Three-dimensional structure of a recombinant cardiac gap junction membranechannel determined by electron crystallography.DECORATED by Molecular CABORATED – Molecular Capointing Membranes – Molecular Cell Biology. ギャップジャンクション膜チャネルは、隣接する細胞間でイオンや小分子の直接交換を可能にする。 各チャネルは、4つのαヘリックスを持つ6つのコネキシンサブユニットが1つの細胞膜で、隣接する細胞の細胞膜にある同様の構造と会合することにより形成される。
細胞膜は、細胞と細胞外環境との間の選択的な透過性のバリアであり、細胞膜は、細胞外環境との間の選択的な透過性のバリアである。 その透過性により、グルコース、アミノ酸、脂質のような必須分子は容易に細胞内に入り、代謝仲介物質は細胞内にとどまり、老廃物は細胞外に出て行くことが保証される。 つまり、細胞膜の選択的な透過性によって、細胞は内部環境を一定に保つことができるのである。 これまでのいくつかの章で、細胞膜の構成要素と構造的な構成について見てきた（図3-32および図5-30参照）。 細胞膜の基本構造単位であるリン脂質二重層は、グルコースやアミノ酸などの水溶性分子やイオンに対して基本的に不透過性であり、そのため、細胞膜は水溶性分子やイオンを透過することができない。 細胞種によって必要とする低分子化合物の種類が異なるため、各細胞種の細胞膜には、特定のイオンや分子のみを通過させる特定の輸送タンパク質が含まれているのである。 同様に、細胞内の小器官は周囲の細胞質とは異なる内部環境を持つことが多く、小器官膜にはこの違いを維持するための特定の輸送タンパク質が含まれている。
動物では、上皮細胞のシートがすべての体腔（例えば、胃、腸、膀胱）と皮膚に並んでいる（図6-4を参照のこと）。 上皮細胞は、イオンや低分子を一方から他方へ運ぶことが多い。 例えば、小腸の上皮細胞は消化産物（グルコースやアミノ酸など）を血液中に運び、胃の上皮細胞は塩酸を胃液中に分泌する。 上皮細胞がこのような輸送機能を果たすためには、細胞膜が少なくとも2つの領域に分割され、それぞれに異なる輸送タンパク質が配置されていなければならない。 本章の最初の2つのセクションでは、リン脂質二重膜を介したタンパク質に依存しない疎水性小分子の移動について述べ、細胞膜に存在するさまざまな種類の輸送タンパク質の概要を説明する。 次に、輸送タンパク質の主な種類をそれぞれ説明する。 また、細胞内pHの維持、吸収性腸管上皮におけるグルコースの輸送、植物細胞液胞におけるスクロースと塩類の蓄積、動植物における水の流れなど、細胞内膜の異なる輸送タンパク質の特異的組み合わせによって、どのように重要な生理的プロセスを実行することができるのかについても説明する。 同じ種類の輸送タンパク質が、まったく異なる生理学的プロセスに関与していることがよくある。