Wat is een celmembraan?
In eenvoudige bewoordingen kan het celmembraan worden beschouwd als de huid of beschermende barrière van cellen. Het houdt alle interne componenten - of cytoplasma - van een cel erin, en de externe items daarbuiten. Het belangrijkste doel is om de integriteit van de cel te behouden en te bepalen wat de cel kan binnenkomen en verlaten.
Het celmembraan bestaat uit een lipide dubbellaag. De lipidemoleculen worden gevormd in twee rijen, elke rij is een spiegelbeeld van de andere rij. Twee delen vormen de structuur van de lipidemoleculen - een hydrofobe en een hydrofiele sectie. Het hydrofobe gedeelte vermijdt water en waterachtige moleculen en is naar binnen gericht en vormt het midden van de lipide dubbellaag, terwijl het hydrofiele gedeelte water of waterachtige moleculen aantrekt en naar buiten gericht is. Zo kan de basis van het vloeistofmozaïekmodel worden vastgesteld.
Het vloeistofmozaïekmodel van het celmembraan werd ontdekt in 1972. Het beschrijft de rangschikking van eiwitten in of op de lipide dubbellaag. De eiwitten worden erin op veel verschillende manieren ingebracht en vormen een mozaïek van eiwitten. Eiwitten die de lipide dubbellaag passeren zijn belangrijk voor het transport van kleine moleculen door het membraan.
Omdat het celmembraan semi-permeabel is, kunnen alleen bepaalde kleine moleculen heen en weer over het celmembraan gaan via een proces dat diffusie wordt genoemd. Voordat diffusie kan optreden, moet het membraan echter doorlatend of open zijn voor het kleine molecuul dat probeert te passeren - net als een open deur. Als het celmembraan niet doorlaatbaar is, mag het kleine molecuul niet passeren - en kan de deur als gesloten worden beschouwd. Bovendien kan een klein molecuul alleen van een gebied met meer drukte naar een gebied met minder drukte gaan. Als een aminozuur bijvoorbeeld over een membraan in een cel wil bewegen en het celmembraan permeabel is voor het aminozuur, moeten er meer aminozuren buiten de cel zijn en minder aminozuren in de cel om het aminozuur ga de cel binnen via diffusie.
Een ander proces dat plaatsvindt door het celmembraan is vergemakkelijkt transport. Voor sommige kleine moleculen kunnen de eiwitten die zich in het celmembraan hebben gesitueerd, ook helpen die moleculen door het membraan te laten gaan. Het is bijna alsof de eiwitten ze escorteren. Net als diffusie kan gefaciliteerd transport alleen plaatsvinden als de moleculen zich verplaatsen van een gebied met een hogere concentratie naar een lagere concentratie - of van een gebied met meer moleculen naar een gebied met minder moleculen.
Ten slotte kunnen moleculen een celmembraan kruisen via actief transport. Bij actief transport reizen de moleculen van gebieden met een lagere concentratie naar een hogere concentratie - tegengesteld aan de diffusie en gefaciliteerde transportprocessen - tegen de concentratiegradiënt. Om tegen de gradiënt in te gaan, is energie vereist in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP). ATP kan worden gebruikt voor verschillende cellulaire activiteiten, variërend van beweging tot reproductie.