Membrana plasmatica: definizione, struttura e funzione (con diagramma)

La membrana plasmatica è una barriera protettiva che circonda l'interno della cellula. Chiamato anche il membrana cellulare, questa struttura è semi-porosa e consente a determinate molecole di entrare e uscire dalla cellula. Serve da confine mantenendo il contenuto della cella all'interno e impedendo che fuoriesca.

Tutti e due cellule procariotiche ed eucariotiche hanno membrane plasmatiche, ma le membrane variano tra i diversi organismi. In generale, le membrane plasmatiche sono costituite da fosfolipidi e proteine.

Fosfolipidi formano la base della membrana plasmatica. La struttura di base di un fosfolipide include a idrofobico (paura dell'acqua) coda e a idrofilo (amante dell'acqua) testa. Il fosfolipide è costituito da un glicerolo più un gruppo fosfato caricato negativamente, che formano entrambi la testa, e due acidi grassi che non portano una carica.

Anche se ci sono due acidi grassi collegati alla testa, sono raggruppati insieme come un'unica "coda". Queste estremità idrofile e idrofobe consentono a

Il Modello a mosaico fluido spiega la funzione e la struttura di una membrana cellulare.

Innanzitutto, la membrana sembra un mosaico perché ha diverse molecole all'interno come fosfolipidi e proteine. In secondo luogo, la membrana è fluida perché le molecole possono muoversi. L'intero modello mostra che la membrana non è rigida ed è in grado di cambiare.

La membrana cellulare è dinamica e le sue molecole possono muoversi rapidamente. cellule possono controllare la fluidità delle loro membrane aumentando o diminuendo il numero di molecole di determinate sostanze.

È importante notare che diversi acidi grassi possono formare fosfolipidi. I due tipi principali sono saturato e insaturo acidi grassi.

Gli acidi grassi saturi non hanno doppi legami e invece hanno il numero massimo di legami idrogeno con il carbonio. La presenza di soli singoli legami negli acidi grassi saturi rende facile l'impaccamento stretto dei fosfolipidi.

D'altra parte, gli acidi grassi insaturi hanno dei doppi legami tra i carboni, quindi è più difficile impacchettarli insieme. I loro doppi legami creano attorcigliamenti nelle catene e influenzano la fluidità della membrana plasmatica. I doppi legami creano più spazio tra i fosfolipidi nella membrana, quindi alcune molecole possono passare più facilmente.

I grassi saturi hanno maggiori probabilità di essere solidi a temperatura ambiente, mentre gli acidi grassi insaturi sono liquidi a temperatura ambiente. Un esempio comune di grasso saturo che potresti avere in cucina è il burro.

Un esempio di grasso insaturo è l'olio liquido. L'idrogenazione è una reazione chimica che può trasformare l'olio liquido in un solido come la margarina. L'idrogenazione parziale trasforma alcune delle molecole di olio in grassi saturi.

•••Dana Chen | scienze

Puoi dividere i grassi insaturi in altre due categorie: grassi cis-insaturi e grassi trans-insaturi. I grassi cis-insaturi hanno due idrogeni sullo stesso lato di un doppio legame.

Tuttavia, grassi trans-insaturi hanno due idrogeni ai lati opposti di un doppio legame. Questo ha un grande impatto sulla forma della molecola. I grassi cis-insaturi e i grassi saturi si trovano naturalmente, ma i grassi trans-insaturi vengono creati in laboratorio.

Potresti aver sentito parlare di problemi di salute legati al consumo di grassi trans negli ultimi anni. Chiamati anche grassi trans-insaturi, i produttori di alimenti creano grassi trans attraverso l'idrogenazione parziale. La ricerca non ha dimostrato che le persone hanno il enzimi necessario per metabolizzare i grassi trans, quindi mangiarli può aumentare il rischio di sviluppare malattie cardiovascolari e diabete.

Il colesterolo è un'altra molecola importante che influenza la fluidità nella membrana plasmatica.

Il colesterolo è un steroide che si trova naturalmente nella membrana. Ha quattro anelli di carbonio collegati e una coda corta, ed è distribuito casualmente in tutta la membrana plasmatica. La funzione principale di questa molecola è quella di aiutare a tenere insieme i fosfolipidi in modo che non si allontanino troppo l'uno dall'altro.

