Membrana celulară

admin 0 Comments Articles

Membrana celulară

Definiție

Membrana celulară, cunoscută și sub numele de membrană plasmatică, este un strat dublu de lipide și proteine care înconjoară o celulă. Ea separă citoplasma (conținutul celulei) de mediul extern. Este o caracteristică a tuturor celulelor, atât procariote cât și eucariote.

Funcția membranei celulare

Membrana celulară conferă celulei structura sa și reglează materialele care intră și ies din celulă. Este o barieră permeabilă selectiv, ceea ce înseamnă că permite trecerea unor substanțe, dar nu și a altora. La fel ca un pod mobil menit să protejeze un castel și să țină la distanță dușmanii, membrana celulară permite doar anumitor molecule să intre sau să iasă.

Cruceaza membranei

Moleculele mici, cum ar fi oxigenul, de care celulele au nevoie pentru a îndeplini funcții metabolice, cum ar fi respirația celulară, și dioxidul de carbon, un produs secundar al acestor funcții, pot intra și ieși cu ușurință prin membrană. Apa poate, de asemenea, să traverseze liber membrana, deși o face cu o viteză mai mică.

Cu toate acestea, moleculele foarte încărcate, cum ar fi ionii, nu pot trece direct prin membrană și nici macromoleculele mari, cum ar fi carbohidrații sau aminoacizii. În schimb, aceste molecule trebuie să treacă prin proteine care sunt încorporate în membrană. În acest fel, celula poate controla viteza de difuzie a acestor substanțe.

O altă modalitate prin care membrana celulară poate aduce molecule în citoplasmă este prin endocitoză. Procesul invers, în care celula livrează conținutul în afara barierei membranare, se numește exocitoză.

Endocitoza include fagocitoza („mâncarea celulei”) și pinocitoza („băutul celulei”). În timpul acestor procese, membrana celulară formează o depresiune, înconjurând particula pe care o înglobează. Apoi se „ciupește” pentru a forma o mică sferă de membrană numită veziculă, care conține molecula și o transportă acolo unde va fi folosită în celulă.

Celele pot, de asemenea, să livreze substanțe peste membrana celulară către mediul extern prin exocitoză, care este opusul endocitozei. În timpul exocitozei, se formează vezicule în citoplasmă și se deplasează spre suprafața membranei celulare. Aici, acestea fuzionează cu membrana și își eliberează conținutul în exteriorul celulei. Exocitoza elimină produsele reziduale ale celulei, care sunt părțile de molecule care nu sunt folosite de celulă, inclusiv organitele vechi.

Semnalizare la nivelul membranei celulare

Membrana celulară joacă, de asemenea, un rol important în semnalizarea și comunicarea celulară. Membrana conține mai multe proteine încorporate care pot lega moleculele care se găsesc în afara celulei și transmit mesaje în interiorul celulei.

Important este faptul că aceste proteine receptoare de pe membrana celulară se pot lega de substanțe produse de alte zone ale corpului, cum ar fi hormonii. Atunci când o moleculă se leagă de receptorul său țintă de pe membrană, aceasta inițiază o cale de transducție a semnalului în interiorul celulei care transmite semnalul către moleculele corespunzătoare.

Ca urmare a acestor căi de semnalizare adesea complexe, celula poate efectua acțiunea specificată de molecula de semnalizare, cum ar fi producerea sau oprirea producției unei anumite proteine.

Cum îi permite structura membranei celulare să îndeplinească aceste funcții?

Structura membranei celulare

Membrana celulară este alcătuită dintr-un bicameral fosfolipidic. Fosfolipidele sunt molecule lipidice alcătuite dintr-un cap de grup fosfat și două cozi de acizi grași. Este important faptul că proprietățile moleculelor de fosfolipide le permit să formeze în mod spontan o membrană cu două straturi.

Capul grupului fosfat al unui fosfolipid este hidrofil, în timp ce coada fosfolipidică este hidrofobă. Acest lucru înseamnă că grupul fosfat este atras de apă, în timp ce coada este respinsă de apă.

Când se află în apă sau într-o soluție apoasă (inclusiv în interiorul corpului) capetele hidrofobe ale fosfolipidelor se vor orienta pentru a fi în interior, cât mai departe de apă. În schimb, capetele hidrofile se vor afla în exterior, intrând în contact cu apa. Rezultatul este că se formează un strat dublu de fosfolipide, capetele hidrofobe grupându-se în centru, iar cozile hidrofile formând partea exterioară a structurii. Termenul tehnic pentru acest strat dublu de fosfolipide care formează membrana celulară este un bistrat fosfolipidic.

Factori asociați membranei

În plus față de bistratul fosfolipidic, membrana celulară conține, de asemenea, molecule lipidice, în special glicolipide și steroli. Un sterol important este colesterolul, care reglează fluiditatea membranei celulare în celulele animale. Atunci când există mai puțin colesterol, membranele devin mai fluide, dar și mai permeabile la molecule. Cantitatea de colesterol din membrană ajută la menținerea permeabilității acesteia, astfel încât cantitatea potrivită de molecule să poată intra în celulă la un moment dat.

Membrana celulară conține, de asemenea, multe proteine diferite. Proteinele alcătuiesc aproximativ jumătate din membrana celulară. Multe dintre aceste proteine sunt proteine transmembranare, care sunt încorporate în membrană, dar care ies în afară pe ambele părți (adică se întind de-a lungul întregului bistrat lipidic).

Câteva dintre aceste proteine sunt receptori, care se leagă de molecule de semnal. Altele sunt canale ionice, care sunt singurele mijloace de a permite ionilor să intre sau să iasă din celulă. Oamenii de știință folosesc modelul mozaicului fluid pentru a descrie structura membranei celulare. Membrana celulară are o consistență fluidă datorită faptului că este alcătuită în mare parte din fosfolipide și, din acest motiv, proteinele se deplasează liber pe suprafața sa. Multitudinea de proteine și lipide diferite din membrana celulară îi conferă acesteia aspectul unui mozaic.

Cercetări

Bibliografie