능동수송

(가) 용질을 에너지를 사용해서 농도 기울기에 거슬러 수송하는 능동수송(active transport)은 세포가 세포 외부와 다른 작은 분자들의 세포 내 농도를 유지하는 데 필수적이다. ATP의 말단 인산기가 운반체 단백질에 결합하기도 하는데, 이를 통해 운반체의 형태 변화를 유도함으로써 결합한 용질을 막을 가로질러 수송한다. 소듐-포타숨 펌프(sodium-potassium pump)는 이러한 방법으로 동물의 세포막을 가로질러 N⁺와 K⁺을 교환함으로써, 세포 내의 포타슘 이온 농도를 높게, 소듐 이온의 농도를 낮게 만든다.

(나) 세포는 이온의 불균등한 분포로 인해 세포막을 경계로 전압, 즉 막전위(membrane potential)를 갖는다. 이 전기적 포텐셜 에너지는 반대되는 전하의 분리에 기인한다. 세포질은 세포외용액에 비해 상대적으로 음전하를 띠고 있다. 막전위는 양이온이 세포로 확산하여 들어오고, 음이온은 세포 밖으로 나가게 해주는 경향이 있다. 막전위와 농도 기울기 모두 이온의 확산에 영향을 미치므로 이온은 그 전기화학적 기울기 (electrochemical gradient)를 따라서 확산한다.

(다) 전기발생 펌프(electrogenic pump)는 이온의 능동수송을 통해 막을 경계로 전압을 만들어낸다. 식물, 곰팡이, 세균에서는 양성자 펌프(proton pump)가 H⁺을 세포 밖으로 수송하여 막을 경계로 전압을 만들어낸다.

(라) 공동수송(cotransport)이란 한 용질의 능동수송이 다른 물질을 농도 기울기를 거슬러 수송하는 ATP를 사용하는 펌프에 의해 간접적으로 일어나는 것이다. 능동수송된 물질이 공동수송체를 통해 농도 기울기를 따라 이동함에 따라 다른 용질이 막을 통해 농도 기울기를 거슬러 운반된다.

참고자료: 캠벨 생명과학 요약