Breve descrizione:

Sazonov VF 1_1 La struttura della membrana cellulare [risorsa elettronica] // Kinesiologo, 2009-2018: [sito web]. Data di aggiornamento: 06.02.2018..__.201_). _Descrizione della struttura e del funzionamento della membrana cellulare (sinonimi: plasmalemma, plasmolemma, biomembrana, membrana cellulare, membrana cellulare esterna, membrana cellulare, membrana citoplasmatica). Questa informazione iniziale è necessaria sia per la citologia che per la comprensione dei processi attività nervosa: eccitazione nervosa, inibizione, lavoro delle sinapsi e dei recettori sensoriali.

membrana cellulare (plasma un lemma o plasma di lemma)

Definizione del concetto

La membrana cellulare (sinonimi: plasmalemma, plasmolemma, membrana citoplasmatica, biomembrana) è una membrana a tripla lipoproteina (cioè "proteina grassa") che separa la cellula dall'ambiente e svolge uno scambio controllato e una comunicazione tra la cellula e il suo ambiente.

La cosa principale in questa definizione non è che la membrana separi la cellula dall'ambiente, ma solo che esso si collega cellula con l'ambiente. La membrana è attivo struttura della cellula, è costantemente in funzione.

Una membrana biologica è un film bimolecolare ultrasottile di fosfolipidi incrostato di proteine ​​e polisaccaridi. Questa struttura cellulare è alla base delle proprietà barriera, meccaniche e di matrice di un organismo vivente (Antonov VF, 1996).

Rappresentazione figurativa della membrana

Per me, la membrana cellulare appare come una recinzione a traliccio con molte porte, che circonda un determinato territorio. Qualsiasi piccola creatura vivente può muoversi liberamente avanti e indietro attraverso questo recinto. Ma i visitatori più grandi possono entrare solo attraverso le porte, e anche allora non tutti. Diversi visitatori hanno le chiavi solo delle proprie porte e non possono passare attraverso le porte di altre persone. Quindi, attraverso questa recinzione ci sono continui flussi di visitatori avanti e indietro, perché la funzione principale della membrana-recinzione è duplice: separare il territorio dallo spazio circostante e allo stesso tempo collegarlo con lo spazio circostante. Per questo, ci sono molti buchi e porte nella recinzione - !

Proprietà della membrana

1. Permeabilità.

2. Semipermeabilità (permeabilità parziale).

3. Permeabilità selettiva (sinonimo: selettiva).

4. Permeabilità attiva (sinonimo: trasporto attivo).

5. Permeabilità controllata.

Come puoi vedere, la proprietà principale della membrana è la sua permeabilità rispetto a varie sostanze.

6. Fagocitosi e pinocitosi.

7. Esocitosi.

8. La presenza di potenziali elettrici e chimici, più precisamente la differenza di potenziale tra il lato interno ed esterno della membrana. In senso figurato, si può dire così "la membrana trasforma la cella in una "batteria elettrica" ​​controllando i flussi di ioni". Particolari: .

9. Variazioni del potenziale elettrico e chimico.

10. Irritabilità. Speciali recettori molecolari situati sulla membrana possono connettersi con sostanze segnale (di controllo), a seguito delle quali lo stato della membrana e l'intera cellula possono cambiare. I recettori molecolari attivano il bio reazioni chimiche in risposta alla combinazione di ligandi (sostanze di controllo) con essi. È importante notare che la sostanza di segnalazione agisce sul recettore dall'esterno, mentre i cambiamenti continuano all'interno della cellula. Si scopre che la membrana ha trasmesso informazioni dall'ambiente all'ambiente interno della cellula.

11. Attività enzimatica catalitica. Gli enzimi possono essere incorporati nella membrana o associati alla sua superficie (sia all'interno che all'esterno della cellula) e lì svolgono la loro attività enzimatica.

12. Modifica della forma della superficie e della sua area. Ciò consente alla membrana di formare escrescenze verso l'esterno o, al contrario, invaginazioni nella cellula.

13. La capacità di formare contatti con altre membrane cellulari.

14. Adesione: la capacità di aderire a superfici solide.

Breve elenco delle proprietà della membrana

• Permeabilità.
• Endocitosi, esocitosi, transcitosi.
• Potenziali.
• Irritabilità.
• attività enzimatica.
• Contatti.
• Adesione.

Funzioni di membrana

1. Isolamento incompleto del contenuto interno dall'ambiente esterno.

2. La cosa principale nel lavoro della membrana cellulare è scambio vari sostanze tra la cellula e l'ambiente extracellulare. Ciò è dovuto a tale proprietà della membrana come permeabilità. Inoltre, la membrana regola questo scambio regolando la sua permeabilità.

3. Un'altra importante funzione della membrana è creando una differenza di potenziale chimico ed elettrico tra il suo lato interno ed esterno. A causa di ciò, all'interno della cellula ha un potenziale elettrico negativo -.

4. Anche attraverso la membrana viene eseguita scambio di informazioni tra la cellula e il suo ambiente. Speciali recettori molecolari situati sulla membrana possono legarsi a sostanze di controllo (ormoni, mediatori, modulatori) e innescare reazioni biochimiche nella cellula, portando a vari cambiamenti nella cellula o nelle sue strutture.

Video:La struttura della membrana cellulare

Videolezione:Dettagli sulla struttura della membrana e trasporto

Struttura della membrana

La membrana cellulare ha un universale tre strati struttura. Il suo strato di grasso mediano è continuo e gli strati proteici superiore e inferiore lo ricoprono sotto forma di un mosaico di singole aree proteiche. Lo strato di grasso è la base che assicura l'isolamento della cellula dall'ambiente, isolandola dall'ambiente. Di per sé, trasmette molto poco le sostanze idrosolubili, ma supera facilmente quelle liposolubili. Pertanto, la permeabilità della membrana per le sostanze idrosolubili (ad esempio gli ioni) deve essere dotata di speciali strutture proteiche - e.

Di seguito sono riportate microfotografie di membrane cellulari reali di cellule in contatto, ottenute utilizzando un microscopio elettronico, nonché un disegno schematico che mostra la membrana a tre strati e la natura a mosaico dei suoi strati proteici. Per ingrandire un'immagine, fare clic su di essa.

Immagine separata dello strato lipidico interno (grasso) della membrana cellulare, permeato di proteine ​​integrate integrali. Gli strati proteici superiore e inferiore vengono rimossi in modo da non interferire con la considerazione del doppio strato lipidico

Figura sopra: una rappresentazione schematica incompleta della membrana cellulare (parete cellulare) da Wikipedia.

