离子通道：天然纳米阀

离子通道是中间有孔的蛋白质，它们控制离子和电流穿过原本不可渗透的生物膜。钠、钾、钙（二价）和氯离子的流动一个多世纪以来一直是生物学的核心问题。电流负责神经系统长距离（米级）传播的信号。二价钙离子的浓度是一种“通用”信号，控制细胞内许多不同的系统。二价钙和其他信使离子的浓度在生命中的作用类似于计算机不同导线中电压的作用。离子通道还帮助更大的溶质（例如有机酸和碱；可能还有多肽）穿过膜，但人们对这些系统了解得少得多。离子通道能够选择和控制不同类型离子的运动，因为通道蛋白中的孔洞比离子本身（的晶体半径）大几倍。生物学利用离子通道作为选择性阀门来控制流动，从而控制关键化学信号的浓度。例如，二价钙离子的浓度决定肌肉是否收缩。离子通道在生物学中的作用类似于晶体管在计算机和技术中的作用。离子通道控制对生命重要的浓度，就像计算机控制对计算机重要的电压一样。