Was ist Zelltransport?
Zelltransport ist eine wichtige Funktion von Zellen. Es ermöglicht der Zelle, Moleküle und einzelne Atome in die Zelle zu bringen und unerwünschte Moleküle und Atome aus der Zelle zu entfernen. Die Barriere zwischen dem Inneren der Zelle und der äußeren Umgebung ist die Zellmembran. Es reguliert, was in die Zelle gelangen kann. Zelltransport kann ein passiver Prozess sein, der keine Energie benötigt, oder es kann ein aktiver Prozess sein, der Energie benötigt.
Passiver Transport benötigt keine Energie aus der Zelle. Es nutzt einen Konzentrationsgradienten, um den Durchtritt von Atomen oder Molekülen durch die Zellmembran zu erleichtern. Bei dieser Art von Zelltransport weist das Innere der Zelle eine geringe Konzentration eines bestimmten Moleküls auf, und die äußere Umgebung weist eine hohe Konzentration des Moleküls auf. Der Transport erfolgt, um die Konzentrationen innen und außen auszugleichen und ein Gleichgewicht zu erreichen.
Einfache Diffusion ist eine Art des passiven Transports. Einzelne Moleküle wandern den Konzentrationsgradienten hinunter, von hoch nach niedrig, und passieren ohne Unterstützung die Zellmembran. Osmose ist eine Art einfache Diffusion, die speziell beschreibt, wie Wassermoleküle durch die Zellmembran gelangen.
Eine andere Art des passiven Transports wird als erleichterte Diffusion bezeichnet. Diese Art des Zelltransports nutzt ein Protein in der Zellmembran, um Moleküle in die Zelle zu transportieren. Glucose ist eine Art von Molekül, für das ein Membranprotein die Zellmembran passieren muss.
Eine Art von Zelltransport, die Energie benötigt, wird als aktiver Transport bezeichnet. Es beschreibt Transportvorgänge, die dem Konzentrationsgradienten, also von geringer bis hoher Konzentration, zuwiderlaufen. Für diesen Transport werden Membranproteine benötigt.
Ein Beispiel für aktiven Transport ist die Natrium-Kalium-Pumpe in Nervenzellen. Normalerweise ist die Natriumkonzentration in der Zelle niedrig und außerhalb der Zelle hoch, während die Kaliumkonzentration typischerweise innerhalb der Zelle hoch und außerhalb der Zelle niedrig ist. Wenn sich ein Nervenimpuls ausbreitet, passieren Natrium und Kalium die Zellmembran entlang des Konzentrationsgradienten. Um den Konzentrationsgradienten wieder in den Ausgangszustand zu versetzen, muss das Membranprotein kontinuierlich Natrium aus der Zelle pumpen und Kalium in die Zelle bringen. Dies erfordert Energie aus der Zelle.
Bei anderen Transportarten, die Energie benötigen, handelt es sich um Vesikel. Vesikel sind kleine Säcke, die aus dem Golgi-Apparat der Zelle hergestellt werden. Sie sammeln Abfallprodukte, die sie durch Verschmelzen mit der Zellmembran aus der Zelle entfernen. Vesikel können auch verwendet werden, um Moleküle zu sammeln, die sich außerhalb der Zelle befinden. In einem Prozess namens Endozytose umgibt die Zellmembran das Molekül und inkorporiert es in ein Vesikel, das sich von der Membran löst und in die Zelle eindringt. Der Inhalt des Vesikels wird dann verdaut und in die Zelle freigesetzt.