Het celmembraan

Het celmembraan is de buitenste laag van de cel. De belangrijkste functie van het celmembraan is te regelen welke stoffen de cel binnenkomen en verlaten. Het celmembraan is selectief doorlatend, of “semi-doorlatend”, wat betekent dat het membraan alleen bepaalde stoffen toestaat de cel binnen te gaan of te verlaten. Wetenschappers gebruiken het zogenaamde Fluid Mosaic Model om de structuur en functie van het celmembraan te beschrijven.

Onderdelen & hun functiesEdit

Dit complexe “biologische membraan” bevat verschillende onderdelen en elk van die onderdelen heeft een specifieke functie:

• Fosfolipide Bilayer, of anders bekend als de “Lipid Bilayer”, is een van de grootste onderdelen van het celmembraan. Het bevat twee lagen fosfolipiden (fosfaatkoppen + lipidestaarten) en zorgt ervoor dat kleine moleculen zoals water, zuurstof en kooldioxide de cel kunnen binnenkomen of verlaten.
• Eiwitten kunnen worden gevonden binnen of op het oppervlak van het celmembraan en zijn in staat om vele vitale functies uit te voeren: Eiwitten transporteren grote moleculen in en uit cellen (transport), regelen chemische reacties die rond het celmembraan plaatsvinden (enzymactiviteit), sturen boodschappen naar andere cellen (boodschappers), herkennen celindringers/schadelijke cellen (celherkenning), en eiwitten versterken de structuur van het celmembraan (ondersteuning).
• Koolhydraatketens, of glycolipiden/glycoproteïnen, zijn ketens die aan het oppervlak van het celmembraan worden aangetroffen en die zijn opgebouwd uit koolhydraten + lipide (of) eiwit. De primaire functie van deze ketens is het herkennen van schadelijke cellen (cel-celherkenning).
• Cholesterolketens helpen bij de structuur van het celmembraan en zijn vermogen om de doorgang van verschillende moleculen te regelen, zoals natriumionen (Na+).

Transport over het celmembraanEdit

Het celmembraan moet water, zuurstof, kooldioxide, glucose en ionen over het celmembraan verplaatsen. Dit is om organismen te helpen bij het handhaven van de homeostase (het op peil houden van de temperatuur, het waterpeil en het glucosegehalte van het organisme) en bij het afvoeren van afvalstoffen. Het celmembraan helpt het organisme deze vitale handelingen te verrichten. Ons celmembraan verplaatst deze moleculen op twee manieren:

Passief transportEdit

Passief transport is het verplaatsen van moleculen in of uit de cel zonder energie te gebruiken (de populatie beweegt, niet individuele moleculen). Moleculen bewegen zich bij passief transport meestal over een membraan van waar er MEER moleculen zijn naar waar er MINDER moleculen zijn (hoge concentratie naar lage concentratie). De moleculen worden langs de concentratiegradiënt naar beneden bewogen. Evenwicht is bereikt wanneer de concentratie van het bewegende molecuul aan beide zijden van een membraan gelijk is. Soorten passief transport zijn: diffusie, osmose en gefaciliteerde diffusie.

Gefaciliteerde diffusie

Gefaciliteerde diffusie is wanneer moleculen die te groot zijn om door de fosfolipide bilaag te passen, een “kanaal-eiwit” gebruiken om hen te helpen bewegen van waar er meer moleculen zijn naar waar er minder moleculen zijn. Moleculen die dit proces gebruiken om in en uit het celmembraan te bewegen zijn onder andere glucose, water, ionen en aminozuren/lipiden.

Actief transportEdit

Actief transport is het verplaatsen van moleculen in of uit de cel MET energie! Moleculen bewegen zich meestal over een membraan van waar er MINDER moleculen zijn naar waar er MEER moleculen zijn (Lage concentratie → Hoge concentratie). Moleculen bewegen in een actief transport TEGEN de concentratiegradiënt in. Soorten actieve transporten zijn exocytose en endocytose.

Endocytose is het in de cel brengen van zaken door membraanplooiing (bulktransport). Dit is een vorm van actief transport, waarvoor dus energie nodig is. Witte bloedcellen zijn een goed voorbeeld van deze vorm van actief transport. Wanneer de witte bloedcellen indringers in je lichaam opslokken, wordt dit exocytose genoemd. Exosytose is het naar buiten brengen van stoffen uit de cel door membraanplooiing. Ook dit is een vorm van actief transport, en daarom is er energie voor nodig. Het uitdrijven van water door de samentrekkende vacuole (in een cel) door een paramecium is een voorbeeld van exosytose. Actief transport helpt grote moleculen, zoals glucose en eiwitten, over het celmembraan te verplaatsen.

Endocytose

In endocytose neemt de cel moleculen op door nieuwe blaasjes te vormen uit het plasmamembraan,

• Phagocyotisis, alleen bij dieren, is wanneer de cel een deeltje vangt door er pseudopodia naar toe te sturen en het te verpakken in een zakje dat een voedsel vacuole wordt genoemd. Het deeltje wordt verteerd wanneer de voedselvacuole versmolten is met een lysosoom.
• Pinocytose: Een cel “slurpt” druppeltjes extracellulaire vloeistof in kleine blaasjes die worden gevormd door de vouwen van het plasmamembraan.
• Receptor-gemedieerde endocytose: Gespecialiseerde, specifieke vorm van pinocytose die de cel in staat stelt grote hoeveelheden stoffen op te nemen. Op het membraan bevinden zich receptorplaatsen, die zich aan specifieke oplosmiddelen vasthechten. De receptoreiwitten clusteren dan samen. Nadat het opgenomen materiaal uit het blaasje is vrijgekomen, worden de receptoren gerecycleerd.