Гол ялгаа – Идэвхтэй тээвэрлэлт ба групп шилжүүлэлт
Молекулууд нь эсийн мембранаар дамжин эсэд нэвтэрдэг. Эсийн мембран нь молекулуудын хөдөлгөөнийг хянадаг сонгомол нэвчилттэй мембран юм. Молекулууд нь концентрацийн градиент дагуу их концентрациас бага концентраци руу шилждэг. Энэ нь эрчим хүчний оролтгүйгээр идэвхгүй байдлаар тохиолддог. Гэсэн хэдий ч молекулууд нь бага концентрациас өндөр концентраци хүртэл концентрацийн градиентийн эсрэг мембранаар дамждаг зарим нөхцөл байдал бас байдаг. Энэ процесс нь эрчим хүчний оролтыг шаарддаг бөгөөд үүнийг идэвхтэй тээвэрлэлт гэж нэрлэдэг. Бүлэг шилжүүлэн суулгах нь фосфоржилтоос гаргаж авсан энергийг ашиглан тодорхой молекулуудыг эс рүү зөөдөг идэвхтэй тээврийн өөр нэг хэлбэр юм. Идэвхтэй тээвэрлэлт ба бүлгийн шилжилтийн хоорондох гол ялгаа нь идэвхтэй тээвэрлэлтийн үед бодисууд мембранаар дамжих явцад химийн хувьд өөрчлөгддөггүй, харин бүлгийн хувьд шилжүүлэн суулгах бодисууд химийн хувьд өөрчлөгддөгт оршино.
Идэвхтэй тээвэр гэж юу вэ?
Идэвхтэй тээвэрлэлт нь ATP-ийн гидролизээс ялгарах энергийг ашиглан молекулуудыг концентрацийн градиент эсвэл цахилгаан химийн градиентийн эсрэг хагас нэвчүүлэх мембранаар дамжуулах арга юм. Эсүүд ион, глюкоз, амин хүчил гэх мэт тодорхой бодисыг илүү өндөр эсвэл зохих концентрацид шаарддаг олон нөхцөл байдал байдаг. Ийм тохиолдолд идэвхтэй тээвэрлэлт нь энергийг ашиглан концентрацийн градиентийн эсрэг бодисыг бага концентрациас өндөр концентраци руу зөөж, эсийн дотор хуримтлагддаг. Иймээс энэ үйл явц нь тээвэрлэлтийн процессын эерэг Гиббс энергийн эсрэг ажиллах энергийг өгдөг ATP гидролиз зэрэг аяндаа явагддаг эксергон урвалтай үргэлж холбоотой байдаг.
Идэвхтэй тээвэрлэлтийг анхдагч идэвхтэй тээвэрлэлт, хоёрдогч идэвхтэй тээвэрлэлт гэж хоёр төрөлд хувааж болно. Анхдагч идэвхтэй тээвэрлэлт нь ATP-ээс гаргаж авсан химийн энергийг ашиглан явагддаг. Хоёрдогч идэвхтэй тээвэрлэлт нь цахилгаан химийн градиентаас үүссэн боломжит энергийг ашигладаг.
Өвөрмөц трансмембран зөөгч уураг ба сувгийн уураг нь идэвхтэй тээвэрлэлтийг хөнгөвчилдөг. Идэвхтэй тээвэрлэлтийн процесс нь мембраны тээвэрлэгч эсвэл нүх сүвний уургийн конформацийн өөрчлөлтөөс хамаарна. Жишээлбэл, натрийн калийн ионы шахуурга нь калийн ионууд болон натрийн ионуудыг идэвхтэй тээвэрлэлтээр тус тусад нь эс дотор болон гадагш зөөвөрлөх үед конформацийн өөрчлөлтийг давтан харуулдаг.
Эсийн мембранд анхдагч болон хоёрдогч идэвхтэй тээвэрлэгч олон байдаг. Тэдгээрийн дотроос натри-калийн насос, кальцийн насос, протоны насос, ABC зөөвөрлөгч, глюкозын симпортер зэрэг нь зарим жишээ юм.
