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なぜ溶質は脂質二重層を横切って移動するのですか?

溶質はいくつかの理由で脂質二重層を横切って移動し、駆動力は特定の溶質と条件に依存します。

1。パッシブトランスポート:

* 単純な拡散: これは、濃度勾配に続いて、高濃度の領域から低濃度の領域への膜を横切る溶質の動きです。これは、熱力学の第2の法則によって駆動されます 、システムはより大きなエントロピー(障害)に向かう傾向があると述べています。酸素、二酸化炭素、ステロイドホルモンなどの小さな非極性溶質は、脂質二重層全体に直接拡散する可能性があります。

* 促進拡散: これには、その濃度勾配を溶質に移動することが含まれますが、膜タンパク質(輸送タンパク質)の助けがあります。これらのタンパク質は、チャネルにすることができます これは、溶質が通過するための親水性細孔を提供するか、キャリア それは溶質に結合し、膜を横切る動きを促進します。このタイプの輸送は、セルからのエネルギーを必要としないため、依然として受動的ですが、疎水性二重層を横切るのに苦労する大型または極性溶質の動きを可能にします。

2。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: これには、ATPからの直接エネルギーが必要であり、濃度勾配(低濃度から高濃度まで)に対して溶質を移動します。これはしばしば、ATP加水分解を使用して立体構造を変化させ、特定の溶質を膜全体に輸送するポンプによって媒介されます。ナトリウム - ポタスシウムポンプは、濃度勾配に対してNa+を細胞から、K+を細胞に送り出し、K+を濃度勾配に対してポンプで送り出す古典的な例です。

* 二次アクティブトランスポート: これは、1つの溶質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、別の溶質の動きを促進します。たとえば、ナトリウムイオンの濃度勾配(ナトリウムポタスシウムポンプによって確立された)を下回る動きは、その濃度勾配に対してグルコースの動きを細胞に駆り立てることができます。

動きに影響する要因:

* サイズと極性: より小さく、非極性溶質は膜をより容易に移動します。

* 濃度勾配: 膜全体の濃度の差が大きいほど、拡散速度が速くなります。

* 膜流動性: より液体膜は、溶質のより速い動きを可能にします。

* 膜タンパク質の存在: 輸送タンパク質は、受動的にも積極的にも、特定の溶質の動きを促進できます。

全体として、溶質は脂質二重層を横切って移動して平衡に達します。これは、受動的に濃度勾配に従って、またはエネルギーを使用して積極的に克服します。この動きは、細胞機能を維持するために重要であり、栄養素、廃棄物、およびシグナル伝達分子の輸送を可能にします。

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