Das Zellmembran gehört zu den vielen bemerkenswerten Triumphen der biologischen Evolution. Als eine von drei allen lebenden Zellen gemeinsamen Eigenschaften ist diese Membran nicht nur eine feste Barriere, die den Zellen ihre Form verleiht, und ein Behälter für ihren molekularen Inhalt, sondern auch ein selektiv durchlässiges Tor, das bestimmt, welche Stoffe in die Zelle.
So wie ein Automobilmontagewerk für seinen Betrieb eine ständige Versorgung mit sehr unterschiedlichen Rohstoffen (z. B. Metall, Gummi, personelle und technologische Ressourcen) benötigt Bei maximaler Kapazität benötigt eine Zelle einen Weg, um die Moleküle, die die Zelle für ihre Reaktionen benötigt, eindringen zu lassen, während sie gleichzeitig den Prozess des Membrantransports als ganze.
Sicher Ionen, oder Atome, die eine elektrische Nettoladung tragen, gehören zu den bevorzugten Molekülen, die passieren können, aber nur mit einiger Anstrengung.
Die Zellmembran: Was macht sie?
Die Zelle ist die Grundeinheit des Lebens mit den kleinsten Lebensformen bestehend aus nur einer einzigen Zelle und dem eigenen Körper mit Billionen. Alle
Zellen eine Zellmembran haben, a Zytoplasma und Ribosomen; die meisten Zellen haben auch andere Komponenten. Die Zellmembran wird auch als Plasmamembran bezeichnet, da jedoch einige andere Zellstrukturen auch Plasmamembranen haben, ist "Zellmembran" spezifischer.Die Zellmembran verleiht der Zelle Grenzen und Festigkeit, sodass sie ihre lebenswichtigen Inhalte aufnehmen kann. Es bietet auch Schutz für diese Inhalte in Form einer physischen Barriere. Diese Zellmembranbarriere ist halbdurchlässig, da bestimmte Substanzen ein- und austreten können, während anderen der Durchgang verweigert wird.
Anatomie der Zellmembran
Die Zellmembran besteht aus a Phospholipid Doppelschicht. Es umfasst zwei strukturell identische Schichten, die sich spiegelbildlich gegenüberstehen. Jede Schicht besteht aus langen, meist linearen Phospholipid-Molekülen, die nebeneinander gestapelt sind, aber – was wichtig ist – zwischen ihnen etwas Abstand halten. Diese Moleküle umfassen einen Phosphat-"Kopf" und einen Lipid- (Fett-)"Schwanz".
Die Phosphatköpfe sind hydrophil oder "wassersuchend", weil sie eine ungleichmäßige Ladungsverteilung tragen. Diese Köpfe sind daher dem wässrigeren Äußeren der Zelle selbst und dem Zytoplasma im Inneren zugewandt.
Die hydrophoben Schwänze hingegen stehen sich im Inneren der Phospholipid-Doppelschicht gegenüber.
Phospholipid-Doppelschichtfunktion
Die Hauptfunktion der Zellmembran besteht darin, die Zelle zu schützen, was ein Merkmal ihrer Zusammensetzung und Struktur ist.
Eine weitere wesentliche Funktion besteht darin, dass einige Moleküle in die Zelle ein- und austreten können, jedoch nicht alle. Außerdem muss die Zellmembran irgendwie an der Abgabe der belasteten Moleküle beteiligt sein nach Größe oder elektrischer Ladung, müssen aber noch irgendwie durchgehen, bin dabei aktiver Schub Prozess.
Die Permeabilität der Lipiddoppelschicht wird durch verschiedene Faktoren bestimmt. Eine davon, wahrscheinlich intuitiv, ist die Größe. Ein anderer ist die Gebühr. Da das Innere der Doppelschicht aus zwei Sätzen von ausschließlich hydrophoben Lipidmolekülen besteht, die sich gegenüberstehen, ist das Innere der Passage hydrophiler Moleküle wie z Ionen und die meisten biologischen Moleküle.
Zellmembrantransport
Insgesamt hängt der Zellmembrantransport ab von:
- Die Permeabilität der Membran selbst, die nicht konstant ist
- Die Größe und Ladung von Molekülen, die den Durchgang "suchen"
- Der Konzentrationsunterschied dieses Moleküls zwischen einer Seite der Zellmembran (dem Äußeren der Zelle) und der anderen (der Zytoplasma)
Ionen können nicht entlang ihres Konzentrationsgradienten durch Membranen diffundieren, selbst die kleinsten (H+, ein Proton oder geladen Wasserstoffatom).
Stattdessen werden Proteine, die an Punkten entlang der Zellmembran eingebettet sind, genannt Kanalproteine bilden Poren oder Kanäle, durch die das erforderliche Ion dann wie durch einen eigenen unterirdischen Tunnel passieren kann.