Membrana celulara

definiție

Celulele sunt unitățile cele mai mici și coerente care alcătuiesc organele și țesuturile. Fiecare celulă este înconjurată de o membrană celulară, o barieră care constă dintr-un strat dublu special de particule de grăsime, așa-numitul strat dublu lipidic. Straturile lipidice pot fi imaginate ca două filme de grăsime stivuite una peste alta, care, datorită proprietăților lor chimice, nu se pot separa una de alta și formează astfel o unitate foarte stabilă. Membranele celulare îndeplinesc multe funcții diferite: sunt utilizate pentru comunicare, protecție și ca stație de control pentru celule.

Care sunt diferitele membrane celulare?

Nu numai celula în sine este înconjurată de o membrană, ci și organitele celulare. Organitele celulare sunt zone mici din interiorul celulei, delimitate de membrane, fiecare dintre ele având propria sarcină. Ele diferă prin proteinele lor, care sunt încorporate în membrane și acționează ca transportoare pentru substanțele care urmează să fie transportate peste membrană.

Membrana mitocondrială internă este o formă specială a membranei celulare. Mitocondriile sunt organite care sunt importante pentru ca celula să genereze energie. Au fost absorbiți ulterior în celula umană doar în cursul evoluției. Prin urmare, au două membrane bistrat lipidice. Cel exterior este cel clasic uman, cel interior membrana specifică mitocondriei. Conține cardiolipină, un acid gras care este încorporat în pelicula de grăsime și poate fi găsit doar în membrana interioară și nu în alta.

Corpul uman conține doar celule care sunt înconjurate de o membrană celulară. Cu toate acestea, există și celule, cum ar fi bacteriile, care sunt, de asemenea, înconjurate de un perete celular. Prin urmare, termenii de perete celular și membrană celulară nu pot fi folosiți sinonim. Pereții celulari sunt semnificativ mai groși și stabilizează suplimentar membrana celulară. Pereții celulari nu sunt necesari în corpul uman, deoarece multe celule individuale se pot uni pentru a forma asociații puternice. Bacteriile, pe de altă parte, sunt celule unicelulare, adică constau doar dintr-o singură celulă, care ar fi semnificativ mai slabă fără peretele celular.

Citiți mai multe despre acest subiect la: bacterii

Structura membranei celulare

Membranele celulare separă diferite zone unele de altele. Pentru a face acest lucru, trebuie să îndeplinească multe cerințe diferite: În primul rând, membranele celulare sunt formate dintr-un strat dublu de două pelicule de grăsime, care la rândul lor sunt compuse din acizi grași individuali. Acizii grași constau dintr-un hidrosolubil, hidrofil Cap și dintr-un insolubil în apă, hidrofob Coadă. Capetele se atașează între ele într-un singur plan, astfel încât masa cozilor să fie îndreptate într-o singură direcție. Pe de altă parte, o altă serie de acizi grași se acumulează în același model. Acest lucru creează dublu strat, care este delimitat la exterior de capete și în acest fel unul în interior hidrofob Zona, adică o zonă în care nu poate pătrunde apă, creează.

În funcție de moleculele care alcătuiesc capul unui acid gras, acestea au nume diferite și proprietăți diferite, dar acestea joacă doar un rol subordonat. Acizii grași pot fi nesaturați sau saturați, în funcție de coadă și de structura sa chimică. Acizii grași nesaturați sunt semnificativ mai rigizi și determină o scădere a fluidității membranei, în timp ce acizii grași saturați cresc fluiditatea. Fluiditatea este o măsură a mobilității și deformabilității stratului lipidic. În funcție de sarcina și starea celulei, sunt necesare diferite grade de mobilitate și rigiditate, care pot fi realizate prin încorporarea suplimentară a unuia sau a celuilalt tip de acid gras.

În plus, colesterolul poate fi încorporat în membrană, care scade masiv fluiditatea și astfel stabilizează membrana. Datorită acestei structuri, doar substanțele foarte mici, insolubile în apă, pot depăși cu ușurință membrana.

Cu toate acestea, deoarece substanțele semnificativ mai mari și insolubile în apă trebuie să traverseze membrana pentru a fi transportate în sau în afara celulei, sunt necesare proteine ​​și canale de transport. Acestea sunt depozitate în membrana dintre acizii grași. Deoarece aceste canale sunt acceptabile pentru unele molecule și nu pentru altele, se vorbește despre una Semi-permeabilitate membrana celulară, adică o permeabilitate parțială.

