Cellen – celmembraan
Celmembraan
• De cel is omgeven door het celmembraan, waardoor de inhoud van de cel intact blijft. Een membraan is een vlies, dat de taak heeft om stoffen (moleculen) door te laten vanuit de cel naar buiten de cel en omgekeerd. Het membraan om de cel is geen vlies met een vaste vorm, maar er zit beweging in en het membraan kan golven.
• Het celmembraan is vetachtig, omdat het is opgebouwd uit een dubbele laag fosfolipiden, eiwitten, cholesterol en koolhydraatketens. Fosfolipiden zijn vetachtige moleculen met een hydrofiele (water liefhebbende) kop en een hydrofobe (water vrezende) staart. In een waterige omgeving keren de hydrofobe staarten zich van water af en richten zich naar elkaar toe. De hydrofiele koppen zijn naar buiten gekeerd. Zo ontstaat de dubbele laag fosfolipiden.
Werking celmembraan
Werking celmembraanIn en op het celmembraan zitten verschillende stoffen, de moleculen, als bijvoorbeeld transporteiwitten, receptoreiwitten, cholesterol, koolhydraatketens en herkenningseiwitten (antigenen).
Een molecuul is het kleinste deeltje van een stof, dat nog de eigenschappen van een stof heeft. Moleculen zijn ontzettend klein. Ze zijn kleiner dan het kleinste stofje, dat je kunt zien, kleiner dan bacteriën en de cellen in je huid, kleiner dan het kleinste wat je je kunt voorstellen. De moleculen bestaan zelf ook weer uit nog kleinere deeltjes, de atomen. Ieder molecuul is opgebouwd uit twee of meer atomen, die met elkaar verbonden zijn. Het aantal atomen bepaalt of een molecuul groot is of klein. De kleinste moleculen bestaan uit twee atomen.
• het celmembraan is selectief doorlaatbaar.
Alle stoffen, de moleculen, die de cel in of uit moeten, moeten door het celmembraan heen. De ene stof kan vrij door het celmembraan heen bewegen, terwijl de andere stof er niet zonder hulp doorheen kan.
Als het vervoer van een molecuul door het celmembraan geen energie kost, dan is het passief transport. Passief transport vindt plaats door diffusie. Diffusie is de overgang van moleculen van de ene stof in hoge concentratie naar de moleculen van een andere stof in lage concentratie, waardoor er een vermenging van twee stoffen ontstaat. Zuurstof, stikstof, vetoplosbare (steroïde) hormonen, gassen, water en andere kleine moleculen die makkelijk oplossen in lipiden (vetten) bewegen zich via het halfdoorlatende (semi-permeabele) celmembraan heen en weer tussen de cel en de bloedstroom. Ze kunnen door diffusie (osmose) het celmembraan ongehinderd passeren.
Als het transport alleen kan plaatsvinden bij toevoeging van energie, dan is het actief transport. Grotere moleculen zoals glucose-, natrium en kalium-ionen kunnen niet door middel van diffusie door de celmembraan heendringen. Daarvoor hebben ze bepaalde transporteiwitten of speciale aanvoerkanalen, de membraanpoorten, nodig. Bij actief transport werkt de cel de moleculen naar binnen en duwt andere er weer uit via endocytose en exocytose.
Endocytose is het proces, waarbij de cel stoffen (grote moleculen) opneemt, die door het celmembraan worden ingesloten. Er zijn twee soorten endocytose: pinocytose (opname van vloeibare stoffen) en fagocytose (opname van dode celresten). Exocytose is het uitscheiden van stoffen (grote moleculen) uit een cel, doordat de transportblaasjes, gevuld met afvalstoffen, versmelten met het celmembraan en zo de stoffen buiten de cel brengen.
• in het celmembraan, tussen de fosfolipiden, liggen eiwitten.
Deze eiwitten worden door de cel naar behoefte aangemaakt of verwijderd. Een eiwit is een organisch molecuul, dat is opgebouwd uit een of meer lange ketens van aminozuren. Een molecuul is het kleinste deeltje van een stof, dat in principe alle eigenschappen van die stof heeft (bijvoorbeeld een water- of glucosemolecuul). Een aminozuur is een organische verbinding met stikstof, dat de bouwsteen is van eiwitmoleculen. Eiwitten worden door de ribosomen aangemaakt tijdens de eiwitsynthese, waarbij de aminozuren aan elkaar worden gekoppeld en verwerkt, verpakt en vervoerd door het endoplasmatisch reticulum (ER) en het golgi-apparaat.
• het receptoreiwit of transporteiwit in het celmembraan.
De duizenden eiwitten in het celmembraan doen dienst als receptoreiwit of transporteiwit voor stoffen. Een receptoreiwit aan de buitenkant van het celmembraan kan specifieke stoffen, de moleculen, herkennen en deze eventueel via een ‘sluis’ de cel in transporteren.
De transporteiwitten zijn eiwitten in het celmembraan, die door middel van actief transport ervoor kunnen zorgen, dat stoffen door het celmembraan naar buiten kunnen komen. Het transporteiwit vormt een kanaaltje, waardoor bepaalde stoffen het celmembraan kunnen passeren. Gaat het transport via diffusie (osmose) door het transporteiwit, dan kost dat de cel geen energie. Is er wel energie nodig, dan is het actief transport en wordt het transporteiwit een moleculaire pomp genoemd.
Transporteiwitten in het celmembraan zijn door het golgi-apparaat verpakt en vervoerd. Niet in de holte van een secretieblaasje (vesicle), maar in het membraan van het secretieblaasje. Als het secretieblaasje (vesicle) fuseert met het celmembraan, dan komen de transporteiwitten in het celmembraan terecht en kunnen stoffen naar buiten de cel worden afgegeven.