Erklären Sie warum die Zelle manchmal Moleküle gegen das Konzentrationsgefälle durch die Plasmamembran transportieren muss?
Suche jetzt schon eine Weile danach, am besten ein Beispiel für die Frage. Allgemein ist ja insofern beantwortet, dass teilweise Nährstoffe innerhalb der Zelle benötigt werden, die schon so in der Zelle vorhanden sind.
1 Antwort
Moin,
ein sehr bekanntes Beispiel ist im Darm zu finden. Dort sollen aus dem Nahrungsbrei Glucose-Moleküle (Traubenzucker) in die Darmzellen aufgenommen werden. Dummerweise ist in den Zellen meist eine große Menge Glucose bereits vorhanden. Darum kann eine Darmzelle nicht einfach ein Glucose-Tunnelprotein öffnen (selbst wenn es so etwas gäbe), weil dann Glucose entlang des Konzentrationsgefälles aus der Zelle hinaus befördert würde...
Doch da gibt es einen „Trick”. In der Membran von Darmzellen gibt es Natrium-Kalium-Ionenpumpen. Das sind spezielle Proteine, die unter Energieverbrauch in Form von ATP in einem Antiport Natriumionen aus der Zelle hinaus und Kaliumionen in die Zelle hinein befördern. Dabei werden immer drei Natriumionen hinaus und nur zwei Kaliumionen hinein bewegt.
Das führt dazu, dass einerseits ein Natriumionen-Konzentrationsgradient aufgebaut wird, andererseits aber auch ein Ladungsgefälle (weil mehr einfach positiv geladene Ionen hinausgeschleust werden als hinein kommen).
Und dann gibt es da noch die Natriumionen-Glucose-Symporter. Das sind andere spezielle Kanalproteine, die immer nur arbeiten, wenn zwei Substrate (in diesem Fall Glucose UND Natriumionen) zusammen transportiert werden können.
Aufgrund des Konzentrations- und Ladungsgefälles können mit diesen Proteinen Natriumionen spielend leicht in die Zelle geholt werden. Da dies aber nur geht, wenn gleichzeitig auch Glucose mit transportiert wird (Symport!), gelangt durch die Aktivität dieser Symporter auch Glucose gegen dessen eigenes Konzentrationsgefälle in die Zelle. Schlau, oder?
Es gibt noch weitere derartige Systeme (zum Beispiel auch solche, die auf Protonenpumpen basieren).
Such mal unter dem Stichwort „sekundär aktive Transporte durch Membranen”...
LG von der Waterkant