Trasporto di sostanze e membrane in una cellula

Le sostanze circolano nella cellula, vengono impacchettate nelle membrane ("movimento del contenuto cellulare nei contenitori"). L'ordinamento delle sostanze e il loro movimento sono associati alla presenza nelle membrane del complesso di Golgi di speciali proteine recettrici. Il trasporto attraverso le membrane, anche attraverso la membrana plasmatica (citolema), è una delle funzioni più importanti delle cellule viventi. Esistono due tipi di trasporto: passivo e attivo. Il trasporto passivo non richiede costi energetici, il trasporto attivo è volatile.

Il trasporto passivo di molecole non caricate viene effettuato mediante un gradiente di concentrazione attraverso la diffusione. Il trasporto di sostanze cariche dipende dalla differenza di potenziale sulla superficie del citolema. Di regola, la superficie della membrana citoplasmatica interna trasporta una carica negativa, che facilita la penetrazione di ioni caricati positivamente nella cellula.

La transizione di ioni o molecole dalla zona in cui queste sostanze si trovano in una concentrazione più elevata nella zona con una concentrazione più bassa è detta diffusione. Le proteine di trasporto specifiche, integrate nella membrana, trasportano piccole molecole attraverso di essa. Ogni proteina di trasporto trasporta il trasporto di una classe di molecole o di un solo composto. Le proteine transmembrana sono portanti o formano "canali". La diffusione può essere neutra quando le sostanze non cariche passano tra le molecole lipidiche o attraverso le proteine del citolema che formano i canali. La diffusione "leggera" avviene con la partecipazione di specifiche proteine carrier che legano la sostanza e la trasportano attraverso la membrana. La diffusione "leggera" procede più veloce della diffusione neutra.

Il trasporto attivo è effettuato da proteine di trasportatore. In questo caso, l'energia viene consumata a causa dell'idrolisi dell'ATP, oltre a diversi potenziali (cariche) su diverse superfici della membrana. Il trasporto attivo avviene contro il gradiente di concentrazione. Il potenziale di membrana viene mantenuto sul citolema utilizzando una pompa di sodio-potassio. Questa pompa, che pompa ioni K ⁺ nella cella contro i gradienti di concentrazione e ioni Na ⁺ nello spazio extracellulare, è un enzima ATPasi. A causa di ATPasi Na ^{+ gli} ioni vengono trasportati attraverso la membrana e rilasciati nell'ambiente extracellulare e gli ioni K ⁺ vengono trasportati all'interno della cellula. ATPase trasporta anche il trasporto attivo di aminoacidi e zuccheri.