सक्रिय परिवहन: प्राथमिक और माध्यमिक का अवलोकन

विषय

• सक्रिय परिवहन का उपयोग क्यों करें?
• विद्युत रसायन
• प्राथमिक सक्रिय परिवहन
• प्राथमिक सक्रिय ट्रांसपोर्टरों के प्रकार
• माध्यमिक सक्रिय परिवहन
• वाहक प्रोटीन
• एंडोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस
• एन्डोसाइटोसिस अवलोकन
• फागोसाइट्स के उदाहरण
• रिसेप्टर - मध्यस्थता ऐंडोकाएटोसिस
• एक्सोसाइटोसिस अवलोकन
• एक्सोसाइटोसिस के उदाहरण हैं
• विनियमित एक्सोसाइटोसिस

सक्रिय परिवहन को काम करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और यह है कि एक सेल कैसे अणुओं को स्थानांतरित करता है। कोशिकाओं के अंदर और बाहर परिवहन सामग्री समग्र कार्य के लिए आवश्यक है।

सक्रिय परिवहन और निष्क्रिय परिवहन दो मुख्य तरीके हैं जो कोशिकाएं पदार्थों को स्थानांतरित करती हैं। सक्रिय परिवहन के विपरीत, निष्क्रिय परिवहन को किसी भी ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है। आसान और सस्ता तरीका निष्क्रिय परिवहन है; हालाँकि, अधिकांश कोशिकाओं को जीवित रहने के लिए सक्रिय परिवहन पर निर्भर रहना पड़ता है।

सक्रिय परिवहन का उपयोग क्यों करें?

कोशिकाओं को अक्सर सक्रिय परिवहन का उपयोग करना पड़ता है क्योंकि कोई अन्य विकल्प नहीं है।कभी-कभी, प्रसार कोशिकाओं के लिए काम नहीं करता है। सक्रिय परिवहन ऊर्जा की तरह उपयोग करता है एडेनोसाइन ट्रायफ़ोस्फेट (एटीपी) अणुओं को उनके सांद्रण ग्रेडिएंट के खिलाफ ले जाने के लिए। आमतौर पर, प्रक्रिया में एक प्रोटीन वाहक शामिल होता है जो कोशिकाओं के इंटीरियर में अणुओं को स्थानांतरित करके स्थानांतरण में मदद करता है।

उदाहरण के लिए, एक कोशिका चीनी के अणुओं को अंदर ले जाना चाह सकती है, लेकिन एकाग्रता ढाल निष्क्रिय परिवहन की अनुमति नहीं दे सकती है। यदि सेल के अंदर चीनी की कम एकाग्रता और सेल के बाहर एक उच्च एकाग्रता है, तो सक्रिय परिवहन ढाल के खिलाफ अणुओं को स्थानांतरित कर सकता है।

कोशिकाएं ऊर्जा के एक बड़े हिस्से का उपयोग करती हैं जो वे सक्रिय परिवहन के लिए बनाते हैं। वास्तव में, कुछ जीवों में, उत्पन्न एटीपी का अधिकांश भाग सक्रिय परिवहन और कोशिकाओं के अंदर अणुओं के कुछ स्तरों को बनाए रखने की ओर जाता है।

विद्युत रसायन

इलेक्ट्रोकेमिकल ग्रेडिएंट में अलग-अलग चार्ज और रासायनिक सांद्रता होती है। वे एक झिल्ली के पार मौजूद होते हैं क्योंकि कुछ परमाणुओं और अणुओं में विद्युत आवेश होते हैं। इसका मतलब यह है कि वहाँ एक है बिजली के संभावित अंतर या झिल्ली क्षमता.

कभी-कभी, सेल को अधिक यौगिकों में लाने और विद्युत रासायनिक ढाल के खिलाफ स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है। इसके लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है लेकिन बेहतर समग्र सेल फ़ंक्शन में भुगतान करता है। यह कुछ प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक है, जैसे कि कोशिकाओं में सोडियम और पोटेशियम ग्रेडिएंट का रखरखाव। कोशिकाओं में आमतौर पर कम सोडियम और अंदर अधिक पोटेशियम होता है, इसलिए सोडियम पोटेशियम के पत्तों के दौरान कोशिका में प्रवेश करता है।

