De cellemembran er blant de mange bemerkelsesverdige triumfene for biologisk evolusjon. En av tre funksjoner som er felles for alle levende celler, denne membranen er ikke bare en fast barriere som gir celler deres form og en beholder for deres molekylære innhold, men også en selektiv permeabel gate som bestemmer hvilke stoffer som kan og ikke kan passere inn og ut av celle.
Akkurat som et bilmonteringsanlegg krever jevn tilførsel av vidt forskjellige råvarer (for eksempel metall, gummi og menneskelige og teknologiske ressurser) for å fungere ved toppkapasitet krever en celle en måte å la molekylene cellen trenger for at reaksjonene kan komme inn, mens de fremdeles regulerer prosessen med membrantransport som en hel.
Sikker ioner, eller atomer som bærer en netto elektrisk ladning, er blant de foretrukne molekylene som kan passere, men bare med en viss innsats.
Cellemembranen: Hva gjør den?
Cellen er livets grunnleggende enhet med de minste livsformene som består av bare en enkelt celle og din egen kropp inkludert billioner. Alle
celler har en cellemembran, en cytoplasma og ribosomer; de fleste celler har også andre komponenter. Cellemembranen kalles også plasmamembran, men siden noen andre cellestrukturer også har plasmamembraner, er "cellemembran" mer spesifikk.Cellemembranen gir cellen grenser og soliditet, slik at den inneholder sitt vitale innhold. Det gir også beskyttelse til innholdet i form av en fysisk barriere. Denne cellemembranbarrieren er semi-permeabel, ved at visse stoffer kan passere inn og ut mens andre nektes passasje.
Anatomi av cellemembranen
Cellemembranen består av en fosfolipid dobbeltlag. Den inkluderer to strukturelt identiske lag som vender mot hverandre på en "speilbilde" måte. Hvert lag består av lange, for det meste lineære fosfolipidmolekyler, som er stablet side om side, men - viktigere, - opprettholder litt mellomrom mellom dem. Disse molekylene inkluderer et fosfat "hode" og en lipid (fett) "hale".
Fosfathodene er hydrofile, eller "vannsøkende", fordi de har en ujevn ladningsfordeling. Disse hodene vender derfor mot det mer vannrike utsiden av selve cellen og cytoplasmaet på det indre.
De hydrofobe halene vender derimot mot hverandre på det indre av fosfolipid-dobbeltlaget.
Fosfolipid dobbeltlagsfunksjon
Hovedfunksjonen til cellemembranen er å beskytte cellen, som er en egenskap som ligger i sammensetningen og strukturen.
En annen viktig funksjon er å la noen molekyler passere inn og ut av cellen, men ikke alle. I tillegg må cellemembranen delta på en eller annen måte i å gi de molekylene som er belastet etter størrelse eller elektrisk ladning, men må likevel passere på en eller annen måte, er aktiv boost i dette prosess.
Lipid dobbeltlags permeabilitet bestemmes av forskjellige faktorer. En av disse, sannsynligvis intuitive, er størrelse. En annen er kostnad. Fordi det indre av dobbeltlaget er to sett med utelukkende hydrofobe lipidmolekyler som vender mot hverandre, er det indre fiendtlig overfor passering av hydrofile molekyler som f.eks. ioner og de fleste biologiske molekyler.
Cellemembrantransport
I det store og hele avhenger cellemembrantransport av:
- Permeabiliteten til selve membranen, som ikke er konstant
- Størrelsen og ladningen på molekyler som "søker" passasje
- Konsentrasjonsforskjellen for det molekylet mellom den ene siden av cellemembranen (utsiden av cellen) og den andre (den cytoplasma)
Ioner kan ikke diffundere over membraner nedover konsentrasjonsgradienten, selv ikke den minste (H+, en proton eller ladet hydrogenatom).
I stedet kalles proteiner innebygd på punkter langs cellemembranen kanalproteiner danne porer, eller kanaler, der det nødvendige ionet kan passere, som gjennom en helt underjordisk tunnel.