Transport

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生物学において、輸送とは分子やイオンが細胞膜を越えて、あるいは血流を介して移動する行為や手段を指します。 この点で、輸送には2つのタイプがある。 (1）受動輸送と（2）能動輸送である。 受動輸送とは、イオンや分子が濃度勾配に沿って移動する輸送であり、濃度の高いところから低いところへ移動することを意味する。 拡散、拡散促進、ろ過、浸透の4つが主なものである。 能動輸送は、イオンや分子が濃度勾配に逆らって移動する輸送の一種である。 つまり、濃度の低いところから高いところへ移動する。 このタイプの輸送には、エネルギーの消費とタンパク質（すなわちキャリアタンパク質）の助けが必要です。

輸送の定義

一般的に、輸送という言葉は、ある場所から別の場所へ（何かを）移動することです。 ある場所から別の場所へ何かを運ぶ、移動させる、または運搬するための動作語として使用することができます。 生物学では、輸送とは分子、イオン、基質が細胞膜などの生体膜を通過して移動する行為またはその手段を指します。 また、電子輸送連鎖における電子の移動にも関係することがある。 この点で、輸送を促すには濃度勾配が必要である。 それは、それぞれの濃度勾配に沿ったものであっても、逆らうものであってもよい。 トランスポートはまた、循環系における血液や他の体液の輸送活動に関するものとして使用されることもある。

細胞内輸送

受動輸送がどのように起こるかを示す図解。 水溶性分子はチャネルタンパク質を介して膜を越えて濃度勾配を下降する（促進拡散の例）。 脂溶性分子は脂質層膜を容易に移動する（非促進拡散の例）

活動的輸送。 ATPは生体膜を横切るナトリウムイオンの移動と結合している。

細胞の主要な生物学的活動の1つは、生体分子、イオン、および基質の輸送である。 輸送は細胞の内部で起こりうる。 例えば、小胞体で生成されたタンパク質は、さらなる処理のためにゴルジ装置へ輸送または搬送される。 これは細胞内輸送の一例である。 また、分泌の際に起こるような、細胞から外への輸送や、外から細胞内への輸送も起こり得ます。 細胞膜の脂質二重層の構成要素を容易に移動できる物質がある。 例えば、小さな非極性分子は膜を横切って移動することができる。 大きな非極性分子と極性分子は、それぞれ大きさと極性のために、細胞内に入ることも出ることもできない。 それでも、膜を越えて移動することは可能であるが、膜タンパク質によるシャトル輸送が必要となる。
細胞レベルの生物学的輸送には、受動的なものと能動的なものがある。 どちらのタイプも濃度勾配を必要とします。 しかし、濃度勾配に対する移動の方向が異なります。 受動輸送は、高濃度領域から低濃度領域へ膜を越えて物質が輸送されることである。 従って、濃度勾配に沿って移動する。 逆に、能動輸送は、濃度勾配に逆らって移動する細胞内輸送の一種である。 低濃度領域から高濃度領域への移動である。 受動輸送では物質が下り坂を移動するため、運動エネルギーが移動の原動力として十分である。 能動輸送の場合、移動は上り坂になるため、より大きなエネルギー源が必要になる。 一般的には、アデノシン三リン酸（ATP）の形で化学エネルギーを使用します。ATPは、解糖やクエン酸サイクルなど、細胞が代謝的に生成します。すなわち、高濃度から低濃度への移動

物質の上り坂の移動、すなわち、高濃度から低濃度への移動 物質の上り坂の移動。 濃度勾配に沿って 濃度勾配に逆らって ATPを必要としない ほとんどATPを必要とする タイプ。

  • 単純拡散
  • 促進拡散
  • ろ過
  • 浸透
タイプ。

  • 一次能動輸送
  • 二次能動輸送
膜輸送体を利用してもしなくてもよい 膜輸送体が必要 膜輸送体の補助受動輸送による。

  • グルコーストランスポーター
  • イオンチャンネル
  • アクアポリン
一次輸送体

  • イオンポンプ
  • イオンチャンネル
  • ATPase（例：…
      一次輸送体

    • イオンポンプ
    • アクアポリン（例：….

    ）

    一次輸送体（例：…

    ）

二次トランスポーター

  • アンチポーター
  • シンプター
例：..:

  • 気体の単純な拡散、例． CO2や酸素
  • Na+やCl-などの極性イオンのアシスト受動輸送
  • グルコースやアミノ酸などの極性分子のアシスト受動輸送
  • レチノールなどの大型非極性分子のアシスト受動輸送

浸透中のアクアポリンによる水分子のアシスト受動輸送

主なアクティブ輸送例です。

  • ナトリウム-カリウムポンプを介したATPを用いた能動輸送で、2個のK+イオンを細胞内に移動させながら3個のNa+イオンを外に出す
  • （NADHの）酸化還元エネルギーを用いた能動輸送で、ミトコンドリア内膜にプロトン勾配を生成
  • 光子エネルギー（光）による光合成の際にプロトン勾配を生成

2次の能動輸送の例です。

  • 別のイオン（典型的にはNa+、K+、H+イオン）が濃度勾配を下る間に第2の基質を能動輸送する

組織レベルでの輸送

組織レベルでの輸送とは、物質を細胞から外部または体の他の部位に移動する手段である。 ヒトを含む高等動物の体内を循環する液体として血液がある。 ヘモグロビンと結合した酸素、排泄のための二酸化炭素や代謝副産物、ホルモンなどの化学シグナル分子、グルコース、アミノ酸、脂肪酸などの栄養素など、さまざまな分子を輸送する。
植物では、組織レベルでの物質の輸送は、特に葉茎と木部という脈管組織で行われる。 葉茎組織は光合成物質の伝導を担い、木部組織は根から植物の各部位に水と栄養を伝導する組織である。

関連用語

  • 能動輸送
  • 軸索輸送
  • コレステロールエステル輸送タンパク質
  • 共役輸送
  • Coupled Transport電子輸送
  • 電子輸送鎖
  • 促進輸送
  • 膜輸送タンパク質
  • 卵巣輸送
  • 受動輸送
  • 呼吸器系輸送 transport
  • Retrograde axonal transport
  • Transport antibiotic

See also

  • Diffusion
  • Osmosis
  • Blood

    • の項を参照。

  • 呼吸鎖
  • 化学浸透
  • ヌクレオポリン
  • ポーター
  • 電子キャリア

References and further readings

  1. TRANSPORT IN AND OUT OF CELLS. (2019). Estrellamountain.eduのウェブサイトから取得。 https://www2.estrellamountain.edu/faculty/farabee/biobk/BioBooktransp.html
  2. membrane transport. (2019). Yvcc.eduのウェブサイトから取得。 http://www2.yvcc.edu/Biology/109Modules/Modules/MembraneTransport/membranetransport.htm
  3. Active Transport Across Cell Membranes（細胞膜を越える能動輸送）。 (2019). Gsu.eduのウェブサイトから取得。 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Biology/actran.html
  4. membrane transport. (2013). Byui.eduのウェブサイトから取得。 https://content.byui.edu/file/a236934c-3c60-4fe9-90aa-d343b3e3a640/1/module5/readings/membrane-transport.html

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