Si noti che gli strati proteici esterno ed interno sono stati rimossi dalla membrana qui in modo da poter vedere meglio il doppio strato lipidico grasso centrale. In una vera membrana cellulare, grandi "isole" proteiche galleggiano sopra e sotto lungo il film grasso (piccole palline nella figura) e la membrana risulta essere più spessa, a tre strati: proteine-grasso-proteine . Quindi è in realtà come un sandwich di due "fette di pane" proteiche con uno spesso strato di "burro" nel mezzo, ad es. ha una struttura a tre strati, non a due strati.

In questa figura, piccole palline blu e bianche corrispondono alle "teste" idrofile (bagnabili) dei lipidi e le "corde" ad esse collegate corrispondono alle "code" idrofobe (non bagnabili). Delle proteine, vengono mostrate solo proteine ​​integrali di membrana end-to-end (globuli rossi ed eliche gialle). I punti ovali gialli all'interno della membrana sono molecole di colesterolo Le catene di perline giallo-verdi all'esterno della membrana sono catene di oligosaccaridi che formano il glicocalice. Il glicocalice è come una "peluria" di carboidrati ("zucchero") sulla membrana, formata da lunghe molecole di carboidrati e proteine ​​che sporgono da esso.

Living è un piccolo "sacchetto di grasso proteico" riempito di contenuto semiliquido gelatinoso, che viene penetrato da pellicole e tubi.

Le pareti di questa sacca sono formate da un doppio film grasso (lipidico), ricoperto all'interno e all'esterno di proteine: la membrana cellulare. Pertanto, si dice che la membrana abbia struttura a tre strati : proteine-grassi-proteine. All'interno della cellula ci sono anche molte membrane grasse simili che dividono il suo spazio interno in compartimenti. Gli organelli cellulari sono circondati dalle stesse membrane: nucleo, mitocondri, cloroplasti. Quindi la membrana è una struttura molecolare universale inerente a tutte le cellule ea tutti gli organismi viventi.

A sinistra - non più un modello reale, ma artificiale di un pezzo di membrana biologica: questa è un'istantanea istantanea di un doppio strato fosfolipidico adiposo (cioè un doppio strato) nel processo di modellazione della sua dinamica molecolare. Viene mostrata la cella di calcolo del modello - 96 molecole PQ ( f Osfatidil X oline) e 2304 molecole d'acqua, per un totale di 20544 atomi.

Sulla destra c'è un modello visivo di una singola molecola dello stesso lipide, da cui è assemblato il doppio strato lipidico della membrana. Ha una testa idrofila (amante dell'acqua) nella parte superiore e due code idrofobiche (che teme l'acqua) nella parte inferiore. Questo lipide ha un nome semplice: 1-steroil-2-docosaesaenoil-Sn-glicero-3-fosfatidilcolina (18:0/22:6(n-3)cis PC), ma non è necessario memorizzarlo a meno che tu non pianifica di far svenire il tuo insegnante con la profondità delle tue conoscenze.

Puoi dare una definizione scientifica più precisa di una cella:

è un sistema eterogeneo ordinato e strutturato di biopolimeri limitato da una membrana attiva, che partecipa a un unico insieme di processi metabolici, energetici e informativi, e mantiene e riproduce l'intero sistema nel suo insieme.

All'interno della cellula è penetrato anche da membrane, e tra le membrane non c'è acqua, ma un gel/sol viscoso di densità variabile. Pertanto, le molecole interagenti nella cellula non galleggiano liberamente, come in una provetta con una soluzione acquosa, ma si trovano principalmente (immobilizzate) sulle strutture polimeriche del citoscheletro o delle membrane intracellulari. E quindi le reazioni chimiche avvengono all'interno della cellula quasi come in un corpo solido, e non in un liquido. Anche la membrana esterna che circonda la cellula è ricoperta da enzimi e recettori molecolari, che la rendono una parte molto attiva della cellula.

La membrana cellulare (plasmalemma, plasmolemma) è un guscio attivo che separa la cellula dall'ambiente e la collega con l'ambiente. © Sazonov VF, 2016.

Da questa definizione di membrana ne consegue che essa non limita semplicemente la cellula, ma lavorando attivamente collegandolo al suo ambiente.

Il grasso che costituisce le membrane è speciale, quindi le sue molecole sono solitamente chiamate non solo grasso, ma lipidi, fosfolipidi, sfingolipidi. Il film della membrana è doppio, cioè è costituito da due film incollati insieme. Pertanto, i libri di testo scrivono che la base della membrana cellulare è costituita da due strati lipidici (o " doppio strato", cioè doppio strato). Per ogni singolo strato lipidico, un lato può essere bagnato dall'acqua e l'altro no. Quindi, questi film si attaccano l'uno all'altro proprio per i loro lati non bagnanti.

membrana batterica

Il guscio di una cellula procariotica di batteri gram-negativi è costituito da diversi strati, mostrati nella figura seguente.
Strati del guscio dei batteri gram-negativi:
1. La membrana citoplasmatica interna a tre strati, che è in contatto con il citoplasma.
2. Parete cellulare, costituita da murina.
3. La membrana citoplasmatica esterna a tre strati, che ha lo stesso sistema di lipidi con complessi proteici della membrana interna.
La comunicazione delle cellule batteriche gram-negative con il mondo esterno attraverso una struttura a tre fasi così complessa non dà loro un vantaggio nella sopravvivenza in condizioni difficili rispetto ai batteri gram-positivi, che hanno un guscio meno potente. Non tollerano altrettanto bene le alte temperature. iperacidità e perdite di carico.

Videolezione:Membrana plasmatica. E.V. Cheval, dottorato di ricerca

Videolezione:La membrana come confine cellulare. A. Ilyaskin

Importanza dei canali ionici di membrana

È facile capire che solo le sostanze liposolubili possono entrare nella cellula attraverso il film grasso della membrana. Questi sono grassi, alcoli, gas. Ad esempio, negli eritrociti, l'ossigeno e l'anidride carbonica passano facilmente dentro e fuori direttamente attraverso la membrana. Ma l'acqua e le sostanze idrosolubili (ad esempio gli ioni) semplicemente non possono passare attraverso la membrana in nessuna cellula. Ciò significa che hanno bisogno di fori speciali. Ma se fai solo un buco nel film grasso, si restringerà immediatamente. Cosa fare? In natura è stata trovata una soluzione: è necessario realizzare speciali strutture di trasporto delle proteine ​​e allungarle attraverso la membrana. È così che si ottengono i canali per il passaggio delle sostanze lipoinsolubili: i canali ionici della membrana cellulare.