Allo stesso tempo, il colesterolo fornisce un certo spazio necessario tra i fosfolipidi e impedisce loro di diventare così fitti che i gas importanti non possono passare. In sostanza, il colesterolo può aiutare a regolare ciò che esce ed entra nella cellula.

Gli acidi grassi essenziali, come gli omega-3, costituiscono parte della membrana plasmatica e possono anche influenzare la fluidità. Trovato in alimenti come pesce grasso, omega-3 acidi grassi sono una parte essenziale della vostra dieta. Dopo averli mangiati, il tuo corpo può aggiungere gli omega-3 alla membrana cellulare incorporandoli nel fosfolipide doppio strato.

Gli acidi grassi Omega-3 possono influenzare l'attività proteica nella membrana e modificare l'espressione genica.

La membrana plasmatica ha diversi tipi di proteine. Alcuni sono sulla superficie di questa barriera, mentre altri sono incorporati all'interno. Le proteine ​​possono agire come canali o recettori per la cellula.

Proteine ​​integrali di membrana si trovano all'interno del doppio strato fosfolipidico. La maggior parte di esse sono proteine ​​transmembrana, il che significa che parti di esse sono visibili su entrambi i lati del doppio strato perché sporgono.

In generale, le proteine ​​integrali aiutano a trasportare molecole più grandi come il glucosio. Altre proteine ​​integrali fungono da canali per gli ioni.

Queste proteine ​​hanno regioni polari e non polari simili a quelle che si trovano nei fosfolipidi. D'altra parte, le proteine ​​periferiche si trovano sulla superficie del doppio strato fosfolipidico. A volte sono attaccati a proteine ​​integrali.

Le cellule hanno reti di filamenti chiamati citoscheletro che forniscono struttura. Il citoscheletro di solito esiste proprio sotto la membrana cellulare e interagisce con essa. Ci sono anche proteine ​​nel citoscheletro che supportano la membrana plasmatica.

Ad esempio, le cellule animali hanno filamenti di actina che fungono da rete. Questi filamenti sono attaccati alla membrana plasmatica attraverso proteine ​​di connessione. Le cellule hanno bisogno del citoscheletro per il supporto strutturale e per prevenire danni.

Simile ai fosfolipidi, le proteine ​​hanno regioni idrofile e idrofobe che predicono il loro posizionamento nella membrana cellulare.

Ad esempio, le proteine ​​transmembrana hanno parti che sono idrofile e idrofobe, quindi il le parti idrofobe possono passare attraverso la membrana e interagire con le code idrofobe del fosfolipidi.

La membrana plasmatica ha alcuni carboidrati. Glicoproteine, che sono un tipo di proteina con un carboidrato attaccato, esistono nella membrana. Di solito, le glicoproteine ​​sono proteine ​​integrali di membrana. I carboidrati sulle glicoproteine ​​aiutano con il riconoscimento delle cellule.

Glicolipidi sono lipidi (grassi) con carboidrati attaccati e fanno anche parte della membrana plasmatica. Hanno code lipidiche idrofobe e teste di carboidrati idrofili. Ciò consente loro di interagire e legarsi al doppio strato fosfolipidico.

In generale, aiutano a stabilizzare la membrana e possono aiutare con la comunicazione cellulare agendo come recettori o regolatori.

Una delle caratteristiche importanti di questi carboidrati è che si comportano come cartellini identificativi sulla membrana cellulare, e questo svolge un ruolo nell'immunità. I carboidrati delle glicoproteine ​​e dei glicolipidi formano il glicocalice intorno alla cellula, importante per il sistema immunitario. Il glicocalice, chiamato anche matrice pericellulare, è un rivestimento che ha un aspetto sfocato.

Molte cellule, comprese le cellule umane e batteriche, hanno questo tipo di rivestimento. Nell'uomo, il glicocalice è unico in ogni persona a causa di geni, quindi il sistema immunitario può utilizzare il rivestimento come sistema di identificazione. Le tue cellule immunitarie possono riconoscere il rivestimento che ti appartiene e non attaccheranno le tue stesse cellule.

La membrana plasmatica ha altri ruoli come aiutare il trasporto di molecole e comunicazione cellula-cellula. La membrana permette agli zuccheri, ioni, aminoacidi, acqua, gas e altre molecole per entrare o uscire dalla cellula. Non solo controlla il passaggio di queste sostanze, ma determina anche quante possono muoversi.

