Membrankanäle und -pumpen

Die Lipiddoppelschicht biologischer Membranen ist von sich aus für Ionen und polare Moleküle impermeabel. Eine gewisse Durchlässigkeit für diese Molekülarten ist jedoch für die normale Zellfunktion unerlässlich. Diese Durchlässigkeit wird von drei Klassen von Membranproteinen vermittelt: Pumpen, Carrier und Kanäle. Pumpen greifen auf Quellen freier Enthalpie wie beispielsweise ATP-Hydrolyse oder Lichtabsorption zurück, um den Transport von Ionen oder Molekülen thermodynamisch bergauf anzutreiben. Hierbei handelt es sich um ein Beispiel für aktiven Transport. Carrier bewirken dagegen den Transport von Ionen und kleinen Molekülen durch die Membran ohne den Verbrauch von ATP. Kanäle bilden dagegen eine Pore in der Membran, durch die Ionen in einer thermodynamisch begünstigten Richtung strömen. Der Mechanismus von Kanälen ist ein Beispiel für den passiven Transport oder die erleichterte Diffusion.