Quindi, per conferire alla sua membrana ulteriori proprietà di permeabilità alle molecole polari (ioni e acqua), la cellula sintetizza proteine ​​speciali nel citoplasma, che vengono poi integrate nella membrana. Sono di due tipi: proteine ​​trasportatrici (ad esempio, ATPasi di trasporto) e proteine ​​che formano canali (formatori di canali). Queste proteine ​​sono incorporate nel doppio strato grasso della membrana e formano strutture di trasporto sotto forma di trasportatori o sotto forma di canali ionici. Diverse sostanze idrosolubili possono ora passare attraverso queste strutture di trasporto, che altrimenti non possono passare attraverso il film della membrana grassa.

In generale vengono anche chiamate proteine ​​incorporate nella membrana integrante, proprio perché sono, per così dire, inclusi nella composizione della membrana e la penetrano in tutto e per tutto. Altre proteine, non integre, formano, per così dire, isole che "galleggiano" sulla superficie della membrana: o lungo la sua superficie esterna o lungo quella interna. Dopotutto, tutti sanno che il grasso è un buon lubrificante ed è facile scivolarci sopra!

conclusioni

1. In generale, la membrana è a tre strati:

1) lo strato esterno di "isole" proteiche,

2) "mare" grasso a due strati (doppio strato lipidico), cioè doppio film lipidico

3) lo strato interno di "isole" proteiche.

Ma c'è anche uno strato esterno sciolto: il glicocalice, che è formato da glicoproteine ​​​​che sporgono dalla membrana. Sono recettori molecolari a cui si legano i controlli di segnalazione.

2. Nella membrana sono integrate speciali strutture proteiche, che ne garantiscono la permeabilità agli ioni o ad altre sostanze. Non bisogna dimenticare che in alcuni punti il ​​mare di grasso è permeato di proteine ​​integrali. Ed è proteine ​​integrali che formano speciali strutture di trasporto membrana cellulare (vedere sezione 1_2 Meccanismi di trasporto della membrana). Attraverso di loro, le sostanze entrano nella cellula e vengono anche rimosse dalla cellula all'esterno.

3. Le proteine ​​enzimatiche possono trovarsi su qualsiasi lato della membrana (esterno ed interno), nonché all'interno della membrana, il che influisce sia sullo stato della membrana stessa che sulla vita dell'intera cellula.

Quindi la membrana cellulare è una struttura variabile attiva che lavora attivamente nell'interesse dell'intera cellula e la collega con il mondo esterno, e non è solo un "guscio protettivo". Questa è la cosa più importante da sapere sulla membrana cellulare.

In medicina, le proteine ​​di membrana sono spesso usate come “bersagli”. medicinali. Recettori, canali ionici, enzimi, sistemi di trasporto agiscono come tali bersagli. Recentemente, oltre alla membrana, l'obiettivo per sostanze medicinali diventano anche geni nascosti nel nucleo cellulare.

Video:Introduzione alla biofisica della membrana cellulare: struttura della membrana 1 (Vladimirov Yu.A.)

Video:Storia, struttura e funzioni della membrana cellulare: Struttura delle membrane 2 (Vladimirov Yu.A.)

© 2010-2018 Sazonov V.F., © 2010-2016 kineziolog.bodhy.

membrana cellulare

Immagine di una membrana cellulare. Piccole palline blu e bianche corrispondono alle "teste" idrofile dei lipidi e le linee ad esse attaccate corrispondono alle "code" idrofobiche. La figura mostra solo proteine ​​integrali di membrana (globuli rossi ed eliche gialle). Puntini gialli ovali all'interno della membrana - molecole di colesterolo Catene di sfere giallo-verdi all'esterno della membrana - catene di oligosaccaridi che formano il glicocalice

La membrana biologica comprende anche varie proteine: integrale (che penetra attraverso la membrana), semiintegrale (immersa a un'estremità nello strato lipidico esterno o interno), superficiale (situata sul lato esterno o adiacente ai lati interni della membrana). Alcune proteine ​​sono i punti di contatto della membrana cellulare con il citoscheletro all'interno della cellula e la parete cellulare (se presente) all'esterno. Alcune delle proteine ​​integrali funzionano come canali ionici, vari trasportatori e recettori.

Funzioni delle biomembrane

• barriera - fornisce un metabolismo regolato, selettivo, passivo e attivo con l'ambiente. Ad esempio, la membrana del perossisoma protegge il citoplasma dai perossidi pericolosi per la cellula. Permeabilità selettiva significa che la permeabilità di una membrana a vari atomi o molecole dipende dalle loro dimensioni, carica elettrica e proprietà chimiche. La permeabilità selettiva assicura la separazione della cellula e dei compartimenti cellulari dall'ambiente e fornisce loro le sostanze necessarie.

• trasporto - attraverso la membrana c'è un trasporto di sostanze nella cellula e fuori dalla cellula. Il trasporto attraverso le membrane prevede: la veicolazione dei nutrienti, la rimozione dei prodotti finali del metabolismo, la secrezione di varie sostanze, la creazione di gradienti ionici, il mantenimento dell'adeguato pH e concentrazione ionica nella cellula, necessari per il funzionamento di enzimi cellulari.

Particelle che per qualche ragione non sono in grado di attraversare il doppio strato fosfolipidico (ad esempio per proprietà idrofile, poiché la membrana è idrofobica all'interno e non consente il passaggio di sostanze idrofile, o per le loro grandi dimensioni), ma necessarie per la cellula, può penetrare nella membrana attraverso speciali proteine ​​di trasporto (trasportatori) e proteine ​​canale o per endocitosi.

Nel trasporto passivo, le sostanze attraversano il doppio strato lipidico senza dispendio energetico, per diffusione. Una variante di questo meccanismo è la diffusione facilitata, in cui una specifica molecola aiuta una sostanza a passare attraverso la membrana. Questa molecola può avere un canale che consente il passaggio di un solo tipo di sostanza.

Il trasporto attivo richiede energia, poiché avviene contro un gradiente di concentrazione. Sulla membrana sono presenti speciali proteine ​​di pompaggio, inclusa l'ATPasi, che pompa attivamente ioni potassio (K +) nella cellula e pompa ioni sodio (Na +) fuori da essa.

