• Τι είναι η κυτταρική μεμβράνη;
• Λειτουργία κυτταρικής μεμβράνης
• Δομή κυτταρικής μεμβράνης
• Ενεργητική μεταφορά και παθητική μεταφορά
• Ενδοκυττάρωση και εξωκυττάρωση

Εξηγούμε τι είναι η κυτταρική μεμβράνη και μερικά από τα χαρακτηριστικά της. Επιπλέον, η λειτουργία και η δομή αυτού του στρώματος λιπιδίων.

Η κυτταρική μεμβράνη έχει μέσο πάχος 7,3 nm3.

Τι είναι η κυτταρική μεμβράνη;

Ένα διπλό στρώμα φωσφολιπιδίων που περιβάλλει και οριοθετεί τα κύτταρα ονομάζεται κυτταρική μεμβράνη, πλασματική μεμβράνη, πλασμαλήμμα ή κυτταροπλασματική μεμβράνη. κύτταρα, διαχωρίζοντας το εσωτερικό από το εξωτερικό και επιτρέποντας τη φυσική και χημική ισορροπία μεταξύ του περιβάλλοντος και του κυτόπλασμα του κελιού. Είναι το πιο εξωτερικό μέρος του κυττάρου.

Αυτή η μεμβράνη δεν είναι ορατή σε οπτικό μικροσκόπιο (ναι στο ηλεκτρονικό), αφού έχει μέσο πάχος 8 nm (1 nm = 10-9 m) και βρίσκεται, στο φυτικά κύτταρα και σε αυτά των μανιτάρια, κάτω από το κυτταρικό τοίχωμα.

Το κύριο χαρακτηριστικό της κυτταρικής μεμβράνης είναι η επιλεκτική της διαπερατότητα, δηλαδή η ικανότητά της να επιτρέπει ή να απορρίπτει την είσοδο ορισμένων μόρια στο κελί, ρυθμίζοντας έτσι τη διέλευση του Νερό, θρεπτικά συστατικά ή ιοντικά άλατα, έτσι ώστε το κυτταρόπλασμα να βρίσκεται πάντα στις βέλτιστες συνθήκες ηλεκτροχημικού δυναμικού (αρνητικά φορτισμένο), pH ή συγκέντρωση.

Λειτουργία κυτταρικής μεμβράνης

Η μεμβράνη επιτρέπει να περάσουν οι επιθυμητές ουσίες και να περάσουν οι ανεπιθύμητες.

Η κυτταρική μεμβράνη εκπληρώνει τις ακόλουθες λειτουργίες:

• Οροθεσία. Καθορίζει και προστατεύει μηχανικά το κύτταρο, διακρίνοντας το εξωτερικό από το εσωτερικό και το ένα κελί από το άλλο. Επιπλέον, είναι το πρώτο αμυντικό φράγμα ενάντια σε άλλους εισβολείς.
• Διαχείριση. Η επιλεκτικότητά του του επιτρέπει να δώσει τη θέση του στις επιθυμητές ουσίες στο κύτταρο και να αρνηθεί την είσοδο στις ανεπιθύμητες, λειτουργώντας ως επικοινωνία μεταξύ του εξωτερικού και του εσωτερικού ενώ ρυθμίζεται η εν λόγω κυκλοφορία.
• Διατήρηση. Μέσω της ανταλλαγής υγρών και ουσιών, η μεμβράνη επιτρέπει να διατηρεί σταθερή τη συγκέντρωση του νερού και άλλων διαλυμένες ουσίες στο κυτταρόπλασμα, διατηρήστε το επίπεδο του pH και το ηλεκτροχημικό του φορτίο σταθερό.
• Επικοινωνία. Η μεμβράνη μπορεί να αντιδράσει σε ερεθίσματα από το εξωτερικό, μεταδίδοντας πληροφορίες στο εσωτερικό του κυττάρου και θέτοντας σε κίνηση ορισμένες διαδικασίες όπως η κυτταρική διαίρεση, κίνηση κυτταρικό ή τον διαχωρισμό βιοχημικών ουσιών.

Δομή κυτταρικής μεμβράνης

Τα λιπίδια είναι κυρίως η χοληστερόλη, αλλά και τα φωσφογλυκερίδια και τα σφιγγολιπίδια.

