Il trasporto nella membrana

A causa della struttura della membrana cellulare, solo piccole molecole idrofobiche possono passare facilmente attraverso di essa (Figura 1).

Figura 1: Permeabilità relativa della membrana plasmatica

Tutti gli altri tipi di molecole che abbiano necessità di entrare o uscire dalla cellula, come i nutrienti o i prodotti di scarto, hanno bisogno di proteine specializzate per poter attraversare la membrana. Il trasporto può essere passivo (diffusione facilitata, non richiede energia) o attivo (richiede energia). Qualora si verifichi una differenza di concentrazione e/o carica tra entrambi i lati della membrana, le molecole passeranno attraverso un canale o una proteina trasportatrice fino a quando la concentrazione e/o la carica non saranno di nuovo bilanciate su entrambi i lati. Il gradiente di concentrazione e carica è noto come gradiente elettrochimico. Pertanto, il trasporto di molecole che avviene lungo il gradiente elettrochimico, da alta a bassa concentrazione, è noto come trasporto passivo o diffusione facilitata. Tuttavia, quei trasportatori di molecole che vanno contro il gradiente elettrochimico hanno bisogno di energia, e il loro trasporto è detto attivo. Il trasporto attivo primario utilizza l'energia direttamente (da ATP o luce), mentre quello secondario sfrutta il gradiente elettrochimico per condurre il trasporto. Il trasporto attivo secondario non richiede energia direttamente, ma si affida al gradiente elettrochimico stabilito dal trasporto attivo primario.

Oltre alla mediazione del trasportatore attraverso la membrana, alcune sezioni di membrana possono formare una struttura chiusa nota come vescicola. Ciò consente alla cellula di secernere molecole nell'ambiente extracellulare (esocitosi) o di assorbirle dall'ambiente extracellulare (endocitosi).