Membrantransport

Aufgrund der Struktur der Zellmembran, können nur kleine, hydrophobe Moleküle, einfach durch die Zellmembran diffundieren (Abbildung 1).

Abbildung 1: Relative Permeabilität der Plasmamembran

Alle anderen Moleküle, die in oder aus der Zelle gelangen müssen, wie beispielsweise Nährstoffe oder Abfallprodukte, benötigen spezialisierte Proteine, um die Membran zu passieren. Dieser Transport kann passiv sein (erleichterte Diffusion - benötigt keine Energie) oder aktiv (benötigt Energie). Wenn zwischen den Seiten der Membran ein Konzentrationsgradient besteht, oder eine Ladungsdifferenz, werden Moleküle durch Tunnel- oder Carrier-Proteine so lange durch die Membran passieren, bis die Konzentration oder Ladung auf beiden Seiten ausgeglichen ist. Der Konzentrationsgradient und die Ladungsdifferenz ist als elektrochemischer Gradient bekannt. Transport von Molekülen entlang ihres elektrochemischen Gradienten, von hoch zu niedrig, wird deshalb auch passiver Transport oder erleichterte Diffusion genannt. Transporter, die Moleküle entgegen ihres elektrochemischen Gradienten transportieren, benötigen hingegen Energie. Dies wird aktiver Transport genannt. Primär aktiver Transport nutzt Energie direkt (aus ATP oder Licht), während sekundär aktiver Transport einen elektrochemischen Gradienten ausnutzt, um den Transport anzutreiben. Sekundär aktiver Transport benötigt keine direkte Energie, aber hängt vom elektrochemischen Gradienten ab, der vom primär aktiven Transport aufgebaut wird.

Zusätzlich zum Transporter-vermittelten Transport durch die Membran können sich Teile der Membran abspalten und eine abgeschlossene Struktur bilden, die Vesikel genannt wird. Diese Vesikel erlauben der Zelle, Moleküle in den Extrazellularraum abzugeben (Exozytose), oder, Moleküle aus dem Extrazellularraum aufzunehmen (Endozytose).