Stofftransport durch die Biomembran


Biomembranen dienen als Trennschicht (Membranen) zwischen verschiedenen Bereichen innerhalb einer lebenden Zelle oder auch zwischen dem Inneren einer Zelle und dem Zellaußenraum. Innerhalb der Zelle trennen Biomembranen das Innere von Organellen oder Vakuolen vom Cytoplasma. Eine Biomembran ist jedoch nicht nur eine passive Trennschicht, sondern sie spielt eine aktive Rolle beim Transport von Molekülen und Informationen von einer Seite zur anderen.

Der wohl wichtigste Bestandteil einer Biomembran ist ihre Lipiddoppelschicht. Diese übernimmt vorallem die Rolle der passiven Trennschicht. Lipide gehen eine hydrophobe Wechselwirkung mit den Sterolen wie zum Beispiel Cholesterol ein, und verfestigen damit die eigentlich flexible Biomemembran. Die Proteine, die auf und innerhalb der Membran verteilt liegen, übernehmen die aktiven Funktionen der Biomemebran. Die Proteine haben jedoch nur eine sehr geringe Stützfunktion der Membran, da sie meist durch die Lipidschichten schwimmen. Die Zusammensetzung der Lipide wie auch der Proteine unterscheidet sich vorallem je nach Funktion der Biomembran.

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Wiederholung von Diffusion und Osmose:

Def.:

Diffusion
Verteilung von Molekülen entlang ihres Konzentrationsgradienten.
Diffusion erfolgt von Orten hoher, zu Orten niedriger Konzentration.
Osmose
Diffusion durch eine semipermeable (halbdurchlässige) Membran.


Stofftransport

Man unterscheidet zwei weitere Wege des Stofftransportes in einer Biomembran.

Passiver Transport
- bei Transportproteinen unterscheidet man zwischen Kanäle und Carriern
- Tunnelproteine bilden Kanäle
- polare Aminosäuren werden zum inneren des Kanals getragen
- kleine polare oder geladene Teilchen wie Ionen gelangen in die Zelle
- Carrier sind auf bestimmte Moleküle spezialisiert
- Moleküle werden durch Membran geschleust, danach werden sie auf der anderen Seite freigesetzt
- manche C. Bindungsstellen für zwei verschiedene Moleküle
- spezifischer Transport findet immer in Richtung des Konzentrationsgefälles statt
- Zelle muss keine Energie aufwenden, deswegen nennt man diese Art von Transport, passiven Transport

Aktiver Transport

- die Anreicherung z.B. von Milchzucker ist durch passiven Transport nicht möglich
- lebensnotwendige Stoffe liegen außerhalb der Zelle nur in geringer Konzentration vor
- für den aktiven Transport muss die Zelle Energie aufwenden
- erfolgt mithilfe von Carriern
- der primär aktive Transport erfordert beim An – od. Abkoppeln des Substrats eigenen Energieaufwand