1. Vận chuyển chủ động
- Vận chuyển chủ động là kiểu vận chuyển các chất qua màng từ nơi có nồng độ chất tan thấp tới nơi có nồng độ chất tan cao (ngược chiều gradien nồng độ) và cần tiêu tốn năng lượng.
- Vận chuyển chủ động thường cần có các "máy bơm" đặc chủng cho từng loại chất cần vận chuyển.
- Vận chuyển qua các bơm có đặc điểm:
+ Có sử dụng năng lượng để kích hoạt các bơm vận chuyển.
+ Bản chất của các bơm là phân tử protein xuyên màng.
+ Các chất được vận chuyển có thể bị biến đổi trong quá trình đi qua các bơm
+ Mỗi bơm chỉ vận chuyển theo 1 chiều và không phụ thuộc và gradient nồng độ, điện thế.
+ Tốc độ vận chuyển qua bơm cao hơn so với vận chuyển qua các kênh protein.
- ATP được sử dụng cho các bơm, ví dụ bơm natri-kali khi được gắn một nhóm phôtphat vào prôtêin vận chuyển (máy bơm) làm biến đổi cấu hình của prôtêin khiến nó liên kết được với 3 Na+ ở trong tế bào chất và đẩy chúng ra ngoài tế bào sau đó lại liên kết với 2 K+ ở bên ngoài tế bào và đưa chúng vào trong tế bào.
- Nhờ có vận chuyển chủ động mà tế bào có thể lấy được các chất cần thiết ở môi trường ngay cả khi nồng độ chất này thấp hơn so với ở bên trong tế bào.
2. Vận chuyển thụ động
- Vận chuyển thụ động là phương thức vận chuyển các chất qua màng sinh chất mà không tiêu tốn năng lượng. Kiểu vận chuyển này dựa theo nguyên lí khuếch tán của các chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp. Sự khuếch tán của các phân tử nước qua màng sinh chất được gọi là sự thẩm thấu.
- Các chất tan có thể khuếch tán màng sinh chất bằng 2 cách: khuếch tán trực tiếp qua lớp phôtpholipit kép, khuếch tán qua kênh prôtêin xuyên màng tế bào.
- Các chất có khuếch tán được qua màng sinh chất vào bên trong tế bào hay không còn tùy thuộc vào sự chênh lệch về nồng độ giữa môi trường bên trong và bên ngoài tế bào cũng như các đặc tính lí hóa học của chúng.
+ Nếu môi trường bên ngoài tế bào có nồng độ chất tan lớn hơn nồng độ của chất tan trong tế bào thì môi trường đó được gọi là môi trường ưu trương. Khi đó, chất tan có thể di truyền từ môi trường bên ngoài vào môi trường bên trong tế bào.
+ Nếu môi trường bên ngoài tế bào có nồng độ chất tan bằng nồng độ chất tan có trong tế bào thì môi trường đó được gọi là môi trường đẳng trương.
+ Nếu môi trường bên ngoài có nồng độ chất tan thấp hơn so với nồng độ chất tan có trong tế bào thì môi trường đó được gọi là môi trường nhược trương. Khi đó, các chất tan bên ngoài tế bào không thể khuếch tán vào bên trong tế bào được.
- Đặc điểm các chất thẩm thấu qua màng:
+ Các chất không phân cực và có kích thước nhỏ như CO, O.. có thể dễ dàng khuếch tán qua lớp phôtpholipit của màng sinh chất. Các chất phân cực hoặc các ion cũng như các chất có kích thước phân tử lớn như glucôzơ chỉ có thể khuếch tán được vào bên trong tế bào qua các kênh prôtêin xuyên màng. Các prôtêin vận chuyển có thể đơn thuần là các prôtêin có cấu trúc phù hợp với các chất cần vận chuyển hoặc là các cổng chỉ mở cho các chất được vận chuyển đi qua khi có các chất tín hiệu bám vào cổng.
+ Các phân tử nước cũng được thẩm thấu vào trong tế bào nhờ một kênh prôtêin đặc biệt được gọi là aquaporin.
- Một số yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ khuếch tán:
+ Mức độ của gradient nồng độ: Sự chênh lệch nồng độ càng lớn, tốc độ khuếch tán càng nhanh. Sự phân bố vật chất càng gần trạng thái cân bằng, tốc độ khuếch tán càng chậm.
+ Khối lượng của các phân tử khuếch tán: Các phân tử có khối lượng lớn hơn di chuyển chậm hơn vì chúng khó di chuyển giữa các phân tử của chất mà chúng di chuyển qua; do đó, chúng khuếch tán chậm hơn.
+ Nhiệt độ: Nhiệt độ cao hơn làm tăng năng lượng và do đó làm tăng chuyển động của các phân tử, làm tăng tốc độ khuếch tán.
+ Mật độ dung môi: Khi mật độ dung môi tăng, tốc độ khuếch tán giảm. Các phân tử chậm lại vì chúng khó đi qua môi trường đặc hơn.
3. Phân biệt vận chuyển thụ động và chủ động