• matrice: fornisce una certa posizione relativa e orientamento delle proteine ​​​​di membrana, la loro interazione ottimale;

• meccanico: garantisce l'autonomia della cellula, le sue strutture intracellulari e la connessione con altre cellule (nei tessuti). Le pareti cellulari svolgono un ruolo importante nel fornire la funzione meccanica e negli animali - sostanza intercellulare.

• energia - durante la fotosintesi nei cloroplasti e la respirazione cellulare nei mitocondri, i sistemi di trasferimento di energia operano nelle loro membrane, a cui partecipano anche le proteine;

• recettore - alcune proteine ​​che si trovano nella membrana sono recettori (molecole con cui la cellula percepisce determinati segnali).

Ad esempio, gli ormoni che circolano nel sangue agiscono solo sulle cellule bersaglio che hanno recettori corrispondenti a quegli ormoni. I neurotrasmettitori (sostanze chimiche che conducono gli impulsi nervosi) si legano anche a specifiche proteine ​​recettoriali sulle cellule bersaglio.

• enzimatico - le proteine ​​di membrana sono spesso enzimi. Ad esempio, le membrane plasmatiche delle cellule epiteliali intestinali contengono enzimi digestivi.

• implementazione della generazione e conduzione di biopotenziali.

Con l'aiuto della membrana, nella cellula viene mantenuta una concentrazione costante di ioni: la concentrazione dello ione K + all'interno della cellula è molto più alta che all'esterno e la concentrazione di Na + è molto più bassa, il che è molto importante, poiché questo mantiene la differenza di potenziale attraverso la membrana e genera un impulso nervoso.

• marcatura cellulare - ci sono antigeni sulla membrana che fungono da marcatori - "etichette" che consentono di identificare la cellula. Si tratta di glicoproteine ​​(cioè proteine ​​con catene laterali di oligosaccaridi ramificate ad esse attaccate) che svolgono il ruolo di "antenne". A causa della miriade di configurazioni della catena laterale, è possibile creare un marcatore specifico per ogni tipo di cellula. Con l'aiuto dei marcatori, le cellule possono riconoscere altre cellule e agire di concerto con esse, ad esempio durante la formazione di organi e tessuti. Consente inoltre al sistema immunitario di riconoscere gli antigeni estranei.

Struttura e composizione delle biomembrane

Le membrane sono composte da tre classi di lipidi: fosfolipidi, glicolipidi e colesterolo. Fosfolipidi e glicolipidi (lipidi con annessi carboidrati) sono costituiti da due lunghe "code" idrofobe di idrocarburi associate a una "testa" idrofila carica. Il colesterolo irrigidisce la membrana occupando lo spazio libero tra le code lipidiche idrofobiche e impedendo loro di piegarsi. Pertanto, le membrane a basso contenuto di colesterolo sono più flessibili, mentre quelle ad alto contenuto di colesterolo sono più rigide e fragili. Il colesterolo funge anche da "tappo" che impedisce il movimento delle molecole polari da e verso la cellula. Una parte importante della membrana è costituita da proteine ​​che la penetrano e responsabili di varie proprietà delle membrane. La loro composizione e orientamento nelle diverse membrane differiscono.

Le membrane cellulari sono spesso asimmetriche, cioè gli strati differiscono per la composizione lipidica, il passaggio di una singola molecola da uno strato all'altro (il cosiddetto ciabatte infradito) è difficile.

Organelli di membrana

Queste sono sezioni chiuse singole o interconnesse del citoplasma, separate dall'ialoplasma da membrane. Gli organelli a membrana singola includono il reticolo endoplasmatico, l'apparato di Golgi, i lisosomi, i vacuoli, i perossisomi; a due membrane: nucleo, mitocondri, plastidi. All'esterno, la cellula è limitata dalla cosiddetta membrana plasmatica. La struttura delle membrane di vari organelli differisce nella composizione dei lipidi e delle proteine ​​​​di membrana.

Permeabilità selettiva

Le membrane cellulari hanno una permeabilità selettiva: glucosio, amminoacidi, acidi grassi, glicerolo e ioni si diffondono lentamente attraverso di esse e le membrane stesse regolano attivamente questo processo in una certa misura: alcune sostanze passano, mentre altre no. Esistono quattro meccanismi principali per l'ingresso di sostanze all'interno o all'esterno della cellula: diffusione, osmosi, trasporto attivo ed eso o endocitosi. I primi due processi sono passivi, cioè non richiedono costi energetici; gli ultimi due sono processi attivi associati al consumo di energia.

La permeabilità selettiva della membrana durante il trasporto passivo è dovuta a canali speciali: proteine ​​integrali. Penetrano la membrana in tutto e per tutto, formando una sorta di passaggio. Gli elementi K, Na e Cl hanno i loro canali. Rispetto al gradiente di concentrazione, le molecole di questi elementi si muovono dentro e fuori la cellula. Quando sono irritati, i canali ionici di sodio si aprono e c'è un forte afflusso di ioni sodio nella cellula. Ciò si traduce in uno squilibrio nel potenziale di membrana. Successivamente, il potenziale di membrana viene ripristinato. I canali del potassio sono sempre aperti, attraverso di essi gli ioni di potassio entrano lentamente nella cellula.

Collegamenti

• Bruce Alberts, et al. Biologia Molecolare Della Cellula. - 5a ed. - New York: Garland Science, 2007. - ISBN 0-8153-3218-1 - manuale di biologia molecolare in inglese. linguaggio

• Rubin A.B. Biofisica, libro di testo in 2 voll. . - 3a edizione, rivista e ampliata. - Mosca: Moscow University Press, 2004. - ISBN 5-211-06109-8

• Gennis R. Biomembrane. Struttura e funzioni molecolari: traduzione dall'inglese. = Biomembrane. Struttura e funzione molecolare (di Robert B. Gennis). - 1a edizione. - Mosca: Mir, 1997. - ISBN 5-03-002419-0

• Ivanov VG, Berestovsky TN doppio strato lipidico delle membrane biologiche. - Mosca: Nauka, 1982.

• Antonov VF, Smirnova E.N., Shevchenko E.V. Membrane lipidiche durante le transizioni di fase. - Mosca: Nauka, 1994.

Guarda anche

• Vladimirov Yu. A., Danni ai componenti delle membrane biologiche nei processi patologici

Fondazione Wikimedia. 2010.