सक्रिय परिवहन सेल को उनके सामान्य सांद्रता ग्रेडिएंट के खिलाफ ले जाने देता है।

प्राथमिक सक्रिय परिवहन

प्राथमिक सक्रिय परिवहन एटीपी को आंदोलन के लिए ऊर्जा के स्रोत के रूप में उपयोग करता है। यह प्लाज्मा झिल्ली में आयनों को स्थानांतरित करता है, जो एक चार्ज अंतर बनाता है। अक्सर, एक अणु कोशिका में प्रवेश करता है क्योंकि एक अन्य प्रकार का अणु कोशिका छोड़ता है। यह कोशिकाओं की झिल्ली के पार एकाग्रता और आवेश दोनों का अंतर पैदा करता है।

सोडियम-पोटेशियम पंप कई कोशिकाओं का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। पंप पोटेशियम को अंदर ले जाते हुए सेल से सोडियम बाहर निकालता है। एटीपी के हाइड्रोलिसिस सेल को प्रक्रिया के दौरान आवश्यक ऊर्जा देता है। सोडियम-पोटेशियम पंप एक पी-प्रकार पंप है जो तीन सोडियम आयनों को बाहर की ओर ले जाता है और दो पोटेशियम आयनों को अंदर लाता है।

सोडियम-पोटेशियम पंप एटीपी और तीन सोडियम आयनों को बांधता है। फिर, फॉस्फोराइलेशन पंप पर होता है ताकि यह अपने आकार को बदल दे। इससे सोडियम कोशिका को छोड़ सकता है, और पोटेशियम आयनों को उठाया जा सकता है। अगला, फॉस्फोराइलेशन उलट जाता है, जो फिर से पंप के आकार को बदलता है, इसलिए पोटेशियम कोशिका में प्रवेश करता है। यह पंप समग्र तंत्रिका कार्य के लिए महत्वपूर्ण है और जीव को लाभ पहुंचाता है।

प्राथमिक सक्रिय ट्रांसपोर्टरों के प्रकार

विभिन्न प्रकार के प्राथमिक सक्रिय ट्रांसपोर्टर हैं। P- टाइप ATPase, जैसे कि सोडियम-पोटेशियम पंप, यूकेरियोट्स, बैक्टीरिया और आर्किया में मौजूद है।

आप प्रोटॉन पंप, सोडियम-पोटेशियम पंप और कैल्शियम पंप जैसे आयन पंपों में पी-टाइप एटीपीस देख सकते हैं। एफ प्रकार ATPase माइटोकॉन्ड्रिया, क्लोरोप्लास्ट और बैक्टीरिया में मौजूद है। V- टाइप ATPase यूकेरियोट्स में मौजूद है, और एबीसी ट्रांसपोर्टर (एबीसी का अर्थ है "एटीपी-बाध्यकारी कैसेट") प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स दोनों में मौजूद है।

माध्यमिक सक्रिय परिवहन

माध्यमिक सक्रिय परिवहन एक की मदद से पदार्थों को परिवहन के लिए विद्युत रासायनिक ढालों का उपयोग करता है cotransporter। यह पदार्थ को अपने ग्रेडिएंट्स को कोट्रांसपर्स के लिए धन्यवाद करने की अनुमति देता है, जबकि मुख्य सब्सट्रेट इसकी ढाल को नीचे ले जाता है।

अनिवार्य रूप से, माध्यमिक सक्रिय परिवहन विद्युत रासायनिक ग्रेडिएंट से ऊर्जा का उपयोग करता है जो प्राथमिक सक्रिय परिवहन बनाता है। यह कोशिका को अन्य अणुओं को प्राप्त करने की अनुमति देता है, जैसे ग्लूकोज, अंदर। समग्र सेल फ़ंक्शन के लिए माध्यमिक सक्रिय परिवहन महत्वपूर्ण है।

हालांकि, माध्यमिक सक्रिय परिवहन भी माइटोकॉन्ड्रिया में हाइड्रोजन आयन ढाल के माध्यम से एटीपी जैसी ऊर्जा बना सकता है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन आयनों में जमा होने वाली ऊर्जा का उपयोग तब किया जा सकता है जब आयन चैनल प्रोटीन एटीपी सिंथेज़ से होकर गुजरते हैं। यह सेल को ADP को ATP में बदलने की अनुमति देता है।

वाहक प्रोटीन

कैरियर प्रोटीन या पंप सक्रिय परिवहन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं। वे सेल में परिवहन सामग्री की मदद करते हैं।

वाहक प्रोटीन के तीन प्रमुख प्रकार हैं: uniporters, symporters तथा antiporters.

