La membrana plasmatica è uno strato oleoso di molecole di grasso che impedisce il passaggio di acqua e sali. In che modo l'acqua, i sali e le grandi molecole come gli zuccheri entrano nelle cellule? Queste molecole sono essenziali per gli esseri viventi. La membrana controlla ciò che entra ed esce avendo canali proteici che si comportano come imbuti in alcuni casi e pompe in altri casi. Il trasporto passivo non richiede molecole di energia e si verifica quando un imbuto si apre nella membrana, lasciando scorrere le molecole. Il trasporto attivo richiede energia, perché le macchine proteiche afferrano attivamente le molecole su un lato della membrana e le spingono dall'altra parte.
Trasporto passivo attraverso i canali
Il modo più semplice con cui una membrana cellulare può controllare ciò che entra ed esce è avere un canale proteico che si adatti solo ad un tipo di molecola. In questo modo, la cellula può controllare il flusso di soli acqua, sali o ioni idrogeno che rendono un liquido acido o non acido. Le acquaporine sono canali proteici che consentono all'acqua di passare liberamente attraverso la membrana cellulare. Poiché l'acqua non si mescola con l'olio e la membrana cellulare è grassa, l'acqua non può passare liberamente dentro o fuori da una cellula. Le acquaporine consentono alle molecole d'acqua di fluire nelle cellule come una linea a file singolo.
Symport e Antiport
La diffusione è il movimento casuale ma direzionale di molecole da un luogo in cui ce ne sono molte a un posto dove ce ne sono pochi. Il flusso di molecole lungo questo gradiente o differenza di concentrazione è come il flusso di acqua giù da una cascata. È una forma di energia che può essere usata per fare altre cose. Le pompe proteiche nella membrana possono sfruttare il naturale flusso di ioni di sale attraverso una membrana per pompare altri tipi di ioni o molecole. Questo è come fare l'autostop. Il pompaggio di una molecola nella stessa direzione della molecola di diffusione è chiamato symport. Il pompaggio di una molecola nella direzione opposta della molecola di diffusione è chiamato antiport.
Trasporto attivo
Lasciare che le molecole si diffondano lungo il loro gradiente non richiede energia, ma pompando queste molecole in altre direzioni per rendere il gradiente in primo luogo richiede energia. Il trasporto attivo descrive il movimento delle molecole contro i loro gradienti di concentrazione, come l'imbottitura di più persone in una stanza che è già sovraffollata e richiede pompe alimentate da una molecola di energia chiamata ATP (adenosina trifosfato). L'ATP è come una batteria ricaricabile. Ogni utilizzo rilascia una scossa di energia che trasforma un ATP nel suo stato di scarica, chiamato ADP. ADP può essere ricaricato in ATP. Le proteine che pompano le molecole contro il loro gradiente hanno una tasca in cui si adatta l'ATP.
Esocitosi ed endocitosi
Le cellule possono spostare grandi molecole o grandi miscele di molecole attraverso la loro membrana. Questo tipo di carico è troppo grande per essere pompato o troppo vario per essere controllato da un solo canale. Il movimento di questo tipo di materiale attraverso una membrana richiede il processo di pizzicamento o fusione di sacchetti a membrana. L'endocitosi è il processo in cui la membrana cellulare si stringe verso l'interno per ingoiare una molecola che si trova all'esterno della cellula. L'esocitosi è il processo di trasporto in cui una membrana a membrana all'interno della cellula corre nella membrana superficiale della cellula. Questa collisione collega la sacca con la membrana superficiale, causando la rottura della sacca e il rilascio del suo contenuto all'esterno della cellula. Il contenuto finisce all'esterno perché la membrana rotta della sacca diventa parte della membrana superficiale - come due goccioline di olio d'oliva che si fondono per formare una goccia più grande sopra l'acqua.
