Samandrag av celleregulering

Celler er levande einingar og er derfor avhengige av energi og påfyll av ulike molekyl, samtidig som dei må kvitte seg med avfallsstoff. Cellemembranen er bygd slik at han kan kontrollere kva stoff som kan passere inn i og ut av cella.

Membranen består av eit dobbelt lag av fosfolipid som dannar ei hydrofil overflate og eit hydrofobt midtsjikt. Han kan sleppe gjennom gassar, feittløyselege stoff og små molekyl ved diffusjon, men ion og andre vassløyselege stoff må fraktast på andre måtar.

Protein i membranen finst både som opne kanalar for diffusjon og som spesialiserte protein for transport av bestemde molekyl eller ion. Desse kan opnast og lukkast ved behov, og nokon krev bruk av energi.

Passiv transport betyr at transporten ikkje krev energi. Det er eigenrørsla til partiklane som dannar drivkrafta for passiv transport.

Diffusjon er spreiing av stoff i gass og væske der rørsla går frå ein stad med høg konsentrasjon av stoffet til ein stad der konsentrasjonen er lågare. Vi seier at stoffet går med konsentrasjonsgradienten slik at det blir jamt fordelt i det rommet som er tilgjengeleg.

Passiv transport direkte gjennom cellemembranen (enkel diffusjon)

Feittløyselege stoff og små molekyl kan diffundere rett gjennom fosfolipidlaget i cellemembranen.

• gassar som oksygen (O₂) og karbondioksid (CO₂)

• feittløyselege hormon

• feittløyselege vitamin

• vassmolekyl (H₂O)

Passiv transport ved hjelp av protein som ikkje krev energi (fasilitert diffusjon)

• Ionekanalar er membranprotein som dannar væskefylte kanalar gjennom fosfolipidlaget og tillèt ion å strøyme gjennom. Ionekanalane kan vere opne, eller dei kan opnast og lukkast ved bestemde signal. Dei er spesialiserte for å transportere bestemde ion som K⁺, Cl^- og Na⁺.

• Berarprotein kan binde seg til vassløyselege molekyl som aminosyrer, glukose og små protein, forandre form og "bere" dei over membranen.

Osmose og osmolaritet

Diffusjon av vatn gjennom ein halvgjennomtrengeleg membran blir kalla osmose. Vassmolekyla går frå ein stad med høg konsentrasjon av vatn til ein stad der konsentrasjonen av vatn er lågare.

Mengda oppløyst stoff i vatn blir angitt som osmolariteten av stoffet. Jo høgare osmolaritet, jo lågare er konsentrasjonen av vatn. Vassmolekyla vil gå til den sida av membranen med høgast osmolaritet.

• Vassmolekyla er så små at dei kan passere fosfolipidlaget ved osmose sjølv om dei er polare, men dette går langsamt.

• Akvaporinar er transportprotein for vatn. Desse gir raskare transport, kan opnast og lukkast ved bestemde signal og er viktige for vassbalansen i cellene både hos plantar, dyr og bakteriar.

Transportmekanismar som krev bruk av energi i form ATP blir kalla aktiv transport. Det skjer ved hjelp av transportprotein eller vesikkeltransport (endo- og eksocytose). Det er vassløyselege stoff, store molekyl og ein del ion som treng aktiv transport fordi dei ikkje kan diffundere gjennom membranen.

Transportproteinet kan forandre form når det får overført ei fosfatgruppe frå ATP. Slik kan dei binde seg til stoff og flytte dei gjennom membranen, uavhengig av gradientar.

Ionepumper

Ionepumper er transportprotein som held oppe konsentrasjons- og ladningsforskjellar, slik at passiv transport av ion kan skje ved diffusjon.

Natrium–kalium-pumpa er ei ionepumpe som transporterer to ulike ion mot konsentrasjonsgradienten sin. Ho pumpar tre natriumion (Na⁺) ut og to kaliumion (K⁺) inn for kvart ATP-molekyl som blir brote ned. Den høge konsentrasjonen av kalium inni og natrium utanfor cella er nødvendig for å sende nervesignal.

Kopla transportar – kotransport

Kopla transportar er avhengig av den konsentrasjonsgradienten som ionepumper har skapt. Iona som er i overskot på den eine sida, har potensiell energi. Dei kan lett diffundere tilbake ved passiv transport og bli fanga opp av spesielle proteinpumper som utnyttar energien deira til å transportere andre stoff mot konsentrasjonsgradienten. ATP er berre indirekte involvert frå ionepumpene sidan det er potensiell energi som blir utnytta.

Eit døme er natriumion som kan diffundere ved passiv transport og ta med seg glukose i ein sekundær aktiv transport.

Store molekyl eller partiklar som verken kan passere direkte gjennom cellemembranen eller bruke transportprotein, blir frakta inn og ut av cella i vesiklar. Det blir kalla endocytose når dette skjer ved opptak, og eksocytose ved utskiljing. Vesikkeltransport skjer òg mellom organellar inne i cella og krev energi i form av ATP.