• Membrana (portale)
• membrana cellulare

Scopri cos'è "Cell Membrane" in altri dizionari:

Celle: ricevi un buono sconto funzionante presso Akademika per la Galleria dei cosmetici o cellule redditizie da acquistare con spedizione gratuita in vendita presso la Galleria dei cosmetici

Cellule di Mueller- Le cellule di Müller sono cellule gliali della retina dell'occhio dei vertebrati. Queste sono le seconde cellule retiniche più comuni dopo i neuroni. Alcuni autori li considerano astrociti fibrillari specializzati. Descritto per la prima volta dall'anatomista tedesco Heinrich Müller ... Wikipedia

MEMBRANA- MEMBRANA, in biologia, lo strato limite all'interno o attorno a una CELLULA o TESSUTO vivente. Le membrane cellulari includono la membrana plasmatica che circonda la cellula, il sistema di membrane all'interno della cellula (RETE ENDOLASMATICA) e la doppia membrana attorno alla cellula ... ... Dizionario enciclopedico scientifico e tecnico

membrana biologica- Una struttura supramolecolare complessa e altamente organizzata che è alla base dell'organizzazione spaziale e funzionale di qualsiasi cellula, che svolge un ruolo chiave nella sua vita. [RCTU im. DI. Mendeleev, Dipartimento di Tecnologia delle Membrane] Argomenti … Manuale tecnico del traduttore

Membrana- * membrana * membrana è una sottile struttura di confine situata sulla superficie delle cellule e delle particelle intracellulari, nonché dei tubuli e delle vescicole nel contenuto cellulare. Svolge varie funzioni biologiche fornisce permeabilità cellulare ... ... Genetica. dizionario enciclopedico

Membrana esterna- lo strato esterno della parete cellulare (vedi) batteri gram. Le basi del M. n. sono strati di lipopolisaccaridi e lipoproteine ​​che formano una matrice in cui sono racchiuse proteine ​​​​(matrice) specifiche. Molecole di 2 proteine ​​della matrice (porine) in combinazione con ... ... Dizionario di microbiologia

Membrana Bruch- Strati retinici RPE epitelio pigmentato retinico OS segmento esterno dei fotorecettori IS segmento interno dei fotorecettori ONL strato nucleare esterno OP ... Wikipedia

Membrana (biologia)

membrana cellulare- Questo termine ha altri significati, vedi Membrana Un'immagine di una membrana cellulare. Piccole palline blu e bianche corrispondono alle "teste" idrofile dei lipidi e le linee ad esse attaccate corrispondono alle "code" idrofobiche. La figura mostra ... ... Wikipedia

membrana- (Latin membrana skin) 1) una pellicola estensibile, una lamina metallica o una sottile lastra metallica flessibile che percepisce la pressione dell'aria (fluttuazioni) e la converte in movimento meccanico (ad esempio, negli aneroidi, nei microfoni) o ... ... Dizionario di parole straniere della lingua russa

membrana cellulare- (lat. membrana pelle) "pelle" biologica che circonda il protoplasma di una cellula vivente (vedi cellula). Partecipa alla regolazione del metabolismo tra la cellula e il suo ambiente. In alcune cellule, la membrana cellulare è l'unica struttura che serve ... ... Concetti di scienze naturali moderne. Glossario dei termini di base

Libri

• Proteine ​​di membrana, Team creativo dello spettacolo "Breathe Deep". Le proteine ​​di membrana includono proteine ​​che sono incorporate o associate alla membrana cellulare o alla membrana di un organello cellulare. Circa il 25% di tutte le proteine ​​sono proteine ​​di membrana. Cellulare ... Acquista per 49 rubli audiolibro

L'unità strutturale di base di un organismo vivente è una cellula, che è una sezione differenziata del citoplasma circondata da una membrana cellulare. In considerazione del fatto che la cellula svolge molte importanti funzioni, come la riproduzione, l'alimentazione, il movimento, il guscio deve essere plastico e denso.

Storia della scoperta e della ricerca della membrana cellulare

Nel 1925 Grendel e Gorder fecero un esperimento di successo per identificare le "ombre" degli eritrociti, o gusci vuoti. Nonostante diversi errori grossolani commessi, gli scienziati hanno scoperto il doppio strato lipidico. Il loro lavoro è stato continuato da Danielli, Dawson nel 1935, Robertson nel 1960. Come risultato di molti anni di lavoro e dell'accumulo di discussioni nel 1972, Singer e Nicholson hanno creato un modello a mosaico fluido della struttura della membrana. Ulteriori esperimenti e studi hanno confermato il lavoro degli scienziati.

Significato

Cos'è una membrana cellulare? Questa parola iniziò ad essere usata più di cento anni fa, tradotta dal latino significa "film", "pelle". Designate così il confine della cella, che è una barriera naturale tra il contenuto interno e l'ambiente esterno. La struttura della membrana cellulare suggerisce semipermeabilità, grazie alla quale l'umidità e nutrienti e i prodotti di decomposizione possono attraversarlo liberamente. Questo guscio può essere definito il principale componente strutturale dell'organizzazione della cellula.

Considera le principali funzioni della membrana cellulare

1. Separa il contenuto interno della cella e i componenti dell'ambiente esterno.

2. Aiuta a mantenere una composizione chimica costante della cellula.

3. Regola il corretto metabolismo.

4. Fornisce l'interconnessione tra le celle.

5. Riconosce i segnali.

6. Funzione di protezione.

"Guscio al plasma"

La membrana cellulare esterna, chiamata anche membrana plasmatica, è una pellicola ultramicroscopica spessa da cinque a sette nanometri. È costituito principalmente da composti proteici, fosfolidi, acqua. Il film è elastico, assorbe facilmente l'acqua e ripristina rapidamente la sua integrità dopo il danneggiamento.

Differisce in una struttura universale. Questa membrana occupa una posizione limite, partecipa al processo di permeabilità selettiva, escrezione dei prodotti di decadimento, li sintetizza. Il rapporto con i "vicini" e l'affidabile protezione del contenuto interno dai danni ne fanno una componente importante in una materia come la struttura della cellula. La membrana cellulare degli organismi animali a volte risulta essere ricoperta dallo strato più sottile: il glicocalice, che comprende proteine ​​e polisaccaridi. Le cellule vegetali all'esterno della membrana sono protette da una parete cellulare che funge da supporto e ne mantiene la forma. Il componente principale della sua composizione è la fibra (cellulosa), un polisaccaride insolubile in acqua.

