ο κυτταρική μεμβράνη είναι ένας από τους πολλούς αξιόλογους θριάμβους της βιολογικής εξέλιξης. Ένα από τα τρία χαρακτηριστικά κοινά σε όλα τα ζωντανά κύτταρα, αυτή η μεμβράνη δεν είναι μόνο ένα σταθερό φράγμα που δίνει στα κύτταρα το σχήμα τους και ένα δοχείο για το μοριακό τους περιεχόμενο, αλλά και μια επιλεκτικά διαπερατή πύλη που καθορίζει ποιες ουσίες μπορούν και δεν μπορούν να περάσουν μέσα και έξω από αυτήν κύτταρο.
Ακριβώς όπως ένα εργοστάσιο συναρμολόγησης αυτοκινήτων απαιτεί σταθερή προμήθεια πολύ διαφορετικών πρώτων υλών (π.χ. μέταλλο, καουτσούκ και ανθρώπινους και τεχνολογικούς πόρους) για να λειτουργήσει στην μέγιστη χωρητικότητα, ένα κύτταρο απαιτεί έναν τρόπο που επιτρέπει στα μόρια που χρειάζεται το κύτταρο για να εισέλθουν οι αντιδράσεις του ενώ ρυθμίζει ακόμη τη διαδικασία μεταφοράς μεμβράνης ως ολόκληρος.
Βέβαιος ιόντα, ή άτομα που φέρουν καθαρό ηλεκτρικό φορτίο, είναι μεταξύ των αγαπημένων μορίων που μπορούν να περάσουν, αλλά μόνο με λίγη προσπάθεια.
Η κυτταρική μεμβράνη: Τι κάνει;
Το κελί είναι η βασική μονάδα της ζωής με τις μικρότερες μορφές ζωής που αποτελούνται από μόνο ένα κύτταρο και το σώμα σας, συμπεριλαμβανομένων τρισεκατομμυρίων. Ολα κύτταρα έχουν κυτταρική μεμβράνη, α κυτόπλασμα και ριβοσώματα; Τα περισσότερα κελιά έχουν και άλλα συστατικά. Η κυτταρική μεμβράνη ονομάζεται επίσης μεμβράνη πλάσματος, αλλά επειδή ορισμένες άλλες κυτταρικές δομές έχουν επίσης μεμβράνες πλάσματος, η "κυτταρική μεμβράνη" είναι πιο συγκεκριμένη.
Η κυτταρική μεμβράνη δίνει στα όρια και τη σταθερότητα των κυττάρων, επιτρέποντάς της να περιέχει το ζωτικό της περιεχόμενο. Προσφέρει επίσης προστασία σε αυτά τα περιεχόμενα με τη μορφή φυσικού φράγματος. Αυτό το φράγμα κυτταρικής μεμβράνης είναι ημιπερατή, δεδομένου ότι ορισμένες ουσίες μπορούν να περάσουν μέσα και έξω, ενώ άλλες δεν επιτρέπεται να περάσουν.
Ανατομία της κυτταρικής μεμβράνης
Η κυτταρική μεμβράνη αποτελείται από ένα φωσφολιπίδιο διπλής στιβάδας. Περιλαμβάνει δύο δομικά πανομοιότυπα στρώματα που αντιμετωπίζουν ο ένας τον άλλον με τρόπο «καθρέφτη εικόνας». Κάθε στρώμα αποτελείται από μακρά, κυρίως γραμμικά μόρια φωσφολιπιδίων, τα οποία στοιβάζονται το ένα δίπλα στο άλλο, αλλά - το σημαντικότερο - διατηρούν κάποιο διάστημα μεταξύ τους. Αυτά τα μόρια περιλαμβάνουν φωσφορικό «κεφάλι» και λιπίδιο (λιπαρό) «ουρά».
Οι φωσφορικές κεφαλές είναι υδρόφιλες ή «αναζητούν νερό» επειδή φέρουν μια άνιση κατανομή φορτίου. Αυτές οι κεφαλές επομένως βλέπουν στο πιο υδαρές εξωτερικό του ίδιου του κυττάρου και στο κυτταρόπλασμα στο εσωτερικό.
Οι υδρόφοβες ουρές, από την άλλη πλευρά, βλέπουν το ένα το άλλο στο εσωτερικό της φωσφολιπιδικής διπλής στιβάδας.
Λειτουργία Bilayer Phospholipid
Η κύρια λειτουργία της κυτταρικής μεμβράνης είναι η προστασία του κυττάρου, το οποίο είναι ένα εγγενές χαρακτηριστικό της σύνθεσης και της δομής του.
Μια άλλη βασική λειτουργία είναι να επιτρέπεται σε ορισμένα μόρια να περάσουν μέσα και έξω από το κύτταρο, αλλά όχι όλα αυτά. Επιπλέον, η κυτταρική μεμβράνη πρέπει να συμμετάσχει κατά κάποιο τρόπο στην παροχή εκείνων των μορίων που επιβαρύνονται από το μέγεθος ή το ηλεκτρικό φορτίο, αλλά πρέπει να περάσουμε από κάποιον τρόπο, είμαι ενεργός ώθηση σε αυτό επεξεργάζομαι, διαδικασία.
Η διαπερατότητα των λιπιδίων σε δύο στρώσεις προσδιορίζεται από διάφορους παράγοντες. Ένα από αυτά, πιθανώς διαισθητικό, είναι το μέγεθος. Ένα άλλο είναι χρέωση. Επειδή το εσωτερικό της διπλής στιβάδας είναι δύο σύνολα αποκλειστικά υδρόφοβων λιπιδικών μορίων που βλέπουν το ένα το άλλο, το εσωτερικό είναι εχθρικό στη διέλευση υδρόφιλων μορίων όπως ιόντα και τα περισσότερα βιολογικά μόρια.
Μεταφορά κυτταρικής μεμβράνης
Συνολικά, η μεταφορά κυτταρικής μεμβράνης εξαρτάται από:
- Η διαπερατότητα της ίδιας της μεμβράνης, η οποία δεν είναι σταθερή
- Το μέγεθος και το φορτίο των μορίων που «αναζητούν» πέρασμα
- Η διαφορά συγκέντρωσης αυτού του μορίου μεταξύ μιας πλευράς της κυτταρικής μεμβράνης (το εξωτερικό του κυττάρου) και της άλλης (η κυτόπλασμα)
Τα ιόντα δεν μπορούν να διαχέονται μεταξύ των μεμβρανών και να μειώνουν την κλίση συγκέντρωσης, ακόμη και τη μικρότερη (H+, ένα πρωτόνιο ή φορτισμένο άτομο υδρογόνου).
Αντ 'αυτού, οι πρωτεΐνες ενσωματώνονται σε σημεία κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης που ονομάζονται πρωτεΐνες διαύλου σχηματίζουν πόρους ή κανάλια, μέσω των οποίων μπορεί να περάσει το απαιτούμενο ιόν, όπως μέσα από μια υπόγεια σήραγγα.