Ultimul bloc de construcție al membranelor celulare sunt receptori. Receptorii sunt, de asemenea, proteine ​​mari, care sunt produse în cea mai mare parte în celula în sine și apoi încorporate în membrană. Puteți fie să le extindeți complet, fie să fiți sprijinit doar în exterior. Datorită structurii lor chimice, transportorii, canalele și receptorii rămân ferm în și pe membrană și nu pot fi ușor detașați de ea. Cu toate acestea, ele pot fi mutate lateral în diferite locații din membrană, în funcție de locul în care sunt necesare.

În cele din urmă, pot exista în continuare lanțuri de zahăr pe exteriorul membranelor celulare, în terminologia tehnică Glicocalix numit. De exemplu, ele stau la baza sistemului de grupe sanguine. Deoarece membrana celulară este formată din atât de multe elemente de construcție diferite, care pot varia și locația lor exactă, este cunoscută și sub numele de model mozaic lichid.

Citiți mai multe despre acest subiect la: Grupurile de sânge

Grosimea membranei celulare

Membranele celulare au o grosime de aproximativ 7 nm, adică extrem de subțire, dar totuși robuste și insurmontabile pentru majoritatea substanțelor. Zonele capului au o grosime de aproximativ 2 nm, în timpul hidrofob Zona cozii măsoară 3 nm lățime. Această valoare variază cu greu între diferitele tipuri de celule din corpul uman.

Care sunt componentele membranei celulare?

Practic, membrana celulară este alcătuită dintr-un strat dublu fosfolipidic. Fosfolipidele sunt blocuri care constau dintr-un cap iubitor de apă, adică hidrofil, și o coadă, care este format din doi acizi grași. Partea care este alcătuită din acizi grași este hidrofobă, ceea ce înseamnă că respinge apa.
În stratul dublu de fosfolipide, componentele hidrofobe se îndreaptă unul către celălalt. Părțile hidrofile indică exteriorul și interiorul celulei. Această structură a membranei permite ca două medii apoase să fie separate una de alta.

Membrana celulară conține și sfingolipide și colesterol. Aceste substanțe reglează structura și fluiditatea membranei celulare. Fluiditatea este o măsură a cât de bine se pot deplasa proteinele în membrana celulară. Cu cât fluiditatea unei membrane celulare este mai mare, cu atât proteinele se deplasează mai ușor în ea.

În plus, există multe proteine ​​diferite în membrana celulară. Aceste proteine ​​sunt utilizate pentru transportul substanțelor prin membrană sau pentru interacțiunea cu mediul. Această interacțiune poate fi realizată printr-o legătură directă între celulele vecine sau prin substanțe mesager care se leagă de proteinele membranei.

Următorul subiect ar putea fi, de asemenea, de interes pentru dvs.: Plasma celulară în corpul uman

Fosfolipide în membrana celulară

Fosfolipidele sunt componenta principală a membranei celulare. Fosfolipidele sunt amfifile. Aceasta înseamnă că acestea constau dintr-o parte hidrofilă și una hidrofobă. Această proprietate a fosfolipidelor permite separarea interiorului celulei de mediu.

Există diferite forme de fosfolipide. Coloana vertebrală hidrofilă a fosfolipidelor constă fie din glicerină, fie din sfingozină. Ambele forme au în comun faptul că două lanțuri de hidrocarburi hidrofobe sunt atașate la structura de bază.

Colesterolul din membrana celulară

Colesterolul este conținut în membrana celulară pentru a regla fluiditatea. O fluiditate constantă este foarte importantă pentru a menține procesele de transport ale membranei celulare. La temperaturi ridicate, membrana celulară tinde să devină prea fluidă. Legăturile dintre fosfolipide, care sunt deja slabe în condiții normale, sunt și mai slabe la temperaturi ridicate. Datorită structurii sale rigide, colesterolul ajută la menținerea unei anumite rezistențe.

Arată diferit la temperaturi scăzute. Aici membrana poate deveni prea strânsă. Fosfolipidele, care au acizi grași saturați ca component hidrofob, devin deosebit de solide. Aceasta înseamnă că fosfolipidele pot fi depozitate foarte aproape una de alta. În acest caz, colesterolul stocat în membrana celulară determină o fluiditate crescută, deoarece colesterolul conține o structură rigidă a inelului și acționează astfel ca un distanțier.

