Stofftransport durch Biomembranen und Osmotische Prozesse
Der Transport von Stoffen durch Biomembranen ist ein essentieller Prozess für alle Zellen. Dabei unterscheiden wir zwischen dem aktiven und passiven Transport. Beim aktiven Transport werden Stoffe gegen ein Konzentrationsgefälle transportiert, wofür die Zelle Energie in Form von ATP bereitstellen muss. Dies geschieht mithilfe spezieller Transportproteine, den sogenannten Carriern.
Definition: Der primär aktive Transport benötigt direkt ATP für das An- und Abkoppeln von Substanzen, während beim sekundär aktiven Transport die zurückströmenden Ionen den Transport weiterer Stoffe ermöglichen.
Die Diffusion und Osmose sind dagegen passive Transportprozesse, die keine Energie benötigen. Bei der Diffusion bewegen sich Teilchen entlang eines Konzentrationsgefälles von Bereichen höherer zu niedrigerer Konzentration. Die Osmose beschreibt speziell die Diffusion von Wassermolekülen durch eine semipermeable Membran.
Ein besonders wichtiger osmotischer Prozess in Pflanzenzellen ist die Plasmolyse. Dabei löst sich das Cytoplasma von der Zellwand ab, wenn die Zelle in einer hypertonischen Lösung ist. Dieser Vorgang ist unter bestimmten Bedingungen durch Deplasmolyse umkehrbar, wenn die Zelle wieder in eine isotonische Umgebung gebracht wird. Die Fähigkeit zur Plasmolyse und Deplasmolyse dient als wichtiges Testkriterium für die Lebensfähigkeit von Zellen.
Highlight: Für das Überleben der Zelle ist es entscheidend, dass sie ihr osmotisches Gleichgewicht aufrechterhalten kann. Tierische Zellen können in hypotonischer Umgebung platzen, da ihnen die stützende Zellwand fehlt.