Η κυτταρική μεμβράνη αποτελείται από δύο στρώματα από λιπίδια αμφιπαθή, των οποίων οι υδρόφιλες πολικές κεφαλές (συγγένεια για το νερό) είναι προσανατολισμένες μέσα και έξω από το κύτταρο, διατηρώντας τα υδρόφοβα (απορριπτικά από το νερό) μέρη τους σε επαφή, παρόμοια με ένα σάντουιτς. Αυτά τα λιπίδια είναι κυρίως η χοληστερόλη, αλλά και τα φωσφογλυκερίδια και τα σφιγγολιπίδια.

Κατέχει επίσης το 20% των πρωτεΐνη αναπόσπαστο και περιφερειακό, που εκπληρώνουν λειτουργίες σύνδεσης, μεταφοράς, λήψης και κατάλυσης. Οι ενσωματωμένες μεμβρανικές πρωτεΐνες είναι ενσωματωμένες στη διπλή στοιβάδα με τις υδρόφιλες επιφάνειές τους εκτεθειμένες στο υδατικό περιβάλλον και τις υδρόφοβες επιφάνειές τους σε επαφή με το υδρόφοβο εσωτερικό της διπλής στοιβάδας.

Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες είναι αναπόσπαστες πρωτεΐνες που καλύπτουν πλήρως το πάχος της μεμβράνης. Οι περιφερειακές πρωτεΐνες μεμβράνης συνδέονται με την επιφάνεια της διπλής στοιβάδας, συνήθως συνδέονται με εκτεθειμένες περιοχές ενσωματωμένων πρωτεϊνών και αποσπώνται εύκολα χωρίς να διαταράσσεται η δομή της μεμβράνης. Χάρη σε αυτά υπάρχει και η κυτταρική αναγνώριση, μια μορφή βιοχημικής επικοινωνίας.

Τέλος, η κυτταρική μεμβράνη έχει υδατανθρακικά συστατικά (σάκχαρα), είτε πολυσακχαρίτες είτε ολιγοσακχαρίτες, τα οποία βρίσκονται στο εξωτερικό της μεμβράνης, σχηματίζοντας έναν γλυκοκάλυκα. Αυτά τα σάκχαρα αντιπροσωπεύουν μόνο το 8% του ξηρού βάρους της μεμβράνης και χρησιμεύουν ως υλικό υποστήριξης, ως αναγνωριστικά στη μεσοκυττάρια επικοινωνία και ως προστασία της κυτταρικής επιφάνειας από μηχανικές και χημικές επιθέσεις.

Ενεργητική μεταφορά και παθητική μεταφορά

Οι μεμβράνες σχηματίζουν διαμερίσματα εντός του ευκαρυωτικά κύτταρα Επιτρέπουν μια ποικιλία ξεχωριστών λειτουργιών. Επιπλέον, χρησιμεύουν ως επιφάνειες για βιοχημικές αντιδράσεις.

Πολλά ιόντων και μικρά μόρια κινούνται μέσω βιολογικών μεμβρανών με παθητική μεταφορά (χωρίς ενεργειακή δαπάνη) και με ενεργητική μεταφορά (με ενεργειακή δαπάνη).

Διάχυση είναι η καθαρή κίνηση μιας ουσίας προς τη βαθμίδα συγκέντρωσής της από μια περιοχή υψηλότερης συγκέντρωσης σε μια περιοχή χαμηλότερης συγκέντρωσης.

Η παθητική μεταφορά μέσω της διπλής στοιβάδας των λιπιδίων ονομάζεται απλή διάχυση και αυτή που πραγματοποιείται μέσω διαύλων ιόντων και πρωτεϊνών μεμβράνης ονομάζεται διευκολυνόμενη διάχυση.

ο ώσμωση Είναι ένας τύπος διάχυσης κατά τον οποίο τα μόρια νερού περνούν μέσα από μια ημιπερατή μεμβράνη από μια περιοχή με υψηλότερη αποτελεσματική συγκέντρωση νερού σε μια περιοχή όπου η αποτελεσματική τους συγκέντρωση είναι χαμηλότερη.

