Błona komórkowa jest jednym z wielu niezwykłych triumfów ewolucji biologicznej. Jedna z trzech cech wspólnych dla wszystkich żywych komórek, ta błona jest nie tylko mocną barierą nadającą komórkom ich kształt i pojemnikiem na ich zawartość molekularna, ale także selektywnie przepuszczalna bramka, która określa, jakie substancje mogą, a jakie nie mogą wchodzić i wychodzić z komórka.
Tak jak montownia samochodów wymaga do działania stałych dostaw bardzo różnych surowców (np. metali, gumy oraz zasobów ludzkich i technologicznych). przy szczytowej wydajności komórka wymaga sposobu, aby umożliwić cząsteczkom, których potrzebuje komórka do wejścia w jej reakcje, przy jednoczesnym regulowaniu procesu transportu przez błonę jako cały.
Pewny jony, czyli atomy niosące ładunek elektryczny netto, należą do preferowanych cząsteczek, które mogą przejść, ale tylko z pewnym wysiłkiem.
Błona komórkowa: co robi?
Komórka jest podstawową jednostką życia z najmniejszymi formami życia składającymi się tylko z jednej komórki i własnego ciała, w tym bilionów. Wszystko
Błona komórkowa zapewnia granice i trwałość komórki, pozwalając jej na przechowywanie jej niezbędnej zawartości. Zapewnia również ochronę tych treści w postaci fizycznej bariery. Ta bariera błony komórkowej jest półprzepuszczalna, ponieważ niektóre substancje mogą przenikać i wychodzić, podczas gdy innym nie można przejść.
Anatomia błony komórkowej
Błona komórkowa składa się z fosfolipid dwuwarstwowa. Zawiera dwie identyczne strukturalnie warstwy, które są skierowane do siebie w sposób „odbicia lustrzanego”. Każda warstwa składa się z długich, przeważnie liniowych cząsteczek fosfolipidów, które układają się obok siebie, ale – co ważne – zachowują między sobą pewną przestrzeń. Cząsteczki te obejmują fosforanową „głową” i lipidowy (tłuszczowy) „ogon”.
Głowice fosforanowe są hydrofilowe lub „wyszukują wodę”, ponieważ mają nierównomierny rozkład ładunku. Głowy te skierowane są zatem ku bardziej wodnistej zewnętrznej stronie samej komórki i cytoplazmie wewnątrz.
Z drugiej strony ogony hydrofobowe są zwrócone do siebie na wewnętrznej stronie dwuwarstwy fosfolipidowej.
Funkcja dwuwarstwy fosfolipidowej
Główną funkcją błony komórkowej jest ochrona komórki, co jest cechą nieodłączną od jej składu i struktury.
Inną istotną funkcją jest umożliwienie przechodzenia niektórych cząsteczek do iz komórki, ale nie wszystkich. Ponadto błona komórkowa musi w jakiś sposób uczestniczyć w przekazywaniu obciążonych cząsteczek pod względem wielkości lub ładunku elektrycznego, ale nadal muszą jakoś przejść, jestem w tym aktywnym doładowaniem proces.
Przepuszczalność dwuwarstwy lipidowej zależy od różnych czynników. Jednym z nich, prawdopodobnie intuicyjnym, jest rozmiar. Innym jest opłata. Ponieważ wnętrze dwuwarstwy to dwa zestawy wyłącznie hydrofobowych cząsteczek lipidów skierowanych do siebie, wnętrze jest wrogie przechodzeniu cząsteczek hydrofilowych, takich jak jony i większość cząsteczek biologicznych.
Transport przez błonę komórkową
Ogólnie transport przez błonę komórkową zależy od:
- Przepuszczalność samej membrany, która nie jest stała
- Wielkość i ładunek cząsteczek „szukających” przejścia
- Różnica stężeń tej cząsteczki między jedną stroną błony komórkowej (na zewnątrz komórki) a drugą ( other cytoplazma)
Jony nie mogą dyfundować przez błony w dół ich gradientu stężenia, nawet najmniejszego (H+, proton lub naładowany atom wodoru).
Zamiast tego białka osadzone w punktach wzdłuż błony komórkowej zwane białka kanałowe tworzą pory lub kanały, przez które następnie może przejść wymagany jon, tak jak przez swój własny podziemny tunel.