Pertanto, la membrana cellulare esterna svolge la funzione di riparazione, protezione e interazione con altre cellule.

La struttura della membrana cellulare

Lo spessore di questo guscio mobile varia da sei a dieci nanometri. La membrana cellulare di una cellula ha una composizione speciale, la cui base è il doppio strato lipidico. Le code idrofobe, che sono inerti all'acqua, si trovano all'interno, mentre le teste idrofile, che interagiscono con l'acqua, sono rivolte verso l'esterno. Ogni lipide è un fosfolipide, che è il risultato dell'interazione di sostanze come il glicerolo e la sfingosina. Lo scaffold lipidico è strettamente circondato da proteine, che si trovano in uno strato non continuo. Alcuni di loro sono immersi nello strato lipidico, il resto lo attraversa. Di conseguenza, si formano aree permeabili all'acqua. Le funzioni svolte da queste proteine ​​sono diverse. Alcuni di essi sono enzimi, il resto sono proteine ​​di trasporto che trasportano varie sostanze dall'ambiente esterno al citoplasma e viceversa.

La membrana cellulare è permeata e strettamente connessa con proteine ​​integrali, mentre la connessione con quelle periferiche è meno forte. Queste proteine ​​svolgono un'importante funzione, che è quella di mantenere la struttura della membrana, ricevere e convertire segnali dall'ambiente, trasportare sostanze e catalizzare le reazioni che si verificano sulle membrane.

Composto

La base della membrana cellulare è uno strato bimolecolare. Grazie alla sua continuità, la cellula ha proprietà barriera e meccaniche. In diverse fasi della vita, questo doppio strato può essere interrotto. Di conseguenza, si formano difetti strutturali attraverso i pori idrofili. In questo caso, tutte le funzioni di un componente come una membrana cellulare possono cambiare. In questo caso, il nucleo può soffrire di influenze esterne.

Proprietà

La membrana cellulare di una cellula ha caratteristiche interessanti. A causa della sua fluidità, questo guscio non è una struttura rigida e la maggior parte delle proteine ​​e dei lipidi che compongono la sua composizione si muovono liberamente sul piano della membrana.

In generale, la membrana cellulare è asimmetrica, quindi la composizione degli strati proteici e lipidici è diversa. Le membrane plasmatiche nelle cellule animali hanno uno strato di glicoproteina sul lato esterno, che svolge funzioni di recettore e segnale e svolge anche un ruolo importante nel processo di combinazione delle cellule nei tessuti. La membrana cellulare è polare, cioè la carica all'esterno è positiva e all'interno è negativa. Oltre a tutto quanto sopra, la membrana cellulare ha una visione selettiva.

Ciò significa che oltre all'acqua, nella cellula è consentito solo un certo gruppo di molecole e ioni di sostanze disciolte. La concentrazione di una sostanza come il sodio nella maggior parte delle cellule è molto più bassa che nell'ambiente esterno. Per gli ioni potassio è caratteristico un rapporto diverso: il loro numero nella cellula è molto più alto che nell'ambiente. A questo proposito, gli ioni sodio tendono a penetrare nella membrana cellulare e gli ioni potassio tendono a essere rilasciati all'esterno. In queste circostanze, la membrana attiva uno speciale sistema che svolge un ruolo di "pompaggio", livellando la concentrazione di sostanze: gli ioni sodio vengono pompati sulla superficie cellulare e gli ioni potassio vengono pompati verso l'interno. Questa caratteristica è inclusa nelle funzioni più importanti della membrana cellulare.

Questa tendenza degli ioni sodio e potassio a spostarsi verso l'interno dalla superficie gioca un ruolo importante nel trasporto di zucchero e amminoacidi nella cellula. Nel processo di rimozione attiva degli ioni di sodio dalla cellula, la membrana crea le condizioni per nuovi afflussi di glucosio e aminoacidi all'interno. Al contrario, nel processo di trasferimento di ioni potassio nella cellula, il numero di "trasportatori" di prodotti di decadimento dall'interno della cellula all'ambiente esterno viene reintegrato.

Come viene nutrita la cellula attraverso la membrana cellulare?

Molte cellule assorbono sostanze attraverso processi come la fagocitosi e la pinocitosi. Nella prima variante, una piccola rientranza è creata da una membrana esterna flessibile, in cui si trova la particella catturata. Quindi il diametro della rientranza diventa più grande fino a quando la particella circondata non entra nel citoplasma cellulare. Attraverso la fagocitosi, vengono alimentati alcuni protozoi, come l'ameba, nonché i globuli - leucociti e fagociti. Allo stesso modo, le cellule assorbono il fluido che contiene i nutrienti necessari. Questo fenomeno è chiamato pinocitosi.

La membrana esterna è strettamente collegata al reticolo endoplasmatico della cellula.

In molti tipi di componenti tissutali di base, sporgenze, pieghe e microvilli si trovano sulla superficie della membrana. Le cellule vegetali all'esterno di questo guscio sono ricoperte da un altro, spesso e ben visibile al microscopio. La fibra di cui sono fatti aiuta a sostenere i tessuti. origine vegetale, ad esempio, legno. Le cellule animali hanno anche una serie di strutture esterne che si trovano sopra la membrana cellulare. Sono esclusivamente di natura protettiva, un esempio di ciò è la chitina contenuta nelle cellule tegumentarie degli insetti.

Oltre alla membrana cellulare, esiste una membrana intracellulare. La sua funzione è quella di dividere la cellula in diversi compartimenti chiusi specializzati - compartimenti o organelli, dove deve essere mantenuto un determinato ambiente.

Pertanto, è impossibile sopravvalutare il ruolo di tale componente dell'unità di base di un organismo vivente come membrana cellulare. La struttura e le funzioni implicano una significativa espansione della superficie cellulare totale, miglioramento dei processi metabolici. Questa struttura molecolare è costituita da proteine ​​e lipidi. Separando la cellula dall'ambiente esterno, la membrana ne assicura l'integrità. Con il suo aiuto, i legami intercellulari vengono mantenuti a un livello sufficientemente forte, formando tessuti. A questo proposito, possiamo concludere che uno dei ruoli più importanti nella cellula è svolto dalla membrana cellulare. La struttura e le funzioni da esso svolte sono radicalmente diverse nelle diverse cellule, a seconda del loro scopo. Attraverso queste caratteristiche, si ottiene una varietà di attività fisiologiche delle membrane cellulari e dei loro ruoli nell'esistenza di cellule e tessuti.

