結構生物化學/膜蛋白/被動運輸
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被動運輸 分子具有自然的趨勢，會在任何可用的空間中均勻地移動和擴散。這種性質被稱為擴散。一個例子是燒杯中的一滴染料，它被一個可滲透的膜隔開。在這種情況下，儘管染料分子是隨機移動的，但它會在膜上發生淨運動，使得染料在兩側的濃度相等。在那個時候，將建立一個平衡，在膜的兩側有相同數量的染料分子移動。換句話說，任何物質的自然趨勢都是沿著濃度梯度遷移。
物質穿過生物膜的擴散被稱為被動運輸，因為細胞不需要消耗能量來實現它。濃度梯度本身代表著勢能，並驅動著擴散。然而，膜是選擇性滲透的，因此對各種分子的擴散速率有不同的影響。就水而言，水通道蛋白允許水快速地穿過某些細胞的膜。水穿過質膜的運動對細胞有重要的影響。
滲透 是一種被動運輸形式，它涉及水透過脂質雙層利用水通道蛋白進行擴散。然而，由於這是水透過濃度梯度進行擴散的被動運輸，因此應建立三種情況。第一種是在等滲溶液中，細胞內部的水濃度與細胞外部的水濃度相同。在這種情況下，由於存在平衡，水穿過可滲透膜的淨運動相同。因此，細胞保持不受影響。第二種是在低滲溶液中，細胞外部的水濃度大於（溶質濃度小於）細胞內部的水濃度。在這種情況下，水將沿著濃度梯度擴散並進入細胞，從而導致細胞破裂。最後是在高滲溶液中，水濃度小於（溶質濃度大於）細胞內部的水濃度。在這種情況下，水會從細胞中流出，從而導致細胞收縮。許多生物生活在高滲或低滲環境中，並且每種生物都有特殊的適應性來進行滲透調節，或控制水的流動。例如，草履蟲生活在低滲環境中。這種原生生物已經適應了擁有一個對水滲透性較低的質膜，從而限制了水進入草履蟲的速度。此外，細胞配備了收縮泡，它以水進入細胞的相同速度從細胞中泵出水。
協助擴散 是另一種被動運輸形式，其中許多極性分子在脂質雙層的整合蛋白的幫助下擴散。這種運輸的兩大型別是離子通道和門控通道。就離子通道而言，跨越脂質雙層的蛋白質具有一個帶有極性 R 基團氨基酸的通道，允許小的極性分子被動地沿著濃度梯度擴散進入細胞。就門控通道而言，蛋白質結合一個分子，導致其 3D 形狀發生改變，使其開啟進入細胞內部。然後，分子被釋放到細胞中，蛋白質再次開啟到細胞外部。在這種方法中，分子仍然沿著濃度梯度擴散，儘管是在載體蛋白的幫助下。
過濾 是另一種被動運輸型別，指的是水和其他分子穿過細胞膜的運動，這是由於心血管系統產生的靜水壓引起的。哪些分子被允許穿過膜很大程度上取決於分子的大小與膜孔的大小相比。例如，腎臟中腎小球囊的膜孔非常小，因此只有白蛋白（最小的蛋白質之一）才能被允許穿過膜。相比之下，肝細胞的膜孔非常大，允許各種分子穿過膜並被代謝。