מבנה ממברנה תאית

רק מחסום דק וגמיש מאוד מפריד בין תכולת התא לסביבתו. תפקוד קרום התא מאפשר באופן סלקטיבי החלפה ומעבר של מולקולות מסוימות תוך שמירה על חומרים לא רצויים. חלקים מקרום התא מאפשרים לתא גם לתקשר עם תאים אחרים והסביבה סביבו. גם לצמחים וגם לבעלי חיים יש ממברנות תאים, אך מבנה קרום התא וארגוןם שונה, כפי שהם לצמחים, שמרים וחיידקים דופן תא נוקשה מחוץ לקרום לקבלת תמיכה ומבנה נוספים. הפונקציות הייחודיות של קרום התא מכתיבות את מבנהו ותכונותיו.

מבנה דו שכבתי של מולקולות ליפידים מיוחדות, הנקראות פוספוליפידים, מהווה את קרום התא. לכל פוספוליפיד שתי שרשראות חומצות שומן המחוברות לראש פוספט-גליצרול. חומצות השומן הידרופוביות (שונאות מים) כאשר ראש הפוספט הידרופילי (אוהב מים). שתי שכבות הפוספוליפידים ממקמות את עצמן כך שחומצות השומן נמצאות בתוך השכבות או העלונים. על פי "קרנגי-מלון: המבנה והתפקוד של קרום התא", כאשר הקרום הדו-שכבתי מגיע במגע עם מים, מולקולות הפוספוליפידים מארגנות את עצמן מחדש כדי להרחיק את זנבות חומצות השומן מים.

שני סוגים של חלבונים מפוזרים ברחבי קרום התא: חלבונים אינטגרליים וחלבונים היקפיים. חלבונים אינטגרליים, עשויים משרשראות ארוכות של חומצות אמינו, עוברים דרך כל הקרום. חלקים מסוימים של החלבון מתקשרים עם הסביבה החיצונית וחלקים אחרים מתקשרים עם פנים התא. לפיכך, חלבונים אינטגרליים מכונים גם חלבונים טרנס-ממברניים. לחלבונים אינטגרליים יש שתי פונקציות עיקריות. הם פועלים כנקבוביות המאפשרות "יונים או חומרים מזינים מסוימים לתא" והם "מעבירים אותות אל תוך התא ומחוצה לו", על פי ג'יימס ברנט השלישי במאמר קרנגי-מלון.

לעומת זאת, חלבונים היקפיים נצמדים רק למשטח הממברנה ומשמשים עוגנים לסיבים השלדיים או לחוץ-תאיים.

מעיל פחמימות המכונה גליקוקליקס מכסה את פני התא. הגליקוקליקס עשוי מאוליגוסכרידים קצרים המחוברים לסוגים מסוימים של חלבונים טרנסממברניים. על פי "התא: מבנה ממברנת הפלזמה", הגליקוקליקס מספק את זהותו של התא. זה בעצם מספק קבוצה של סמנים שיכולים להבחין בין תאים זהים לתאים זרים או פולשים. הגליקוקליקס משמש גם להגנה על פני התא.

כולסטרולים הם סוג אחר של שומנים המצויים על קרום התא. פזורים ברחבי פנים חומצות השומן, כולסטרולים מונעים מהזנבות להתארז בחוזקה מדי ועוזרים לשמור על נוזל הממברנה.

מוצע לראשונה על ידי זינגר וניקולסון ("מדע", 18 בפברואר 1972) כמודל הפסיפס הנוזלי, לקרום התא יש שני מאפיינים חיוניים המאפשרים לו לבצע את תפקידיו. ראשית, קרום התא הוא מבנה פסיפס של מולקולות שונות. לכל סוג של תא באורגניזמים רב תאיים וחד-תאיים יהיה אוסף ושילוב ייחודיים של חלבונים, פחמימות ושומנים. כדוגמה, ברנט מקארנגי-מלון מזכיר כי בקרום של כדוריות הדם האדומות יש יותר מ -50 סוגים של חלבונים.

המאפיין השני של קרום התא הוא נזילותו. הפוספוליפידים נעים בחופשיות ומסדרים את עצמם מחדש בתוך כל שכבת הקרום, אך לעתים נדירות הם חוצים את האזור ההידרופובי ומעבירים לשכבה הנגדית, על פי ברנט. הראשים ההידרופיליים נמצאים תמיד בפריפריה החיצונית והזנבות ההידרופובים נשארים בליבת שכבת הדו-שכבה.

המאפיין הנוזלי של הממברנה מביא לשכבות דו-סימטריות. ברנט מתאר כי בתגובה לסביבות משתנות או לטמפרטורות שונות בתא ומחוצה לו, ייתכן שיש יותר חלבונים או מולקולות פחמימות בכל שכבה בכל פעם, ומאפשרים מעבר סלקטיבי של מולקולות ויונים על פני קְרוּם.

המחשה לתכונות הפסיפס הנוזליות של קרום התא מוצגת ב"קרנגי-מלון: מבנה ותפקוד קרום התא ".