3. Livelli di organizzazione dei sistemi biologici condizionati dall'evoluzione.

4. Metabolismo. Assimilazione negli eterotrofi e sue fasi.

5. Metabolismo. Dissimilazione. Stadi di dissimilazione in una cellula eterotrofica. Flusso intracellulare: informazione, energia e materia.

6. Fosforilazione ossidativa (di). Dissociazione e significato medico. Febbre e ipertermia. Somiglianze e differenze.

9. Le principali disposizioni della teoria cellulare di Schleiden e Schwann. Quali aggiunte ha fatto Virchow a questa teoria? Lo stato attuale della teoria cellulare.

10. Composizione chimica della cellula

11. Tipi di organizzazione cellulare. La struttura delle cellule pro ed eucariotiche. Organizzazione del materiale ereditario in pro- ed eucarioti.

12. Somiglianze e differenze tra cellule vegetali e animali. Organelli per scopi speciali e generali.

13. Membrane cellulari biologiche. Le loro proprietà, struttura e funzioni.

14. Meccanismi di trasporto di sostanze attraverso membrane biologiche. Esocitosi ed endocitosi. Osmosi. Turgore. Plasmolisi e deplasmolisi.

15. Proprietà fisiche e chimiche dell'ialoplasma. La sua importanza nella vita della cellula.

16. Cosa sono gli organelli? Qual è il loro ruolo nella cellula? Classificazione degli organelli.

17. Organelli di membrana. I mitocondri, la loro struttura e le loro funzioni.

18. Complesso del Golgi, sua struttura e funzioni. lisosomi. La loro struttura e funzioni. tipi di lisosomi.

19. Eps, le sue varietà, ruolo nei processi di sintesi delle sostanze.

20. Organelli non di membrana. Ribosomi, loro struttura e funzioni. polisomi.

21. Citoscheletro cellulare, sua struttura e funzioni. Microvilli, ciglia, flagelli.

22. Nucleo. La sua importanza nella vita della cellula. Componenti principali e loro caratteristiche strutturali e funzionali. Eucromatina ed eterocromatina.

23. Nucleolo, sua struttura e funzioni. organizzatore nucleolare.

24. Cosa sono i plastidi? Qual è il loro ruolo nella cellula? Classificazione dei plastidi.

25. Cosa sono le inclusioni? Qual è il loro ruolo nella cellula? Classificazione delle inclusioni.

26. Origine dell'euc. Cellule. Teoria endosimbiotica dell'origine di un certo numero di organelli cellulari.

27. Struttura e funzioni dei cromosomi.

28. Principi di classificazione dei cromosomi. Denver e le classificazioni parigine dei cromosomi, la loro essenza.

29. Metodi di ricerca citologica. Microscopia ottica ed elettronica. Preparazioni permanenti e temporanee di oggetti biologici.

13. Membrane cellulari biologiche. Le loro proprietà, struttura e funzioni.

membrana plasmatica , o plasmalemma,- la membrana più permanente, basilare e universale per tutte le cellule. È la pellicola più sottile (circa 10 nm) che copre l'intera cellula. Il plasmalemma è costituito da molecole di proteine ​​e fosfolipidi (Fig. 1.6).

Le molecole di fosfolipidi sono disposte su due file: estremità idrofobe verso l'interno, teste idrofile nell'ambiente acquatico interno ed esterno. In alcuni punti, il doppio strato (doppio strato) di fosfolipidi è permeato da molecole proteiche (proteine ​​integrali). All'interno di tali molecole proteiche ci sono canali - pori attraverso i quali passano le sostanze idrosolubili. Altre molecole proteiche permeano la metà del doppio strato lipidico da un lato o dall'altro (proteine ​​semi-integrali). Sulla superficie delle membrane delle cellule eucariotiche ci sono proteine ​​​​periferiche. Le molecole lipidiche e proteiche sono tenute insieme da interazioni idrofile-idrofobiche.

Proprietà e funzioni delle membrane. Tutte le membrane cellulari sono strutture fluide mobili, poiché le molecole di lipidi e proteine ​​non sono legate da legami covalenti e sono in grado di muoversi abbastanza rapidamente nel piano della membrana. Per questo motivo, le membrane possono cambiare la loro configurazione, cioè hanno fluidità.

Le membrane sono strutture molto dinamiche. Si riprendono rapidamente dai danni e anche si allungano e si contraggono con i movimenti cellulari.

Le membrane dei diversi tipi cellulari differiscono significativamente sia per la composizione chimica che per il contenuto relativo di proteine, glicoproteine ​​e lipidi in esse presenti e, di conseguenza, per la natura dei recettori in esse presenti. Ogni tipo cellulare è quindi caratterizzato da un'individualità determinata principalmente glicoproteine. Sono coinvolte le glicoproteine ​​a catena ramificata che sporgono dalla membrana cellulare riconoscimento dei fattori ambiente esterno, così come nel riconoscimento reciproco delle cellule correlate. Ad esempio, un uovo e uno spermatozoo si riconoscono dalle glicoproteine ​​​​della superficie cellulare che si adattano come elementi separati di un'intera struttura. Tale riconoscimento reciproco è una fase necessaria prima della fecondazione.

Un fenomeno simile si osserva nel processo di differenziazione dei tessuti. In questo caso, cellule simili nella struttura con l'aiuto del riconoscimento di sezioni del plasmalemma si orientano correttamente l'una rispetto all'altra, garantendo così la loro adesione e formazione di tessuto. Associato al riconoscimento regolamento sui trasporti molecole e ioni attraverso la membrana, nonché una risposta immunologica in cui le glicoproteine ​​svolgono il ruolo di antigeni. Gli zuccheri possono quindi funzionare come molecole informative (simili a proteine ​​e acidi nucleici). Le membrane contengono anche recettori specifici, portatori di elettroni, convertitori di energia, proteine ​​enzimatiche. Le proteine ​​sono coinvolte nel garantire il trasporto di determinate molecole dentro o fuori la cellula, svolgono la connessione strutturale del citoscheletro con le membrane cellulari o fungono da recettori per ricevere e convertire segnali chimici dall'ambiente.

La proprietà più importante della membrana è anche permeabilità selettiva. Ciò significa che molecole e ioni lo attraversano a velocità diverse e, maggiore è la dimensione delle molecole, più lento sarà il loro passaggio attraverso la membrana. Questa proprietà definisce la membrana plasmatica come barriera osmotica. L'acqua ed i gas in essa disciolti hanno il massimo potere penetrante; gli ioni passano attraverso la membrana molto più lentamente. Viene chiamata la diffusione dell'acqua attraverso una membrana osmosi.

