Cellmembran, passiv och aktiv transport

Tanya skrev:

Jag vet att passiv transport är för vatten (via kanalprotein, osmos), små polära molekyler, gaser och många hydrofoba molekyler. Detta sker genom diffusion, kanalproteiner och karriärproteiner(symport) från hög mot låg koncentration.

Det sker även genom s.k. uniport, där endast ett ämne transporteras i taget, från högre till lägre koncentration. Dessa proteiner brukar på svenska kallas transportörer, eller transportproteiner.

Medan joner och stora molekyler kräver aktiv transport.

Joner behöver ingen aktiv transport så länge jonerna flödar från den högre till den lägre koncentrationen, t.ex. kaliumkanalerna i våra nervceller öppnas och släpper ut kaliumjoner - där sker transporten av just kaliumjoner passivt. Återupptaget av kalium och skapandet av obalansen av natrium/kalium, kräver dock en aktiv och energiförbrukande transport (men det sköts av andra proteiner än just kaliumkanalen).

Detta sker genom direkt och indirekt transport i karriärproteiner och vesikler från låg mot hög koncentration. Men jag förstår inte helt hur joner transporteras. Genom aktiv transport kan detta vara en antiport, såsom NaK-pump. Men jag läste också att Na kan transporteras genom kanalproteinet tillsammans med vatten passivt. Är det så? Hur fungerar transport för joner?Och förstod jag rätt att integralproteiner är uppdelade i kanalproteiner (endast passiva) och karriärproteiner (passiva och aktiva)?

NaK-pumpen är en variant av ett antiporter-protein, där båda jonerna transporteras mot sin koncentrationsgradient, d.v.s. natriumjoner flyttas från en lägre koncentration till en högre, och samma sak för kalium (fast åt motsatt håll genom cellmembranet). Och för att detta skall kunna ske behöver arbete utföras, och energin för att få detta enzym (NaK-pumpen) att knuffa jonerna dit de inte naturligt vill åka fås ifrån ATP som klyvs till ADP och en fosfatjon. Detta är liknande hur det beskrivs i fysiken när arbete utförs och t.ex. en vikt lyfts uppåt och får lägesenergi. Att koncentrationsskillnaden (kallas koncentrationsgradient när sammanhanget är ett membran) mellan natriumjonerna ökar, leder till en ökad "lägesenergi" hos jonerna.

Hur t.ex. natriumjonerna transporteras beror helt på vilket protein det är som utför transporten. I en kanal kan koncentrationen utjämnas, med transport av joner från högre till lägre koncentration. Eller mot koncentrationsgradienten, om energi tillförs från ATP. Eller så kan det ske ett utbyte t.ex. protoner mot natriumjoner, men då flödar en av jonerna längs sin koncentrationsgradient - för att låta den andra jonen färdas mot sin gradient.

Gemensamt för integrala membranproteiner är att de är hela tiden bundna i ett membran, men det finns flera olika sorter än endast kanaler som är passiva, och transportörer. Ett annat exempel är receptorer på cellens yta, som även de är "integrala" (d.v.s. "förankrade i membranet"), men de har en annan funktion.