Wie hält die Plasmamembran die Homöostase aufrecht?

Die Plasmamembran, auch Zellmembran oder Phospholipid-Doppelschicht genannt, ist der Sack, der die Zellen umgibt. Homöostase ist ein Zustand des ausgeglichenen Gleichgewichts, in dem alles reibungslos abläuft. Die Plasmamembran hält die Homöostase in der Zelle aufrecht, indem sie Zellinhalt und Fremdmaterial fernhält und kontrollierte Wege für den Transport von Brennstoff, Flüssigkeiten und Abfall bereitstellt.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Zellen in der Homöostase halten erfolgreich die internen Bedingungen aufrecht, die für die Grundfunktion erforderlich sind. Die Plasmamembran ist für die Aufrechterhaltung dieser Bedingungen unerlässlich, indem sie das Innere der Zelle von allem anderen trennt. Plasmamembranen bestehen aus einer Phospholipid-Doppelschicht, einer Kette von Fettsäuren, die an eine Phosphatgruppe gebunden ist. Die Fettsäuren bilden die innere Schicht der Plasmamembran und sind hydrophob, das heißt sie sind wasserabweisend. Die Phosphatgruppen bilden die äußere Schicht der Plasmamembran und stehen in Kontakt mit Wasser.

Die Zelle muss Abfall und andere Moleküle exportieren und Kraftstoffe und Flüssigkeiten importieren. Plasmamembranen lassen Wasser, Sauerstoff und Kohlendioxid durch Osmose oder passive Diffusion passieren. Für andere Arten von Molekülen, die die Plasmamembran passieren müssen, verwenden Zellen Transportsysteme. Pumpen drücken Moleküle gegen einen Konzentrationsgradienten. Kanäle öffnen ein Tor für Moleküle, die mit ihrem Konzentrationsgradienten fließen. Transporter binden an bestimmte Arten von Molekülen und transportieren sie durch die Membran.

"Homöostase" bedeutet "gleicher Zustand". Zellen in der Homöostase halten erfolgreich die internen Bedingungen aufrecht, die für die Grundfunktion erforderlich sind. Zur Aufrechterhaltung dieser Bedingungen ist die Plasmamembran zwingend erforderlich. Einfach ausgedrückt trennt die Plasmamembran das Innere der Zelle von allem anderen. Ohne sie ist eine Zelle nichts anderes als ein geplatzter Ballon, der seinen Inhalt in den Weltraum verschüttet.

Plasmamembranen bestehen aus einer Phospholipid-Doppelschicht. Phospholipide sind Ketten von Fettsäuren, die an eine Phosphatgruppe gebunden sind. "Doppelschicht" bedeutet zwei verbundene Schichten. Wenn Phospholipide zusammenkommen, bilden sie von Natur aus eine Doppelschicht, wobei ihre Phosphatgruppen nach außen zeigen und ihre Fettschwänze zueinander zeigen. Das fettige Innere dieser Schicht wird "hydrophob" genannt, weil es Wasser abweist. Die umgebenden Phosphate werden als "hydrophil" bezeichnet, weil sie mit Flüssigkeit innerhalb und außerhalb der Zelle in Kontakt kommen. Die Plasmamembran trennt diese beiden Flüssigkeitsgruppen und ihren Inhalt.

Für die Homöostase reicht es jedoch nicht aus, die Zelle im Inneren und von der Welt getrennt zu halten. Einer vollständig isolierten Zelle geht bald der Treibstoff und die Flüssigkeit aus und sie ertrinkt im eigenen Abfall. Die Plasmamembran hält auch die Homöostase aufrecht, indem sie dafür sorgt, dass sich Materialien nach Bedarf ein- oder auslagern können. Die Homöostase hängt von der Aufrechterhaltung eines korrekten Flüssigkeitsspiegels in der Zelle und vom Austausch von verwendbaren Materialien wie Sauerstoff gegen Abfallprodukte wie Kohlendioxid ab.

Plasmamembranen lassen Wasser, Sauerstoff und Kohlendioxid durch Osmose oder passive Diffusion passieren. Passive Diffusion ist der Prozess, bei dem Moleküle entlang einer semipermeablen Barriere wandern Konzentrationsgradient - d. h. von einem Bereich mit höherer Konzentration zu einem Bereich mit niedrigerer Konzentration.

Nur wenige Materialien können die Plasmamembran durch passive Diffusion passieren; wenn es für alles offen wäre, wäre es kein Hindernis. Zellen müssen jedoch die Bewegung einer Vielzahl anderer Moleküle in und aus ihren Membranen kontrollieren, um die Homöostase aufrechtzuerhalten. Um dies zu erreichen, haben Zellen eine Vielzahl von Transportsystemen entwickelt, die in die Lipiddoppelschicht eingebettete Proteine ​​als Tore für das Öffnen und Schließen von Zellen verwenden.

Es gibt drei Haupttypen von Transportsystemen in der Plasmamembran: Pumpen, Kanäle und Transporter. Pumpen nutzen die von der Zelle produzierte Energie, um Moleküle gegen einen Konzentrationsgradienten zu bewegen. Kanäle öffnen ein Tor für Moleküle, die mit ihrem Konzentrationsgradienten fließen. Transporter binden an bestimmte Arten von Molekülen und transportieren sie durch die Membran.