa ionien pumppaamisesta. Ioneja pumppaamalla tuotettu energia käytetään energialähteenä.
Tärkeimmät erot osmoosin ja aktiivisen kuljetuksen välillä
Johtopäätös
Sekä osmoosi että aktiivinen kuljetus ovat prosesseja, joihin liittyy molekyylien liikkumista. Osmoosi on vesimolekyylien liikettä, kun taas aktiivinen kuljetus on liuenneiden aineiden liikettä. Osmoosi on vesimolekyylien liikettä hypertonisten ja hypotonisten liuosten välillä. Aktiivinen kuljetus hyödyntää hengityksestä saatua energiaa. Osmoosi ja aktiivinen kuljetus ovat tärkeitä tärkeimpien ravintoaineiden saamiseksi ja talteenottoon.
