Prokaryonten
Zellen, Organellen und...
Membranen sind für hydrophile Moleküle schlecht durchlässig, weil sie einen apolaren Innenbereich haben. Nur sehr kleine, ungeladene Moleküle wie O2, N2, CO2, NH3 und andere Gase, sowie Wasser (obwohl stark polar!), können die Membranen durchdringen. Die Wasserdurchlässigkeit ist enorm wichtig, da Wasser für die Aufrechterhaltung des osmotischen Druckes verantwortlich ist. Dieser Wasserfluss wird durch die Verschiebung von Ionen bewirkt, resp. ist an diese gekoppelt und erfolgt passiv.
Für kleinen polare Moleküle besitzen die Zellen spezifische Transportsysteme, mit denen sie Nahrungsstoffe aufnehmen, wasserlösliche Stoffwechselprodukte ausscheiden, Ionenungleichgewichte erzeugen und diese zur Energiegewinnung und Signalübertragung nutzen kann. Mit Hilfe dieser Transportsysteme werden die Membranen selektiv durchlässig.
Man spricht von passivem Transport, wenn ein Stoff einem Konzentrationsgradienten folgt, wie z.B. die Aufnahme von Glucose aus dem Blut in die Muskelzelle.
Ein aktiver Transport führt gegen einen Konzentrationsgradienten, sozusagen "bergauf", wozu Energie notwendig ist. Wenn die Energie an die Hydrolyse von ATP gekoppelt ist, spricht man von primärem aktivem Transport. Wenn der Transport an den Co-Transport eines anderen Möleküls gekoppelt und von diesem angetrieben ist, spricht man von einem sekundär aktiven Transport.
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