Puteți găsi informații detaliate despre subiectul „colesterolului” la adresa:

• LDL - „lipoproteină cu densitate mică”
• HDL - „lipoproteină de înaltă densitate”
• Colesterol Esteraza - Pentru asta este important

Funcțiile membranei celulare

După cum sugerează structura complexă a membranelor celulare, acestea trebuie să îndeplinească multe funcții diferite care pot varia foarte mult în funcție de tipul și locația celulei. Pe de o parte, membranele reprezintă, în general, o barieră, o funcție care nu trebuie subestimată. Nenumărate reacții au loc în paralel în corpul nostru în orice moment al timpului. Dacă toate ar avea loc în aceeași cameră, s-ar influența puternic și chiar s-ar anula reciproc. Un metabolism reglementat nu ar fi posibil și oamenii așa cum există și funcționează în ansamblu ar fi de neconceput.

În același timp, ele servesc ca mediu de transport pentru o mare varietate de substanțe care sunt transportate peste membrană prin intermediul transportoarelor. Pentru a putea lucra împreună ca organ, celulele individuale trebuie să fie în contact prin membranele lor. Acest lucru se realizează prin intermediul diferitelor proteine ​​și receptori de conectare. Celulele pot utiliza receptorii pentru a se identifica, pentru a comunica între ei și pentru a face schimb de informații. Glicocalixul, de exemplu, servește ca una dintre numeroasele trăsături distinctive dintre celulele proprii și străine ale corpului. Receptorii sunt proteine ​​care preiau semnale din afara celulei și le transmit nucleului celular și, astfel, „creierul” celulei. În funcție de proprietățile chimice ale particulei chimice care a andocat pe receptor, aceasta este localizată fie în exteriorul celulei, în celulă sau în membrana celulară.

Dar și celulele pot transmite informații. Cele mai faimoase dintre corpurile noastre sunt celulele nervoase. Pentru ca aceștia să își îndeplinească funcția, membranele lor trebuie să fie capabile să conducă semnale electrice. Semnalele electrice apar din cauza încărcărilor diferite în interiorul și în afara celulelor. Această diferență de sarcină, cunoscută și sub numele de gradient, trebuie menținută. În acest context, se vorbește despre un potențial membranar. Membranele celulare separă diferitele zone încărcate una de alta, dar conțin în același timp canale care permit o scurtă inversare a raporturilor de încărcare, astfel încât curentul real și, astfel, informațiile care urmează să fie transmise să poată curge. Acest fenomen este numit și potențial de acțiune.

Citiți mai multe despre acest subiect la: Celula nervoasa

Procese de transport în membrana celulară

Membrana celulară ca atare este impermeabilă la molecule și ioni mai mari. Pentru ca schimbul dintre interiorul celulei și mediul să aibă loc, există proteine ​​în membrana celulară care transportă diverse molecule în și din celulă.

Cu aceste proteine, se face distincția între canalele prin care o substanță trece pasiv în sau în afara celulei de-a lungul diferenței de concentrație. Alte proteine ​​trebuie să genereze energie pentru a transporta activ substanțele prin membrana celulară.

O altă formă importantă de transport sunt veziculele. Veziculele sunt bule mici care sunt ciupite din membrana celulară. Substanțele produse în celulă pot fi eliberate în mediu prin intermediul acestor vezicule. În plus, substanțele din mediul celulei pot fi, de asemenea, eliminate în acest fel.

Diferențe față de membrana celulară a bacteriilor - penicilina

Membrana celulară a bacterii diferă cu greu de cel al corpului uman. Marea diferență între celule constă în peretele celular suplimentar al bacteriei. Peretele celular se atașează la exteriorul membranei celulare și în acest fel stabilizează și protejează bacteria, care fără ea ar fi vulnerabilă. ea este plecată Murein, o particulă specială de zahăr, în care pot fi încorporate alte proteine, cum ar fi Locomoție și reproducere servi. penicilină poate perturba sinteza peretelui celular și astfel funcționează bactericid, adică ucide bacteria. Acest lucru permite o acțiune țintită împotriva bacteriilor cauzatoare de boli, fără a distruge în același timp propriile celule ale corpului.