In der Zellbiologie ist die selektive Permeabilität die Eigenschaft einer lebenden Zellmembran, die es der Zelle ermöglicht, zu kontrollieren, welche Moleküle die Membran passieren können und sich in oder aus der Zelle bewegen. Um diese Eigenschaft zu verstehen, ist es hilfreich zu wissen, dass es drei verschiedene Methoden gibt, mit denen sich Moleküle in oder aus Zellen bewegen können: passiver Transport, aktiver Transport und Transport durch Vesikel.
Beim passiven Transport durch eine selektiv permeable Membran bewegen sich Moleküle durch die Membran, ohne dass die Zelle zusätzliche Energie aufwenden muss. Wenn sich beispielsweise Wassermoleküle passiv in oder aus einer Zelle bewegen, spricht man von Osmose. Andere kleine Moleküle können sich durch den Diffusionsprozess durch die Membran bewegen. Dies bedeutet, dass sie sich über die Zellmembran von einem Bereich hoher Konzentration zu einem Bereich niedriger Konzentration bewegen. Sauerstoffmoleküle können aus der Lungenhöhle durch passiven Transport in Blutzellen in der Lunge diffundieren.
Aktiver Transport ist ein lebenswichtiger Mechanismus, der von lebenden Zellen für die selektive Permeabilität verwendet wird. Diese Methode ist notwendig, damit sich kleine Moleküle in Situationen, in denen sich die Moleküle gegen einen Konzentrationsgradienten bewegen müssen, durch die Zellmembran bewegen. Im Gegensatz zum passiven Transport gibt der aktive Transport der Zelle die Fähigkeit, Moleküle von einem Bereich niedriger Konzentration in einen Bereich hoher Konzentration zu bewegen. Dies funktioniert über spezielle Kanäle, sogenannte Pumpen, die in der Zellplasmamembran vorhanden sind und Energie verbrauchen, wenn sie Moleküle durch die Membran bewegen. Aktiver Transport wird oft von Zellen verwendet, die den Magen auskleiden, um Glukose, Aminosäuren und andere Nährstoffe aufzunehmen.
Vesikel sind winzige Taschen, die sich in der Zellmembran bilden können, um den Transport größerer Moleküle zu unterstützen. Die Vesikel ermöglichen es der Zelle, diese Moleküle über die Zellmembran aufzunehmen oder auszustoßen. Dieser Vorgang wird Endozytose genannt, wenn Moleküle in die Zelle hineinbewegt werden und Exozytose, wenn Moleküle aus der Zelle herausbewegt werden.
Die selektive Permeabilität von Membranen hängt im Allgemeinen von der Größe der Moleküle, der positiven oder negativen Ladung der Moleküle und ihrer Löslichkeit in Wasser oder Öl ab. In Plasmazellmembranen hängt es auch von vielen biologischen Funktionen und biochemischen Reaktionen innerhalb und außerhalb jeder Zelle ab. Es ist eines der wichtigsten biochemischen Attribute einer lebenden Zelle und ein grundlegender Bestandteil der meisten lebenswichtigen Prozesse, die zur Unterstützung des Lebens benötigt werden.