La polarità delle molecole aiuta a determinare se possono entrare o uscire dalla cellula.

Per esempio, non polare le molecole possono passare direttamente attraverso il doppio strato fosfolipidico, ma polare quelli devono usare i canali proteici per passare. L'ossigeno, che non è polare, può muoversi attraverso il doppio strato, mentre gli zuccheri devono utilizzare i canali. Questo crea il trasporto selettivo di materiali dentro e fuori la cellula.

La permeabilità selettiva delle membrane plasmatiche conferisce alle cellule un maggiore controllo. Il movimento delle molecole attraverso questa barriera è diviso in due categorie: trasporto passivo e trasporto attivo. Il trasporto passivo non richiede che la cellula utilizzi energia per spostare le molecole, ma il trasporto attivo utilizza energia da adenosina trifosfato (ATP).

Diffusione e osmosi sono esempi di trasporto passivo. Nel diffusione facilitata, le proteine ​​nella membrana plasmatica aiutano le molecole a muoversi. Generalmente, il trasporto passivo comporta il movimento di sostanze da un'alta concentrazione a una bassa concentrazione.

Ad esempio, se una cellula è circondata da un'alta concentrazione di ossigeno, l'ossigeno può muoversi liberamente attraverso il doppio strato fino a una concentrazione inferiore all'interno della cellula.

Trasporto attivo avviene attraverso la membrana cellulare e di solito coinvolge le proteine ​​incorporate in questo strato. Questo tipo di trasporto consente alle cellule di lavorare contro il gradiente di concentrazione, il che significa che possono spostare le cose da una bassa concentrazione ad un'alta concentrazione.

Richiede energia sotto forma di ATP.

La membrana plasmatica aiuta anche la comunicazione cellula-cellula. Questo può coinvolgere i carboidrati nella membrana che sporgono in superficie. Hanno siti di legame che consentono segnalazione cellulare. I carboidrati della membrana di una cellula possono interagire con i carboidrati di un'altra cellula.

Le proteine ​​della membrana plasmatica possono anche aiutare con la comunicazione. Le proteine ​​transmembrana agiscono come recettori e possono legarsi a molecole di segnalazione.

Poiché le molecole di segnalazione tendono ad essere troppo grandi per entrare nella cellula, le loro interazioni con le proteine ​​aiutano a creare un percorso di risposte. Ciò accade quando la proteina cambia a causa delle interazioni con la molecola segnale e avvia una catena di reazioni.

In alcuni casi, i recettori di membrana su una cellula vengono utilizzati contro l'organismo per infettarlo. Ad esempio, il virus dell'immunodeficienza umana (HIV) può utilizzare i recettori della cellula per entrare e infettare la cellula.

HIV ha proiezioni di glicoproteine ​​all'esterno che si adattano ai recettori sulle superfici cellulari. Il virus può legarsi a questi recettori ed entrare.

Un altro esempio dell'importanza delle proteine ​​marcatori sulle superfici cellulari è visto nell'uomo globuli rossi. Aiutano a determinare se hai A, B, AB o O gruppo sanguigno. Questi marcatori sono chiamati antigeni e aiutano il tuo corpo a riconoscere le proprie cellule del sangue.

eucarioti non hanno pareti cellulari, quindi la membrana plasmatica è l'unica cosa che impedisce alle sostanze di entrare o uscire dalla cellula. Tuttavia, procarioti e le piante hanno entrambi pareti cellulari e membrane plasmatiche. La presenza di una sola membrana plasmatica consente alle cellule eucariotiche di essere più flessibili.

La membrana plasmatica o la membrana cellulare agisce come a rivestimento protettivo per la cellula negli eucarioti e nei procarioti. Questa barriera ha dei pori, quindi alcune molecole possono entrare o uscire dalle cellule. Il doppio strato fosfolipidico svolge un ruolo importante come base della membrana cellulare. È inoltre possibile trovare colesterolo e proteine ​​nella membrana. I carboidrati tendono ad essere attaccati a proteine ​​o lipidi, ma svolgono un ruolo cruciale nell'immunità e nella comunicazione cellulare.

La membrana cellulare è a struttura fluida che si muove e cambia. Sembra un mosaico a causa delle diverse molecole incorporate. La membrana plasmatica offre supporto per la cellula mentre aiuta con la segnalazione e il trasporto cellulare.