Κατά την ενεργό μεταφορά, το κύτταρο ξοδεύει μεταβολική ενέργεια για να μετακινήσει ιόντα ή μόρια σε μια μεμβράνη, ενάντια σε μια βαθμίδα συγκέντρωσης.

Η κύρια ενεργή μεταφορά, που ονομάζεται επίσης άμεση ενεργή μεταφορά, χρησιμοποιεί μεταβολική ενέργεια απευθείας για να μεταφέρει μόρια μέσω της μεμβράνης. Για παράδειγμα, η αντλία νατρίου-καλίου χρησιμοποιεί ATP για να αντλεί ιόντα νατρίου έξω από το κύτταρο και ιόντα καλίου μέσα στο κύτταρο.

Στη συνμεταφορά, που ονομάζεται επίσης έμμεση ενεργή μεταφορά, δύο διαλυμένες ουσίες μεταφέρονται ταυτόχρονα. Μια τροφοδοτούμενη αντλία ATP διατηρεί μια κλίση συγκέντρωσης. Έτσι, μια πρωτεΐνη φορέας συν-μεταφέρει δύο διαλυμένες ουσίες. Μια διαλυμένη ουσία κινείται προς τα κάτω από τη βαθμίδα συγκέντρωσής της και χρησιμοποιεί την εκλυόμενη ενέργεια για να μετακινήσει μια άλλη διαλυμένη ουσία ενάντια στη βαθμίδα συγκέντρωσής της.

Ενδοκυττάρωση και εξωκυττάρωση

Στην ενδοκυττάρωση τα υλικά ενσωματώνονται στο κύτταρο.

Μερικά από τα μεγαλύτερα υλικά, όπως μεγάλα μόρια, σωματίδια του τροφή ή ακόμα και μικρά κελιά, κινούνται επίσης μέσα ή έξω από τα κύτταρα. Μεταφέρονται με εξωκυττάρωση και ενδοκυττάρωση. Όπως η ενεργή μεταφορά, αυτές οι διαδικασίες απαιτούν μια δαπάνη ενέργειας απευθείας από το κύτταρο. Αυτό συμβαίνει μέσω του σχηματισμού κυστιδίων στην κυτταρική μεμβράνη που, ανάλογα με το αν εισέρχονται ή εξέρχονται, επιτρέπουν στο επιθυμητό υλικό να διαλυθεί στο κυτόπλασμα ή αντίθετα, στο περιβάλλον.

• Σε εξωκυττάρωση. Ένα κύτταρο διώχνει ουσίες απόβλητα ή προϊόντα έκκρισης (όπως ορμόνες) με τη σύντηξη ενός κυστιδίου με την πλασματική μεμβράνη.
• Σε ενδοκυττάρωση. Τα υλικά ενσωματώνονται στο κελί. Διάφοροι τύποι μηχανισμών ενδοκυττάρωσης λειτουργούν σε βιολογικά συστήματα, συμπεριλαμβανομένης της φαγοκυττάρωσης, της πινοκύττωσης και της ενδοκυττάρωσης που προκαλείται από υποδοχείς.
  • Σε πινοκυττάρωση ("κύτταρα που πίνουν"). Το κύτταρο προσλαμβάνει τα διαλυμένα υλικά.
  • Σε ενδοκυττάρωση που προκαλείται από υποδοχείς.Συγκεκριμένα μόρια συνδυάζονται με πρωτεΐνες υποδοχέα στη πλασματική μεμβράνη. Η ενδοκυττάρωση που προκαλείται από υποδοχείς είναι ο κύριος μηχανισμός με τον οποίο τα ευκαρυωτικά κύτταρα προσλαμβάνουν μακρομόρια.
  • Σε φαγοκυττάρωση (κυριολεκτικά, «τρώγοντας κύτταρα»). Το κύτταρο προσλαμβάνει μεγάλα σωματίδια στερεών ως τροφή ή βακτήρια. Το τελευταίο είναι ζωτικής σημασίας στην περίπτωση ορισμένων κυττάρων και μονοκύτταροι οργανισμοί που καταποντίζουν (τυλίγουν στη μεμβράνη τους) το υλικό για να θρέψη.