Hva er en cellemembran?
Enkelt sagt kan cellemembranen tenkes som huden eller beskyttelsesbarrieren for cellen. Den holder alle de interne komponentene - eller cytoplasma - av en celle inni den, og de ytre gjenstandene utenfor den. Hovedformålet er å opprettholde cellens integritet og bestemme hva som kan komme inn og ut av cellen.
Cellemembranen består av et lipid-dobbeltlag. Lipidmolekylene dannes i to rader, hver rad er et speilbilde av den andre raden. To deler utgjør strukturen til lipidmolekylene - et hydrofobt og et hydrofilt snitt. Den hydrofobe delen unngår vann og vannlignende molekyler og vender innover og utgjør midten av lipid-dobbeltlaget, mens den hydrofile seksjonen tiltrekker vann eller vannlignende molekyler og vender utover. Dermed kan grunnlaget for fluidmosaikkmodellen etableres.
Den flytende mosaikkmodellen til cellemembranen ble oppdaget i 1972. Den beskriver arrangementet av proteiner i eller på lipid-dobbeltlaget. Proteinene settes inn i det på mange forskjellige måter og danner en mosaikk av proteiner. Proteiner som krysser lipid-dobbeltlaget er viktige for transport av små molekyler over membranen.
Siden cellemembranen er halvgjennomtrengelig, kan bare visse små molekyler passere frem og tilbake over cellemembranen gjennom en prosess som kalles diffusjon. Før diffusjon kan oppstå, må imidlertid membranen være permeabel eller åpen for det lille molekylet som prøver å krysse - omtrent som en åpen dør. Hvis cellemembranen ikke er permeabel, vil ikke det lille molekylet kunne passere - og døren kan betraktes som lukket. I tillegg kan et lite molekyl bare passere fra et område som er mer overfylt til et område som er mindre overfylt. For eksempel, hvis en aminosyre ønsker å bevege seg over en membran inn i en celle, og cellemembranen er permeabel for aminosyren, må det være flere aminosyrer utenfor cellen og færre aminosyrer inne i cellen for at aminosyren skal gå inn i cellen via diffusjon.
En annen prosess som skjer gjennom cellemembranen er lettere transport. For noen små molekyler kan proteinene som har lokalisert seg i cellemembranen også hjelpe molekylene å passere gjennom membranen. Det er nesten som om proteinene eskorterer dem på tvers. Som diffusjon kan forenklet transport bare skje hvis molekylene beveger seg fra et område med høyere konsentrasjon til lavere konsentrasjon - eller, fra et område med flere molekyler til et område med færre molekyler.
Til slutt kan molekyler krysse en cellemembran via aktiv transport. Ved aktiv transport reiser molekylene fra områder med lavere konsentrasjon til høyere konsentrasjon - motsatt av diffusjonen og letter transportprosessene - mot konsentrasjonsgradienten. For å gå mot gradienten kreves det energi i form av adenosintrifosfat (ATP). ATP kan brukes til flere forskjellige cellulære aktiviteter, alt fra bevegelse til reproduksjon.