Vad är ett cellmembran?
Enkelt uttryckt kan cellmembranet betraktas som huden eller cellens skyddande barriär. Det håller alla interna komponenter - eller cytoplasma - i en cell inuti den och de externa föremålen utanför den. Dess huvudsakliga syfte är att bibehålla cellens integritet och bestämma vad som kan komma in och ut ur cellen.
Cellmembranet består av ett lipid-tvåskikt. Lipidmolekylerna bildas i två rader, varje rad är en spegelbild av den andra raden. Två delar utgör strukturen för lipidmolekylerna - ett hydrofobt och ett hydrofilt avsnitt. Den hydrofoba sektionen undviker vatten och vattenliknande molekyler och vetter inåt och utgör mitten av lipid-tvåskiktet, medan den hydrofila sektionen lockar vatten eller vattenliknande molekyler och vetter utåt. Således kan grunden för den flytande mosaikmodellen fastställas.
Cellmembranets vätskemosaikmodell upptäcktes 1972. Den beskriver arrangemanget av proteiner i eller på lipid-tvåskiktet. Proteinerna sätts in i det på många olika sätt och bildar en mosaik av proteiner. Proteiner som korsar lipidskiktet är viktiga för transport av små molekyler över membranet.
Eftersom cellmembranet är halvpermeabelt kan endast vissa små molekyler passera fram och tillbaka över cellmembranet genom en process som kallas diffusion. Men innan diffusion kan inträffa måste membranet vara permeabelt eller öppet för den lilla molekylen som försöker korsa - ungefär som en öppen dörr. Om cellmembranet inte är permeabelt tillåts inte den lilla molekylen att passera - och dörren kan betraktas som stängd. Dessutom kan en liten molekyl bara passera från ett område som är mer trångt till ett område som är mindre trångt. Om till exempel en aminosyra vill flytta över ett membran in i en cell, och cellmembranet är permeabelt för aminosyran, måste det finnas fler aminosyror utanför cellen och färre aminosyror i cellen för att aminosyran ska gå in i cellen via diffusion.
En annan process som sker genom cellmembranet är underlättad transport. För vissa små molekyler kan proteinerna som har placerat sig i cellmembranet också hjälpa molekylerna att passera genom membranet. Det är nästan som om proteinerna eskorterar dem över. Liksom diffusion kan underlättad transport endast ske om molekylerna rör sig från ett område med högre koncentration till lägre koncentration - eller, från ett område med fler molekyler till ett område med färre molekyler.
Slutligen kan molekyler korsa ett cellmembran via aktiv transport. Vid aktiv transport reser molekylerna från områden med lägre koncentration till högre koncentration - mittemot diffusionen och underlättade transportprocesser - mot koncentrationsgradienten. För att gå mot gradienten krävs energi i form av adenosintrifosfat (ATP). ATP kan användas för flera olika cellulära aktiviteter, från rörelse till reproduktion.