Was ist eine Zellmembran?
In einfachen Worten kann die Zellmembran als Haut- oder Schutzbarriere der Zelle angesehen werden. Es hält alle inneren Bestandteile - oder das Zytoplasma - einer Zelle in sich und die äußeren Gegenstände außerhalb davon. Sein Hauptzweck ist es, die Integrität der Zelle aufrechtzuerhalten und zu bestimmen, was in die Zelle eintreten und aus ihr austreten kann.
Die Zellmembran besteht aus einer Lipiddoppelschicht. Die Lipidmoleküle werden in zwei Reihen gebildet, wobei jede Reihe ein Spiegelbild der anderen Reihe ist. Die Struktur der Lipidmoleküle besteht aus zwei Teilen - einem hydrophoben und einem hydrophilen Teil. Der hydrophobe Abschnitt vermeidet Wasser und wasserähnliche Moleküle und ist nach innen gerichtet und bildet die Mitte der Lipiddoppelschicht, während der hydrophile Abschnitt Wasser oder wasserähnliche Moleküle anzieht und nach außen weist. Somit kann die Basis des Fluidmosaikmodells festgelegt werden.
Das Fluidmosaikmodell der Zellmembran wurde 1972 entdeckt. Es beschreibt die Anordnung von Proteinen innerhalb oder auf der Lipiddoppelschicht. Die Proteine werden auf viele verschiedene Arten eingefügt und bilden ein Mosaik aus Proteinen. Proteine, die die Lipiddoppelschicht passieren, sind wichtig für den Transport kleiner Moleküle durch die Membran.
Da die Zellmembran semipermeabel ist, können nur bestimmte kleine Moleküle durch einen als Diffusion bezeichneten Prozess über die Zellmembran hin und her wandern. Bevor eine Diffusion stattfinden kann, muss die Membran jedoch für das kleine Molekül durchlässig oder offen sein, das sich wie eine offene Tür zu überqueren versucht. Wenn die Zellmembran nicht durchlässig ist, kann das kleine Molekül nicht passieren - und die Tür kann als geschlossen betrachtet werden. Außerdem kann ein kleines Molekül nur von einem Bereich mit mehr Menschenmenge zu einem Bereich mit weniger Menschenmenge gelangen. Wenn sich beispielsweise eine Aminosäure über eine Membran in eine Zelle bewegen möchte und die Zellmembran für die Aminosäure durchlässig ist, müssen mehr Aminosäuren außerhalb der Zelle und weniger Aminosäuren innerhalb der Zelle für die Aminosäure vorhanden sein durch Diffusion in die Zelle eintreten.
Ein weiterer Prozess, der durch die Zellmembran abläuft, ist der erleichterte Transport. Bei einigen kleinen Molekülen können die Proteine, die sich in der Zellmembran befinden, auch dazu beitragen, dass diese Moleküle die Membran passieren. Es ist fast so, als ob die Proteine sie überqueren. Wie bei der Diffusion kann ein erleichterter Transport nur stattfinden, wenn sich die Moleküle von einem Gebiet mit höherer Konzentration zu einer niedrigeren Konzentration bewegen - oder von einem Gebiet mit mehr Molekülen zu einem Gebiet mit weniger Molekülen.
Schließlich können Moleküle durch aktiven Transport eine Zellmembran passieren. Beim aktiven Transport wandern die Moleküle - entgegengesetzt zu Diffusions- und erleichterten Transportprozessen - gegen den Konzentrationsgradienten von Bereichen niedrigerer Konzentration zu höherer Konzentration. Um dem Gradienten entgegenzuwirken, wird Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP) benötigt. ATP kann für verschiedene zelluläre Aktivitäten verwendet werden, die von der Bewegung bis zur Reproduktion reichen.