यूनिपोर्टर्स केवल एक प्रकार का आयन या अणु ले जाते हैं, लेकिन सिम्पोर्टर्स दो आयनों या अणुओं को एक ही दिशा में ले जा सकते हैं। एंटीपॉर्टर्स दो आयनों या अणुओं को अलग-अलग दिशाओं में ले जा सकते हैं।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि वाहक प्रोटीन सक्रिय और निष्क्रिय परिवहन में दिखाई देते हैं। कुछ को काम करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है। हालांकि, सक्रिय परिवहन में उपयोग किए जाने वाले वाहक प्रोटीन को कार्य करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। एटीपी उन्हें आकार परिवर्तन करने की अनुमति देता है। एक एंटीपायर कैरियर प्रोटीन का एक उदाहरण Na + -K + ATPase है, जो सेल में पोटेशियम और सोडियम आयनों को स्थानांतरित कर सकता है।

एंडोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस

endocytosis तथा एक्सोसाइटोसिस सेल में सक्रिय परिवहन के उदाहरण भी हैं। वे पुटिकाओं के माध्यम से कोशिकाओं के अंदर और बाहर थोक परिवहन आंदोलन की अनुमति देते हैं, इसलिए कोशिकाएं बड़े अणुओं को स्थानांतरित कर सकती हैं। कभी-कभी कोशिकाओं को एक बड़े प्रोटीन या किसी अन्य पदार्थ की आवश्यकता होती है जो प्लाज्मा झिल्ली या परिवहन चैनलों के माध्यम से फिट नहीं होता है।

इन macromolecules के लिए, एंडोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस सबसे अच्छा विकल्प हैं। चूंकि वे सक्रिय परिवहन का उपयोग करते हैं, इसलिए उन्हें काम करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। ये प्रक्रिया मनुष्यों के लिए महत्वपूर्ण हैं क्योंकि उनके पास तंत्रिका कार्य और प्रतिरक्षा प्रणाली समारोह में भूमिकाएं हैं।

एन्डोसाइटोसिस अवलोकन

एंडोसाइटोसिस के दौरान, कोशिका अपने प्लाज्मा झिल्ली के बाहर एक बड़े अणु का सेवन करती है। कोशिका अपने झिल्ली को घेरने और उसके ऊपर से अणु को खाने के लिए उपयोग करती है। यह एक पुटिका बनाता है, जो एक झिल्ली से घिरा एक थैली है, जिसमें अणु होता है। फिर, पुटिका प्लाज्मा झिल्ली से बाहर आती है और अणु को कोशिका के आंतरिक भाग में ले जाती है।

बड़े अणुओं का उपभोग करने के अलावा, कोशिका अन्य कोशिकाओं या उनके कुछ हिस्सों को खा सकती है। एंडोसाइटोसिस के दो मुख्य प्रकार हैं phagocytosis तथा pinocytosis। फागोसाइटोसिस है कि एक कोशिका एक बड़े अणु को कैसे खाती है। पिनोसाइटोसिस यह है कि एक सेल अतिरिक्त तरल पदार्थ जैसे तरल पदार्थ कैसे पीता है।

कुछ कोशिकाएं अपने परिवेश से छोटे पोषक तत्वों को लेने के लिए लगातार पिनोसाइटोसिस का उपयोग करती हैं। कोशिकाएं छोटे पुटिकाओं में पोषक तत्वों को धारण कर सकती हैं जब वे अंदर होते हैं।

फागोसाइट्स के उदाहरण

phagocytes ऐसी कोशिकाएं हैं जो फागोसाइटोसिस का उपयोग चीजों का उपभोग करने के लिए करती हैं। मानव शरीर में फागोसाइट्स के कुछ उदाहरण सफेद रक्त कोशिकाएं हैं, जैसे कि न्यूट्रोफिल तथा monocytes। न्युट्रोफिल फागोसाइटोसिस के माध्यम से बैक्टीरिया पर हमला करते हैं और बैक्टीरिया को आसपास के बैक्टीरिया द्वारा आपको चोट पहुंचाने से रोकते हैं, इसका सेवन करते हैं और इस तरह इसे नष्ट करते हैं।

