Eine der Funktionen der Biomembranen ist der Transport verschiedener Stoffe zwischen einer Zelle und ihrer äußeren Umgebung. Dabei kann man grob zwischen passivem und aktivem Transport unterscheiden.
Passiver Transport
Dabei handelt es sich um den Stofftransport entlang eines Konzentrationsgefälles ohne Energiezufuhr. Ein Konzentrationsgefälle entsteht, wenn auf einer Seite der Biomembran eine höhere Anzahl eines bestimmten Stoffs vorhanden ist als auf der anderen, woraufhin durch Diffusion ein Konzentrationsausgleich geschaffen wird.
Kurzerklärung: Diffusion
Ein physikalischer Vorgang, bei dem die Teilchen gleichmäßig im verfügbaren Raum verteilt werden, bis es zu einem Konzentrationsausgleich kommt. Dafür wird keine zusätzliche Energie benötigt, die Diffusion wird durch die Eigenbewegung der Teilchen durchgeführt. Wassermoleküle und kleine polare sowie unpolare Moleküle können die Biomembran leicht passieren. Die Diffusion, die mit einem Tunnelprotein bzw. Proteinkanal unterstützt wird, wird erleichterte Diffusion genannt. So können auch Ionen und große hydrophile Moleküle mithilfe dieser Tunnel durch die Biomembran geschleust werden.
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Osmose
Da bestimmte Stoffe (große, hydrophile Teilchen oder Ionen), die Biomembran nur schwer oder überhaupt nicht durchdringen können, ist die Membran selektiv permeabel bzw. semipermeabel. Dabei kann nur noch Wasser die Membran passieren, um den Konzentrationsausgleich zu schaffen. Dadurch kommt es zu vielen spannenden Effekten, an denen du mit Textaufgaben dein Verständnis über die Osmose überprüfen kannst.
Aktiver Transport
Hierbei werden Stoffe durch die Biomembran gegen ein Konzentrationsgefälle unter ATP-Verbrauch transportiert. ATP (Adenosintriphosphat) liefert die nötige Stoffwechselenergie, indem ATP in ADP und Phosphat gespalten wird. Diesen aktiven Transport machen sog. Carrier- bzw. Transportproteine möglich, die die freigesetzte Energie aus der Spaltung des ATP verwenden.
Quellen
- Große Teile des Artikels sind in veränderter Form übernommen aus: Brigitte Meinhard, "Abitur-Training: Biologie 1", Stark, 2014, S. 6ff, Informationen zum Stofftransport durch Biomembranen