Stofftransport

Das Fluid-Mosaik Modell

Biomembranen bestehen aus einer Doppelschicht von Phospholipiden. 

Phospholipide besitzen einen "Kopf" der aus einem polaren und hydrophilen Phosphat und zwei unpolaren hydrophoben "Schwänzen", die sich aus Lipiden bestehen. Sowohl der extrazelluläre Raum als auch das Zytoplasma sind hydrophil. Die Köpfe zeigen deshalb in diese Richtungen. Die Lipidschwänze zeigen also zueinander. In die Doppelschicht sind Proteine eingebettet. Integrale Proteine gehen durch die Membran. Integrale Proteine, die durch die Membran gehen sind meistens Kanäle für Stofftransport. Sie werden über Reste von unpolaren Aminosäuren in der Peptidsequenz in der Membran verankert. Sie können sich allerdings flexibel in der Membran bewegen. Neben den integralen Proteinen gibt es auch noch periphere Membranproteine, die auf der Membranoberfläche gebunden sind. Auf der Membran befinden sich außerdem Glycoproteine, die wichtig für die Zellerkennung sind. Diese Glykoproteine sind für jeden Organismus unterschiedlich. Somit kann ein Organismus eigene von fremden Zellen unterscheiden. Glykoproteine bilden die Grundlage der Erkennung von Fremdstoffen für die Immunabwehr.

Transportmechanismen und "Semipermeabilität"

Der Begriff "semipermeabel" bedeutet, dass die Zellmembran nicht für alle Stoffe permeabel ist, sondern nur für bestimmte Moleküle. Die Zellmembran ist für geladene Teilchen wie Ionen sehr und für große Moleküle sehr schlecht passierbar. Der Transport dieser Teilchen erfolgt über Ionenkanäle in der Biomembran bzw. über Einstülpung durch Endozytose. 

Aktiver Transport:

Aktiver Transport bedeutet, dass die Stoffe durch Verbrauch von ATP, also unter Verbrauch von Energie transportiert werden. Der Stoff wird entgegen eines chemischen oder eines elektrischen Gradienten transportiert. 

  • Symport: 2 verschiedene Substanzen werden in eine Richtung transportiert

  • Antiport: 2 Stoffe werden in eine entgegengesetzte Richtung transportiert

  • Uniport: 1 Stoff wird in eine Richtung transportiert 

​​

Man unterteilt primären aktiven Transport und sekundären aktiven Transport. Beim primären aktiven Transport wird ATP direkt gespalten und die Energie aus der Spaltung wird für den Transport verwendet. Beim sekundären aktiven Transport wird die Energie nicht direkt durch die Spaltung von ATP zur Verfügung gestellt. Die Energiebereitstellung findet indirekt statt. Die Energie wird durch einen Gradienten bereitgestellt, der vorher durch den primären aktiven Transport erzeugt wurde für weiteren Transport. Die Energie aus der Spaltung eines ATP kann also für mehrere Transportmechanismen verwendet werden. 

Passiver Transport:

Passiver Transport findet durch Diffusion oder Osmose statt. Bei diesen Mechanismen wird kein ATP verbraucht und der Stofftransport läuft mit einem chemischen oder elektrischen Gradienten. Der Transport ist nicht selektiv, es gehen also alle Stoffe durch, die durch die Gradienten durch die Membran gelangen könnten. Kleine Moleküle wie Kohlenstoffdioxid, Wasser oder Sauerstoff gehen solange durch die Membran hindurch, bis der Gradient ausgeglichen ist. Wenn an diesem Transport kein Carrierprotein beteiligt ist spricht man von freier Diffusion. Wenn Proteine beteiligt sind, dann spricht man von erleichterter Diffusion. 

logo klein.PNG
logo.PNG

Weiterführende Literatur

Themen die dich auch interessieren könnten