Зураг 01: Натри-калийн насосоор идэвхтэй тээвэрлэлт
Бүлэг шилжүүлэлт гэж юу вэ?
Бүлэг шилжүүлэн суулгах нь мембранаар дамжих явцад бодисууд ковалент өөрчлөлтөд өртдөг идэвхтэй тээвэрлэлтийн өөр нэг хэлбэр юм. Фосфоржилт нь зөөвөрлөгдсөн бодисын үндсэн өөрчлөлт юм. Фосфоржилтын үед фосфатын бүлэг нэг молекулаас нөгөөд шилждэг. Фосфатын бүлгүүд нь өндөр энергийн холбоогоор холбогддог. Тиймээс фосфатын холбоо тасрах үед харьцангуй их хэмжээний энерги ялгарч, идэвхтэй тээвэрлэлтэд зарцуулагддаг. Фосфатын бүлгүүд нь эсэд орж буй молекулуудад нэмэгддэг. Тэд эсийн мембраныг давсны дараа өөрчлөгдөөгүй хэлбэрт буцаж ирдэг.
PEP фосфотрансферазын систем нь элсэн чихэр шингээх бактерийн харуулсан бүлгийн шилжүүлгийн сайн жишээ юм. Энэ системээр глюкоз, манноз, фруктоз зэрэг чихрийн молекулууд химийн өөрчлөлтийн явцад эс рүү зөөгддөг. Элсэн чихрийн молекулууд эсэд орохдоо фосфорждог. Эрчим хүч болон фосфорын бүлгийг PEP-ээр хангадаг.
Зураг 02: PEP фосфотрансферазын систем
Идэвхтэй тээвэр болон бүлгийн шилжүүлгийн ялгаа нь юу вэ?
Идэвхтэй тээвэрлэлт ба групп шилжүүлэлт |
|
| Идэвхтэй тээвэрлэлт нь ион эсвэл молекулыг хагас нэвчүүлэх мембранаар бага концентрациас өндөр концентраци руу шилжүүлж, энерги зарцуулдаг. | Бүлэг шилжүүлэн суулгах нь мембранаар дамжин молекулууд химийн хувьд өөрчлөгддөг идэвхтэй тээвэрлэлтийн механизм юм. |
| Химийн өөрчлөлт | |
| Тээвэрлэлтийн явцад молекулууд ихэвчлэн өөрчлөгддөггүй. | Молекулууд нь бүлгийн шилжилтийн үед фосфоржиж, химийн хувьд өөрчлөгддөг. |
| Жишээ | |
| Натри-калийн ионы насос нь идэвхтэй тээвэрлэлтийн сайн жишээ юм. | Бактери дахь PEP фосфотрансферазын систем нь бүлгийн шилжүүлэн суулгах сайн жишээ юм. |
Хураангуй – Идэвхтэй тээвэрлэлт ба групп шилжүүлэлт
Эсийн мембран нь сонгомол нэвчилттэй хаалт бөгөөд ион ба молекулуудын шилжилтийг хөнгөвчилдөг. Молекулууд концентрацийн градиент дагуу өндөр концентрацаас бага концентраци руу шилждэг. Молекулууд концентрацийн градиентийн эсрэг бага концентрацаас өндөр концентраци руу шилжих шаардлагатай үед энергийн оролтыг хангах шаардлагатай. Уураг ба энергийн тусламжтайгаар концентрацийн градиентийн эсрэг хагас нэвчдэг мембранаар ион эсвэл молекулуудын хөдөлгөөнийг идэвхтэй тээвэрлэлт гэж нэрлэдэг. Бүлэг шилжүүлэн суулгах нь химийн хувьд өөрчлөгдсөний дараа молекулуудыг зөөвөрлөх идэвхтэй тээвэрлэлтийн нэг төрөл юм. Энэ нь идэвхтэй тээвэрлэлт болон бүлгийн шилжүүлгийн хоорондох ялгаа юм.
