受動輸送:
* 単純な拡散: 分子は、高濃度の領域から細胞膜全体の低濃度の領域に移動します。これにはエネルギーは必要ありません。例:酸素、二酸化炭素、いくつかの脂質。
* 促進拡散: 輸送タンパク質の助けを借りて、分子は細胞膜を横切って移動します。これは依然として受動的であり、エネルギーを必要としないことを意味しますが、タンパク質ファシリテーターが必要です。 例:グルコース、アミノ酸。
* 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動き。 これは、膜の両側の溶質濃度の違いによって駆動されます。
アクティブトランスポート:
* プライマリアクティブトランスポート: ATP(アデノシン三リン酸)からの直接エネルギーを使用して、分子を濃度勾配(低濃度から高濃度へ)に移動させます。これには、ポンプと呼ばれる特殊な輸送タンパク質が必要です。例:ナトリウム - ポタスシウムポンプ、プロトンポンプ。
* 二次アクティブトランスポート: 1つの分子の濃度勾配に保存されたポテンシャルエネルギーを使用して、その勾配に対する別の分子の輸送を駆動します。これには依然として輸送タンパク質が必要ですが、エネルギー源は直接ATPではありません。例:ナトリウムの動きと相まってグルコース輸送。
その他のメカニズム:
* エンドサイトーシス: 細胞膜は物質を飲み込み、細胞に持ち込みます。 これは、さらに食作用(細菌などの大きな粒子)、ピノ細胞症(液体)、および受容体媒介エンドサイトーシス(特定の分子)に分けられます。
* エキソサイトーシス: 細胞は、物質を含む小胞を細胞膜と融合させることにより、物質を排出します。これは、細胞がホルモン、廃棄物、その他の物質を分泌する方法です。
輸送に影響を与える要因:
* 分子のサイズと形状: 小さな分子は、大きな分子よりも拡散しやすくなります。
* 脂質溶解度: 脂質可溶性分子は、細胞膜の脂質二重層を簡単に通過できます。
* チャージ: 荷電分子は一般に、膜を通過するために輸送タンパク質を必要とします。
* 濃度勾配: 勾配が急で、拡散速度が速くなります。
* 輸送タンパク質の存在: 促進された拡散と活性輸送には、特定のタンパク質が必要です。
要約:
細胞は、分子の動きを調節し、栄養素を取得し、廃棄物を取り除き、内部環境を維持できるように、洗練されたメカニズムを進化させました。