細胞膜がこのトラフィックを調節する方法は次のとおりです。
1。リン脂質二重層: 細胞膜の基礎は、リン脂質の二重層です。これらの分子には、親水性(水を好む)頭と疎水性(水を飼う)尾を持っています。この構造は、細胞内の水っぽい環境(細胞質)と外側の水のような環境との間に障壁を形成します。
2。膜タンパク質: このリン脂質二重層に埋め込まれているのは、輸送で重要な役割を果たすさまざまなタンパク質です。
* チャネルタンパク質: これらはトンネルのように機能し、イオンなどの特定の分子が膜を横切るために通過する通路を提供します。これらのチャネルは多くの場合、特定の信号に応じて開閉し、閉じます。
* キャリアタンパク質: これらは特定の分子に結合し、膜を横切る動きを促進します。それらは形状を変えて膜を横切って分子を移動することができ、しばしばそうするためにエネルギーを必要とします。
* 受容体タンパク質: これらは、細胞の表面上のシグナル伝達分子(ホルモンなど)に結合し、細胞内の特定の応答を引き起こします。
3。パッシブトランスポート: 一部の分子は、細胞からのエネルギーを必要とせずに膜を横切って移動します。これらのプロセスは、濃度勾配、2つの領域間の物質の濃度の違いに依存しています。
* 単純な拡散: 高濃度の領域から低濃度の領域への分子の移動。これは、脂質二重層を簡単に通過できる小さな非極性分子で発生します。
* 促進拡散: 輸送タンパク質(チャネルまたはキャリア)の助けを借りて、膜を横切る分子の移動。これにより、より大きな分子または脂質二重層を簡単に通過できない分子の輸送が可能になります。
* 浸透: 高水濃度の領域から低水濃度の領域への半周膜を横切る水の移動。
4。アクティブトランスポート: このプロセスでは、細胞が通常、ATPの形でエネルギーを消費する必要があります。分子は、濃度勾配(低濃度の領域から高濃度の領域まで)に反対します。
* プライマリアクティブトランスポート: これは、ATPからのエネルギーを使用して、濃度勾配に対して分子を移動させます。例には、細胞膜全体のこれらのイオンの濃度勾配を維持するナトリウムポタスシウムポンプが含まれます。
* 二次アクティブトランスポート: これは、1つの分子の濃度勾配に保存されたエネルギーを使用して、その濃度勾配に対して別の分子を動かします。
5。バルクトランスポート: これには、大きな粒子または膜全体の細胞全体の動きが含まれます。
* エンドサイトーシス: このプロセスは、小胞内にそれらを包み込むことにより、大きな分子または粒子を細胞にもたらします。
* エキソサイトーシス: このプロセスは、物質を含む小胞を細胞膜と融合させることにより、細胞から大きな分子または粒子を放出します。
要約すると、細胞膜は、細胞内外の材料の動きを制御し、その内部環境を維持し、それが重要な機能を実行できるようにする動的構造です。これは、パッシブとアクティブな輸送メカニズムの組み合わせと、その構造内に埋め込まれたさまざまな特殊なタンパク質の存在を通じてこれを達成します。