Vad är membrantransport?

Djurceller har ett selektivt permeabelt membran som omger dem som skiljer det inre innehållet i cellen från den yttre miljön. Processen genom vilken joner och små lösliga molekyler, eller lösta ämnen, passerar genom cellmembranet kallas membrantransport. Dessa molekyler är vanligtvis ämnen som är viktiga för cellens funktion och underhåll, såsom glukos och aminosyror. Det finns fyra huvudtyper av membrantransport: passiv diffusion eller helt enkelt diffusion; underlättad diffusion; primär aktiv transport; och sekundär aktiv transport. Många av dessa transportmekanismer involverar användning av specialiserade proteinmolekyler belägna i cellmembranet som kallas membrantransportproteiner.

Passiv diffusion sker spontant och drivs av molekylers slumpmässiga aktivitet i en lösning. Molekyler flyttar sig från ett område med hög koncentration, där det finns många av dem tätt packade tillsammans, till ett område med låg koncentration, där det är färre molekyler med avstånd längre från varandra. Små molekyler kan uppnå membrantransport genom att diffundera genom cellmembranet. Diffusionshastighet kan påverkas av många saker, inklusive cellmembranets sammansättning och molekylens storlek och laddning. Den mest kända typen av passiv diffusion är osmos, en process som involverar rörelse av vattenmolekyler från ett område med hög koncentration till ett område med lägre koncentration.

Underlättad diffusion involverar användning av membrantransportproteiner i cellmembranet som kallas kanalproteiner. Dessa proteiner fungerar som porer i cellmembranet, vilket tillåter vattenlösliga partiklar att passera genom, men hindrar passagen av lipofila, eller "fettälskande" molekyler. Diffusion följer samma verkningsmekanism, med molekyler som rör sig från områden med hög koncentration till områden med låg koncentration.

Primär aktiv transport använder energi för att flytta joner och molekyler från områden med hög koncentration till områden med låg koncentration. Den energi som krävs för att primär aktiv transport ska äga rum är vanligtvis i form av en nukleotid som kallas adenosintrifosfat (ATP). En av de vanligast förekommande formerna av aktiv transport är natrium-kaliumpumpen, som hjälper celler att upprätthålla en elektrisk laddning som kallas vilopotentialen och kontrollerar också cellvolymen. Natrium-kaliumpumpen flyttar natriumjoner till utsidan av cellen och frigör kaliumjoner i cellens cytoplasma.

Sekundär aktiv transport använder membrantransportproteiner som kallas antiporters och symporters. Antiporters förflyttar joner och molekyler genom att transportera en typ av partikel mot dess vanliga koncentrationsgradient, från låg till hög koncentration, medan de transporterar den andra typen av partikel på normalt sätt, från hög till låg koncentration. Symportörer transporterar två olika typer av molekyler eller joner över cellmembranet samtidigt och i samma riktning.