Hvordan går ionerne over lipid-bilaget af cellemembranen?

En ion er et atom, der bærer en specifik elektrisk ladning. Lipid-dobbeltlaget eller phospholipid-dobbeltlaget af cellemembranen er en beskyttende sek, hvis arbejde er at holde vand og andre stoffer ude og celleindhold i. Ioner kan ikke krydse dette lipid-dobbeltlag på egen hånd: de skal transporteres på tværs af særlige proteiner.

Afvisningsmembran

Fosfolipider er særlige fedtmolekyler, der indeholder en fosfatgruppe og to fedtsyrer, der er fastgjort til en glycerol "rygrad". Celle membraner består af to lag af phospholipider. Lagene er anbragt med deres fedtsyre "haler", der peger mod hinanden for at danne en vandafvisende eller hydrofob overflade. Dette holder cellulært indhold i og omkringliggende væske ud. Når cellen skal transportere en ion over denne barriere, bruger den en særlig døråbning kaldet et transportprotein. Disse proteiner kommer i tre hovedtyper.

Hydrolytiske pumper

En "gradient" indebærer en ændring i grad. Kemiske koncentrationsgradienter markerer overgangen mellem det indre og det ydre af celler. En cellemembranes "elektriske potentiale" refererer til dets elektriske ladning. Pumper er transportproteiner, der flytter ioner mod den kemiske gradient eller det elektriske potentiale af phospholipid-dobbeltlaget. Denne aktive transport svarer til at tvinge noget til at flyde opstrøms - koncentrationsgradienten eller det elektriske potentiale virker imod ionet, så pumpen skal bruge energi til at skubbe den igennem. Denne energi er dannet ved hydrolyse - at bryde de kemiske bindinger - af adenosintrifosfat eller ATP, det primære cellulære brændsel.

Kryds kanaler

Kanalproteiner er transportproteiner, der flytter ioner på tværs af cellemembran med en kemisk gradient eller elektrisk potentiale. Dette betyder, at ionerne allerede er kemisk eller elektrisk tiltrukket af det sted, de går - kanalproteinet åbner blot en port, så de kan komme derhen. Kaliumkanaler er de mest almindelige og er næsten altid åbne, fordi de er en del af natriumkaliumpumpen - den mekanisme, som holder cellemembranerne intakte. Kanaler til andre elementer åbner som reaktion på specifikke biokemiske signaler.

Aktivtransportører

Transportører er specielle proteiner, der binder til specifikke ioner og bærer dem en efter én eller i meget små grupper på tværs af cellemembranen . En uniporter binder til en enkelt type ion og bærer den med koncentrationsgradienten. Symptører mærker sammen med ioner, der bevæger sig med koncentrationsgradienten og "låner" deres energi for at tvinge deres transporterede ioner mod gradienten eller potentialet. Antiporters bruger kanalen åbnet af en ion, der bevæger sig med gradienten eller potentialet til at tvinge deres transporterede ion i den modsatte retning over membranen.