Trasporto di sostanze e membrane nella cellula

Le sostanze circolano nella cellula, essendo impacchettate in membrane ("movimento del contenuto della cellula in contenitori"). La selezione delle sostanze e il loro movimento sono associati alla presenza di speciali proteine recettoriali nelle membrane del complesso del Golgi. Il trasporto attraverso le membrane, inclusa la membrana plasmatica (citolemma), è una delle funzioni più importanti delle cellule viventi. Esistono due tipi di trasporto: passivo e attivo. Il trasporto passivo non richiede dispendio energetico, mentre il trasporto attivo è dipendente dall'energia.

Il trasporto passivo di molecole prive di carica avviene lungo il gradiente di concentrazione per diffusione. Il trasporto di sostanze cariche dipende dalla differenza di potenziale sulla superficie del citolemma. Di norma, la superficie citoplasmatica interna della membrana presenta una carica negativa, che facilita la penetrazione degli ioni con carica positiva nella cellula.

Il movimento di ioni o molecole da una zona in cui queste sostanze sono in maggiore concentrazione a una zona con minore concentrazione è chiamato diffusione. Proteine di trasporto specifiche integrate nella membrana trasportano piccole molecole attraverso di essa. Ogni proteina di trasporto trasporta una classe di molecole o un solo composto. Le proteine transmembrana fungono da trasportatori o formano "canali". La diffusione può essere neutra, quando sostanze prive di carica passano tra molecole lipidiche o attraverso proteine del citolemma che formano canali. La diffusione "facilitata" si verifica con la partecipazione di proteine di trasporto specifiche che legano la sostanza e la trasportano attraverso la membrana. La diffusione "facilitata" è più veloce della diffusione neutra.

Il trasporto attivo è effettuato da proteine trasportatrici. Questo consuma energia derivante dall'idrolisi dell'ATP, nonché diversi potenziali (cariche) su diverse superfici della membrana. Il trasporto attivo avviene contro gradiente di concentrazione. Il potenziale di membrana è mantenuto nel citolemma grazie all'aiuto della pompa sodio-potassio. Questa pompa, che pompa ioni K ⁺ nella cellula contro gradiente di concentrazione e ioni Na ⁺ nello spazio extracellulare, è un enzima ATPasi. Grazie all'ATPasi, gli ioni Na ⁺ vengono trasferiti attraverso la membrana ed escreti nell'ambiente extracellulare, mentre gli ioni K ⁺ vengono trasferiti all'interno della cellula. L'ATPasi svolge anche il trasporto attivo di amminoacidi e zuccheri.