Die typische Struktur der Zellmembran besteht aus einer Phospholipid-Doppelschicht zwischen zwei Proteinschichten, die sich auf der Höhe der Trennflächen zwischen der inneren und äußeren Phase der Zelle befinden. Die Lipidschicht ist bimolekular, wobei die polaren Gruppen der Proteinschicht zugewandt sind, während sich die apolaren Gruppen mit einer Isolationsfunktion gegenüberstehen.
Zellmembranen mit ihrer Dicke von nur 90 A sind im Durchlichtmikroskop nicht sichtbar. Vor dem Aufkommen der Elektronenmikroskopie gingen Zytologen davon aus, dass die Zelle von einem unsichtbaren Film umgeben sei, denn wenn dieser hypothetische Film zerriss, konnte man den Zellinhalt austreten sehen doppelt durchgezogene Linie Nach aktuellen Hypothesen besteht die Membran im Wesentlichen aus Moleküle von Phospholipiden und Cholesterin so angeordnet, dass ihre hydrophoben Schwänze nach innen gerichtet sind.
Die Polypeptidketten der Membranproteinmoleküle stehen senkrecht zu den Lipidmolekülen und sollen die Kohäsion zwischen den verschiedenen Teilen der Plasmamembran aufrechterhalten.
Die membranöse Struktur hat die Aufgabe, die zelluläre Umgebung von der extrazellulären, den Zellkern vom Zytoplasma und auch das Material innerhalb der verschiedenen Organellen von der zytoplasmatischen Matrix zu trennen.
In jeder Zelle, sei es tierische oder pflanzliche, weist die periphere Schicht des Protoplasmas die morphologischen und funktionellen Eigenschaften einer Membran auf, die zur Trennung zweier unterschiedlicher Umgebungen angeordnet ist, die mit Lösungen unterschiedlicher chemisch-physikalischer Eigenschaften und Zusammensetzungen identifiziert werden können. Die Funktion dieses Diaphragmas besteht darin, den Durchgang von Wasser und anderen kleinen gelösten Stoffen innerhalb der Zelle zu ermöglichen, während es gelösten Stoffen mit hohem Molekulargewicht entgegenwirkt.Im Allgemeinen wird die Strömungsrichtung durch die Konzentration der Zusammensetzung der Lösung an den Seiten bestimmt der Membran erfolgt der Fluss immer in Richtung von der am stärksten verdünnten Lösung zur am stärksten konzentriert, dh er neigt dazu, die beiden Konzentrationen auszugleichen und hört auf, wenn die Gleichheit erreicht ist. Der Druck, der erforderlich ist, um diese Bewegung vollständig zu stoppen, wird als osmotischer Druck bezeichnet. Sie ist umso stärker, je konzentrierter die Lösung ist.
Die Zellmembran ist keine ideale semipermeable Membran, da sie für einige, aber nicht alle der vorhandenen gelösten Stoffe undurchlässig ist. Die Permeabilität der Membran für gelöste Stoffe hängt nicht ausschließlich von ihren chemisch-physikalischen Struktureigenschaften ab, sondern weitgehend von Phänomenen, die eng mit dem Zellstoffwechsel verbunden sind.
Die Zellen werden in Bezug auf ihr Verhalten gegenüber osmotischem Druck und Umweltdruck unterteilt in: poikilosmotisch und homoosmotisch. Erstere haben einen osmotischen Druck gleich oder fast dem ihrer Umgebung, letztere sind in der Lage, einen osmotischen Druck innerhalb eines weiten Wertebereichs aufrechtzuerhalten, der sich stark von den Umweltwerten unterscheidet. Unter Berücksichtigung dieser Charakteristika des Verhaltens von tierischen und pflanzlichen Zellen schuf J. Traube einen speziellen Apparat, der genau aus einer semipermeablen Membran bestand, die das Verhalten lebender Zellen gegenüber vorgegebenen Lösungen künstlich nachbilden musste. Als Membran wurde zunächst ein Kupferferrocyanidfilm verwendet; anschließend wurden semipermeable Membranen eingeführt, mit denen die Entität beträchtlicher osmotischer Drücke festgestellt werden konnte.
Schließlich kann festgestellt werden, dass die Passage der verschiedenen Substanzen durch die Plasmamembran durch einfache Diffusion, erleichtert oder durch aktiven Transport erfolgen kann.
Einfache Diffusion: passiver Transport durch die Lipiddoppelschicht. Diffusion ist die Bewegung von Molekülen von einer Zone in eine andere nach ihrer zufälligen thermischen Bewegung.Bei der einfachen Diffusion wird die Permeabilität der Membran durch folgende Faktoren bestimmt: (a) die Fettlöslichkeit der diffundierenden Substanz, (b) die Größe und Form der diffundierenden Moleküle, (c) die Temperatur und (d) die Dicke der Membran.
Erleichterte Diffusion: passiver Transport durch Membranproteine. Die erleichterte Diffusion wird durch zwei Arten von Transportproteinen betrieben: (a) Transporter, die Moleküle auf einer Seite der Membran binden und dank einer Konformationsänderung zur anderen transportieren, und (b) Kanäle, die Poren bilden, die von einer Seite ausgehen Seite der Membran zur anderen. Bei der erleichterten Diffusion wird die Permeabilität der Membran durch zwei Faktoren bestimmt: (a) die Transportgeschwindigkeit der einzelnen Träger oder Kanäle und (b) die Anzahl der in der Membran vorhandenen Träger oder Kanäle.
Aktiven Transport. Es gibt zwei Haupttypen des aktiven Transports: primärer aktiver Transport, der ATP oder andere Formen chemischer Energie verwendet, und sekundärer aktiver Transport, der den elektrochemischen Gradienten einer Substanz als Energiequelle nutzt, um den aktiven Transport einer hohen Substanz zu induzieren.
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