मोनोसाइट्स न्यूट्रोफिल से बड़े होते हैं। हालांकि, वे बैक्टीरिया या मृत कोशिकाओं के उपभोग के लिए फागोसाइटोसिस का भी उपयोग करते हैं।

आपके फेफड़ों में फागोसाइट्स भी होते हैं मैक्रोफेज। जब आप धूल छोड़ते हैं, तो इसमें से कुछ आपके फेफड़ों तक पहुंचता है और वायु संस्कार में जाता है जिसे एल्वियोली कहा जाता है। फिर, मैक्रोफेज धूल पर हमला कर सकते हैं और इसे घेर सकते हैं। वे अनिवार्य रूप से आपके फेफड़ों को स्वस्थ रखने के लिए धूल को निगलते हैं। हालांकि मानव शरीर में एक मजबूत रक्षा प्रणाली है, यह कभी-कभी अच्छी तरह से काम नहीं करता है।

उदाहरण के लिए, मैक्रोफेज जो कि सिलिका कणों को निगलते हैं, मर सकते हैं और विषाक्त पदार्थों का उत्सर्जन कर सकते हैं। इससे निशान ऊतक बन सकता है।

अमीबा एकल कोशिका वाले होते हैं और खाने के लिए फागोसाइटोसिस पर निर्भर होते हैं। वे पोषक तत्वों की तलाश करते हैं और उन्हें घेर लेते हैं; फिर, वे भोजन को संलग्न करते हैं और भोजन के रिक्त स्थान का निर्माण करते हैं। इसके बाद, खाद्य रिक्तिका पोषक तत्वों को तोड़ने के लिए अमीबा के अंदर एक लाइसोसोम में मिलती है। लाइसोसोम में एंजाइम होते हैं जो प्रक्रिया में मदद करते हैं।

रिसेप्टर - मध्यस्थता ऐंडोकाएटोसिस

रिसेप्टर - मध्यस्थता ऐंडोकाएटोसिस कोशिकाओं को विशिष्ट प्रकार के अणुओं का उपभोग करने की अनुमति देता है जिनकी उन्हें आवश्यकता होती है। रिसेप्टर प्रोटीन इन अणुओं को बांधकर इस प्रक्रिया में मदद करें ताकि कोशिका एक पुटिका बना सके। यह विशिष्ट अणुओं को कोशिका में प्रवेश करने की अनुमति देता है।

आमतौर पर, रिसेप्टर-मध्यस्थता एंडोसाइटोसिस कोशिकाओं के पक्ष में काम करता है और इसे महत्वपूर्ण अणुओं को पकड़ने की अनुमति देता है। हालांकि, वायरस सेल में प्रवेश करने और इसे संक्रमित करने की प्रक्रिया का फायदा उठा सकते हैं। वायरस किसी सेल से जुड़ने के बाद, उसे सेल के अंदर पहुंचने का रास्ता खोजना पड़ता है। विषाणु रिसेप्टर प्रोटीन से बंध कर और पुटिकाओं में अंदर जाकर इसे पूरा करते हैं।

एक्सोसाइटोसिस अवलोकन

एक्सोसाइटोसिस के दौरान, कोशिका के अंदर पुटिकाएं प्लाज्मा झिल्ली से जुड़ती हैं और उनकी सामग्री को छोड़ती हैं; सामग्री सेल के बाहर फैल जाती है। यह तब हो सकता है जब एक सेल एक अणु से हटना या निकालना चाहता है। प्रोटीन एक आम अणु है जो कोशिकाएं इस तरह से स्थानांतरित करना चाहती हैं। मूलतः, एक्सोसाइटोसिस एंडोसाइटोसिस के विपरीत है।

प्रक्रिया प्लाज्मा झिल्ली में एक पुटिका फ्यूजिंग के साथ शुरू होती है। इसके बाद, पुटिका अंदर के अणुओं को खोलती और छोड़ती है। इसकी सामग्री बाह्य अंतरिक्ष में प्रवेश करती है ताकि अन्य कोशिकाएं उनका उपयोग कर सकें या उन्हें नष्ट कर सकें।

