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細胞膜の構造
流動モザイクモデル 1972年シンガーとニコルソン
リン脂質の二重層の中に、(膜)タンパク質がモザイク状に分布しながら移動している。
膜タンパク質にはさまざまな種類があり、物質によって透過性が異なる性質=選択的透過性をもつ。
図1
受動輸送
物質は、細胞膜を通じて濃度の高い方から低い方へと(濃度勾配に従って)拡散する。このときエネルギーは使わない。
単純拡散
図2
すき間を通り抜けたり、リン脂質に溶けたりして拡散する。大きい物分子や親水性の物質(水・イオン)はリン脂質を通過できない。
促進拡散(チャネルの場合)
図3
チャネルが開閉して物質を通過させる。水チャネル(アクアポリン)やナトリウムチャネル、カリウムチャネルなどがある。
→外と内で同じ濃度にしようとする。
促進拡散(運搬体の場合)
図4
運搬体(担体・キャリアー)に特定の物質が結合すると、形が変化してその物質を通過させる。グルコースやアミノ酸などが運ばれる。
能動輸送
特定の物質を、ATPのエネルギーを使い、濃度の低い方から高い方へ(濃度勾配に逆らって)輸送する。
例.ナトリウムポンプ
図5
ATPのエネルギーを用いて、Na+を細胞外へ、K+を細胞内へ運ぶこと。
この働きを行うタンパク質はナトリウム-カリウムATPアーゼという酵素である。
ナトリウムポンプの働きにより、細胞の内と外ではNa+とK+の濃度が異なっている。ふつう、細胞内はK+が多く、細胞外はNa+が多い。
大きな物質の分泌と取り込み
図6
脂質二重層や輸送タンパク質を通過できないような大きい分子は、エンドサイトーシスによって取り込み、エキソサイトーシスによって分泌する。
図7
図8
大きな粒子を取り込む場合を食作用、直径1μm以下の液体や溶質を取り込む場合を飲作用という。
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