Hvad er en cellemembran?
Enkelt set kan cellemembranen betragtes som hudens eller beskyttelsesbarrieren for cellen. Det holder alle de interne komponenter - eller cytoplasma - i en celle inde i den og de eksterne genstande uden for den. Dets hovedformål er at bevare cellens integritet og bestemme, hvad der kan komme ind og ud af cellen.
Cellemembranen består af et lipid-dobbeltlag. Lipidmolekylerne dannes i to rækker, hver række er et spejlbillede af den anden række. To dele udgør strukturen af lipidmolekylerne - et hydrofobt og et hydrofilt snit. Den hydrofobe sektion undgår vand og vandlignende molekyler og vender indad og udgør midten af lipid-dobbeltlaget, mens den hydrofile sektion tiltrækker vand eller vandlignende molekyler og vender udad. Således kan grundlaget for den flydende mosaikmodel etableres.
Den flydende mosaikmodel af cellemembranen blev opdaget i 1972. Den beskriver arrangementet af proteiner i eller på lipid-dobbeltlaget. Proteinerne indsættes i det på mange forskellige måder og danner en mosaik af proteiner. Proteiner, der krydser lipid-dobbeltlaget, er vigtige for transporten af små molekyler over membranen.
Da cellemembranen er semi-permeabel, kan kun visse små molekyler passere frem og tilbage over cellemembranen gennem en proces, der kaldes diffusion. Før diffusion kan forekomme, skal membranen imidlertid være permeabel eller åben for det lille molekyle, der prøver at krydse - meget som en åben dør. Hvis cellemembranen ikke er permeabel, får det lille molekyle ikke lov til at passere - og døren kan betragtes som lukket. Derudover kan et lille molekyle kun passere fra et område, der er mere overfyldt, til et område, der er mindre overfyldt. For eksempel, hvis en aminosyre ønsker at bevæge sig hen over en membran ind i en celle, og cellemembranen er permeabel for aminosyren, skal der være flere aminosyrer uden for cellen og færre aminosyrer inde i cellen for at aminosyren kan ind i cellen via diffusion.
En anden proces, der forekommer gennem cellemembranen, er lettere transport. For nogle små molekyler kan de proteiner, der har placeret sig inden i cellemembranen, også hjælpe disse molekyler med at passere gennem membranen. Det er næsten som om proteinerne eskorterer dem på tværs. Ligesom diffusion kan lettere transport kun ske, hvis molekylerne bevæger sig fra et område med højere koncentration til lavere koncentration - eller fra et område med flere molekyler til et område med færre molekyler.
Til sidst kan molekyler krydse en cellemembran via aktiv transport. Ved aktiv transport bevæger molekylerne sig fra områder med lavere koncentration til højere koncentration - modsat diffusionen og letter transportprocesserne - mod koncentrationsgradienten. For at gå imod gradienten kræves energi i form af adenosintrifosfat (ATP). ATP kan bruges til flere forskellige cellulære aktiviteter, der spænder fra bevægelse til reproduktion.