कोशिकाएं कई प्रक्रियाओं के लिए एक्सोसाइटोसिस का उपयोग करती हैं, जैसे कि प्रोटीन या एंजाइम को स्रावित करना। वे इसका उपयोग एंटीबॉडी या पेप्टाइड हार्मोन के लिए भी कर सकते हैं। कुछ कोशिकाएँ एक्सोसाइटोसिस का उपयोग न्यूरोट्रांसमीटर और प्लाज्मा झिल्ली प्रोटीन को स्थानांतरित करने के लिए भी करती हैं।

एक्सोसाइटोसिस के उदाहरण हैं

एक्सोसाइटोसिस दो प्रकार के होते हैं: कैल्शियम पर निर्भर exocytosis तथा कैल्शियम-स्वतंत्र एक्सोसाइटोसिस। जैसा कि आप नाम से अनुमान लगा सकते हैं, कैल्शियम कैल्शियम पर निर्भर एक्सोसाइटोसिस को प्रभावित करता है। कैल्शियम-स्वतंत्र एक्सोसाइटोसिस में, कैल्शियम महत्वपूर्ण नहीं है।

कई जीवों में ऑर्गेनेल नामक जीव का उपयोग किया जाता है गॉल्गी कॉम्प्लेक्स या गोलगी उपकरण वेसल्स बनाने के लिए जो कोशिकाओं से बाहर निर्यात किए जाएंगे। गोल्गी कॉम्प्लेक्स प्रोटीन और लिपिड दोनों को संशोधित और संसाधित कर सकता है। यह उन्हें स्रावी पुटिकाओं में संकुलित करता है जो जटिल छोड़ते हैं।

विनियमित एक्सोसाइटोसिस

में विनियमित एक्सोसाइटोसिस, कोशिका की जरूरत है बाह्य संकेत सामग्री बाहर ले जाने के लिए। यह आमतौर पर स्रावी कोशिकाओं जैसे विशिष्ट सेल प्रकारों के लिए आरक्षित होता है। वे न्यूरोट्रांसमीटर या अन्य अणु बना सकते हैं जो जीव को निश्चित समय पर निश्चित मात्रा में चाहिए।

जीव को निरंतर आधार पर इन पदार्थों की आवश्यकता नहीं हो सकती है, इसलिए उनके स्राव को विनियमित करना आवश्यक है। सामान्य तौर पर, स्रावी पुटिकाएं लंबे समय तक प्लाज्मा झिल्ली से चिपकती नहीं हैं। वे अणुओं को वितरित करते हैं और स्वयं को निकालते हैं।

इसका एक उदाहरण एक न्यूरॉन है जो स्रावित करता है न्यूरोट्रांसमीटर। प्रक्रिया आपके शरीर में एक न्यूरॉन सेल से शुरू होती है जो न्यूरोट्रांसमीटर से भरे हुए पुटिका का निर्माण करती है। फिर, ये पुटिका कोशिका के प्लाज्मा झिल्ली की यात्रा करते हैं और प्रतीक्षा करते हैं।

इसके बाद, वे एक संकेत प्राप्त करते हैं, जिसमें कैल्शियम आयन शामिल होते हैं, और पुटिका पूर्व-श्लेष्म झिल्ली में जाते हैं। कैल्शियम आयनों का एक दूसरा संकेत पुटिकाओं को झिल्ली से जुड़ने और इसके साथ फ्यूज करने के लिए कहता है। यह न्यूरोट्रांसमीटर को जारी करने की अनुमति देता है।

सक्रिय परिवहन कोशिकाओं के लिए एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स दोनों इसका उपयोग अपनी कोशिकाओं में अणुओं को स्थानांतरित करने के लिए कर सकते हैं। सक्रिय परिवहन में ऊर्जा होनी चाहिए, जैसे एटीपी, काम करने के लिए, और कभी-कभी यह एकमात्र तरीका है जिससे एक सेल कार्य कर सकता है।

कोशिकाएं सक्रिय परिवहन पर निर्भर करती हैं क्योंकि प्रसार उन्हें नहीं मिल सकता है जो वे चाहते हैं। सक्रिय परिवहन अणुओं को उनके सांद्रता ग्रेडिएंट्स के खिलाफ स्थानांतरित कर सकता है, इसलिए कोशिकाएं चीनी या प्रोटीन जैसे पोषक तत्वों को पकड़ सकती हैं। इन प्रक्रियाओं के दौरान प्रोटीन वाहक एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।