Cellmembran

admin 0 Comments Articles

Cellmembran

Definition

Cellmembranet, även känt som plasmamembranet, är ett dubbelt lager av lipider och proteiner som omger en cell. Det skiljer cytoplasman (cellens innehåll) från den yttre miljön. Det är en egenskap hos alla celler, både prokaryota och eukaryota.

Cellmembranets funktion

Cellmembranet ger cellen dess struktur och reglerar vilka ämnen som kommer in i och ut ur cellen. Det är en selektivt genomsläpplig barriär, vilket innebär att det tillåter vissa ämnen att passera, men inte andra. Liksom en dragbro som är avsedd att skydda ett slott och hålla fiender borta, tillåter cellmembranet endast vissa molekyler att komma in eller ut.

Kryssning av membranet

Små molekyler, till exempel syre, som cellerna behöver för att kunna utföra ämnesomsättningsfunktioner, till exempel cellandning, och koldioxid, som är en biprodukt av dessa funktioner, kan lätt komma in och ut genom membranet. Vatten kan också fritt passera membranet, även om det gör det i en långsammare takt.

Däremot kan starkt laddade molekyler, som joner, inte direkt passera igenom, inte heller stora makromolekyler som kolhydrater eller aminosyror. Istället måste dessa molekyler passera genom proteiner som är inbäddade i membranet. På detta sätt kan cellen kontrollera spridningshastigheten för dessa ämnen.

Ett annat sätt som cellmembranet kan föra in molekyler i cytoplasman är genom endocytos. Den omvända processen, där cellen levererar innehåll utanför membranbarriären, kallas exocytos.

Endocytos omfattar fagocytos (”cellätande”) och pinocytos (”celldrickande”). Under dessa processer bildar cellmembranet en fördjupning och omger den partikel som den slukar. Den ”klämmer sedan av” för att bilda en liten membransfär som kallas vesikel som innehåller molekylen och transporterar den till den plats där den ska användas i cellen.

Cellerna kan också leverera ämnen över cellmembranet till den yttre miljön genom exocytos, som är motsatsen till endocytos. Vid exocytos bildas vesiklar i cytoplasman och rör sig till cellmembranets yta. Där smälter de samman med membranet och släpper ut sitt innehåll på utsidan av cellen. Exocytos avlägsnar cellens avfallsprodukter, vilket är de delar av molekyler som inte används av cellen, inklusive gamla organeller.

Signalering vid cellmembranet

Cellmembranet spelar också en viktig roll vid cellsignalering och kommunikation. Membranet innehåller flera inbäddade proteiner som kan binda molekyler som finns utanför cellen och vidarebefordra meddelanden till cellens insida.

Viktigt nog kan dessa receptorproteiner på cellmembranet binda till ämnen som produceras av andra delar av kroppen, till exempel hormoner. När en molekyl binder till sin målreceptor på membranet startar den en signaltransduktionsväg inne i cellen som överför signalen till lämpliga molekyler.

Som ett resultat av dessa ofta komplexa signalvägar kan cellen utföra den åtgärd som specificeras av signalmolekylen, till exempel att göra eller stoppa produktionen av ett visst protein.

Hur gör cellmembranets struktur det möjligt för den att utföra dessa funktioner?

Cellmembranets struktur

Cellmembranet består av ett fosfolipiddubbelskikt. Fosfolipider är lipidmolekyler som består av ett huvud med fosfatgrupp och två fettsyraändar. Det är viktigt att fosfolipidmolekylernas egenskaper gör att de spontant kan bilda ett dubbelskiktsmembran.

Fosfatgrupphuvudet på en fosfolipid är hydrofil, medan fosfolipidhalsen är hydrofob. Detta innebär att fosfatgruppen dras till vatten, medan svansen stöts bort av vatten.

När de befinner sig i vatten eller en vattenlösning (även inuti kroppen) kommer de hydrofoba fosfolipidhuvudena att orientera sig så att de befinner sig på insidan, så långt bort från vattnet som möjligt. De hydrofila huvudena kommer däremot att befinna sig på utsidan och komma i kontakt med vattnet. Resultatet är att ett dubbelskikt av fosfolipider bildas, där de hydrofoba huvudena samlas i mitten och de hydrofila svansarna utgör strukturens utsida. Den tekniska termen för detta dubbla lager av fosfolipider som bildar cellmembranet är ett fosfolipiddubbelskikt.

Membranassocierade faktorer

Förutom fosfolipiddubbelskiktet innehåller cellmembranet även lipidmolekyler, särskilt glykolipider och steroler. En viktig sterol är kolesterol, som reglerar cellmembranets fluiditet i djurceller. När det finns mindre kolesterol blir membranen mer flytande, men också mer genomsläppliga för molekyler. Mängden kolesterol i membranet bidrar till att upprätthålla dess genomsläpplighet så att rätt mängd molekyler kan komma in i cellen åt gången.

Cellmembranet innehåller också många olika proteiner. Proteiner utgör ungefär hälften av cellmembranet. Många av dessa proteiner är transmembranproteiner, som är inbäddade i membranet men sticker ut på båda sidor (dvs. de sträcker sig över hela lipiddubbelskiktet).

En del av dessa proteiner är receptorer, som binder till signalmolekyler. Andra är jonkanaler, som är det enda sättet att släppa in eller ut joner ur cellen. Forskare använder den flytande mosaikmodellen för att beskriva cellmembranets struktur. Cellmembranet har en flytande konsistens på grund av att det till stor del består av fosfolipider, och på grund av detta rör sig proteiner fritt över dess yta. Mängden olika proteiner och lipider i cellmembranet gör att det ser ut som en mosaik.

Quiz

Bibliografi