細胞膜の膜タンパク質を介した物質の輸送について、詳しく見ていきましょう。

これは動物細胞の模式図です。
細胞膜の上部(囲まれている部分)を拡大して、細胞膜で行われている物質輸送について見ていきましょう。

細胞膜の断面を拡大すると、次のようになります。

リン脂質二重層でできた細胞膜の中央に、割り込むようなかたちで色の濃い構造物が描かれていますね。
これは、チャネルとよばれる膜タンパク質です。
チャネルは孔と呼ばれる穴を細胞膜につくり、細胞の内外の物質を輸送します。

図では、細胞膜の上に四角い物質がたくさん描かれ、下には少しだけ描かれていますね。
つまり、上の方が高濃度、下の方が低濃度になっているわけです。

このとき、チャネルを通じて、何が起こるでしょうか？
物質は、高濃度の方から低濃度の方へ輸送されることになります。
図の場合、チャネルは、四角い物質を上から下に輸送することになりますね。
このような輸送を、受動輸送といいます。

先ほどは、膜タンパク質のひとつとして、チャネルを紹介しました。
膜タンパク質には、この他にも様々な種類があります。
下の細胞膜の断面の模式図を見てください。

細胞膜の中央に割り込むように、色の濃いトングのような構造物が描かれているのが分かりますか？
これは、ポンプとよばれる膜タンパク質です。
チャネルとは異なり、細胞膜を貫通するような穴が開いていないことが特徴です。

ポンプは、低濃度の方から高濃度の方へ物質を輸送します。
図の場合、ポンプは、丸い物質を上方から下方へ輸送するのです。
このような輸送を、能動輸送といいます。

ポンプを介した物質輸送について、もう少し詳しく見ていきましょう。
はじめ、ポンプの上部だけが開いていますね。
上部から丸い物質を取り込むと、ポンプの上部は閉じます。
すると、ポンプの下部が開き、丸い物質を放出するのです。

ポンプは、チャネルのように常に穴が開いているわけではありませんが、構造が変化することによって、物質の輸送を行うのですね。

最後に、もうひとつ用語を紹介しておきます。
今回紹介したチャネルやポンプは、どんな物質でも自由に輸送できるわけではありません。
チャネルやポンプには様々な種類があり、それぞれ通過できる物質が決まっているのです。
特定の物質のみを透過させるような細胞膜の性質を、選択的透過性といいます。