Esistono diversi meccanismi per il trasporto di sostanze attraverso la membrana.

Diffusione- penetrazione delle sostanze attraverso la membrana lungo il gradiente di concentrazione (dalla zona in cui la loro concentrazione è maggiore alla zona in cui la loro concentrazione è minore). Il trasporto diffuso di sostanze (acqua, ioni) viene effettuato con la partecipazione di proteine ​​di membrana, che hanno pori molecolari, o con la partecipazione della fase lipidica (per le sostanze liposolubili).

A diffusione facilitata speciali proteine ​​​​di trasporto della membrana si legano selettivamente all'uno o all'altro ione o molecola e le trasportano attraverso la membrana lungo un gradiente di concentrazione.

trasporto attivoè associato ai costi energetici e serve a trasportare le sostanze contro il loro gradiente di concentrazione. Lui svolto da speciali proteine ​​veicolanti, che formano le cosiddette pompe ioniche. La più studiata è la pompa Na - / K - nelle cellule animali, che pompa attivamente ioni Na +, assorbendo ioni K -. A causa di ciò, nella cellula viene mantenuta una grande concentrazione di K - e un Na + inferiore rispetto all'ambiente. Questo processo consuma l'energia di ATP.

Come risultato del trasporto attivo con l'aiuto di una pompa a membrana, anche la concentrazione di Mg 2- e Ca 2+ viene regolata nella cellula.

Nel processo di trasporto attivo di ioni nella cellula, vari zuccheri, nucleotidi e amminoacidi penetrano attraverso la membrana citoplasmatica.

Le macromolecole di proteine, acidi nucleici, polisaccaridi, complessi lipoproteici, ecc. non attraversano le membrane cellulari, a differenza di ioni e monomeri. Il trasporto di macromolecole, loro complessi e particelle nella cellula avviene in un modo completamente diverso: attraverso l'endocitosi. In endocitosi (endo...- all'interno) una certa sezione del plasmalemma cattura e, per così dire, avvolge il materiale extracellulare, racchiudendolo in un vacuolo di membrana che si è formato a seguito dell'invaginazione della membrana. Successivamente, un tale vacuolo è collegato a un lisosoma, i cui enzimi scompongono le macromolecole in monomeri.

Il processo inverso dell'endocitosi è esocitosi (eso...- fuori). Grazie a lui la cellula rimuove i prodotti intracellulari o i residui non digeriti racchiusi in vacuoli o pu-

bolle. La vescicola si avvicina alla membrana citoplasmatica, si fonde con essa e il suo contenuto viene rilasciato nell'ambiente. Come vengono escreti gli enzimi digestivi, gli ormoni, l'emicellulosa, ecc.

Pertanto, le membrane biologiche, in quanto principali elementi strutturali della cellula, servono non solo come confini fisici, ma anche come superfici funzionali dinamiche. Sulle membrane degli organelli vengono effettuati numerosi processi biochimici, come l'assorbimento attivo di sostanze, la conversione di energia, la sintesi di ATP, ecc.

Funzioni delle membrane biologiche il seguente:

Delimitano il contenuto della cellula dall'ambiente esterno e il contenuto degli organelli dal citoplasma.

Forniscono il trasporto di sostanze dentro e fuori la cellula, dal citoplasma agli organelli e viceversa.

Svolgono il ruolo di recettori (ricezione e conversione di segnali dall'ambiente, riconoscimento di sostanze cellulari, ecc.).

Sono catalizzatori (che forniscono processi chimici a membrana).

Partecipa alla trasformazione dell'energia.

Non è un segreto per nessuno che tutti gli esseri viventi sul nostro pianeta siano composti dalle loro cellule, queste innumerevoli "" sostanze organiche. Le cellule, a loro volta, sono circondate da una speciale membrana protettiva - una membrana che svolge un ruolo molto importante nella vita della cellula e le funzioni della membrana cellulare non si limitano alla protezione della cellula, ma rappresentano il meccanismo più complesso coinvolto nella riproduzione, nutrizione e rigenerazione cellulare.

Cos'è una membrana cellulare

La stessa parola "membrana" è tradotta dal latino come "film", sebbene la membrana non sia solo una specie di film in cui è avvolta la cellula, ma una combinazione di due film interconnessi e con proprietà diverse. Infatti, la membrana cellulare è un guscio lipoproteico a tre strati (proteina grassa) che separa ogni cellula dalle cellule vicine e dall'ambiente, e svolge uno scambio controllato tra le cellule e l'ambiente, questa è la definizione accademica di cosa una cellula membrana è.

Il valore della membrana è semplicemente enorme, perché non solo separa una cellula dall'altra, ma garantisce anche l'interazione della cellula, sia con le altre cellule che con l'ambiente.

Storia della ricerca sulla membrana cellulare

Un importante contributo allo studio della membrana cellulare fu dato da due scienziati tedeschi Gorter e Grendel nel 1925. Fu allora che riuscirono a condurre un complesso esperimento biologico sui globuli rossi - eritrociti, durante il quale gli scienziati ricevettero le cosiddette "ombre", gusci vuoti di eritrociti, che furono piegati in una pila e misurarono la superficie, e anche calcolato la quantità di lipidi in essi contenuti. Sulla base della quantità di lipidi ottenuti, gli scienziati sono giunti alla conclusione che sono appena sufficienti per il doppio strato della membrana cellulare.

Nel 1935, un'altra coppia di ricercatori sulla membrana cellulare, questa volta gli americani Daniel e Dawson, dopo una serie di lunghi esperimenti, determinarono il contenuto proteico nella membrana cellulare. Altrimenti, era impossibile spiegare perché la membrana avesse una tensione superficiale così elevata. Gli scienziati hanno presentato in modo intelligente un modello della membrana cellulare sotto forma di un sandwich, in cui il ruolo del pane è svolto da strati omogenei di lipidi e proteine, e tra loro invece del burro c'è il vuoto.

Nel 1950, con l'avvento della teoria elettronica di Daniel e Dawson, era già possibile confermare osservazioni pratiche: su micrografie della membrana cellulare, erano chiaramente visibili strati di teste lipidiche e proteiche e anche uno spazio vuoto tra di loro.

Nel 1960 il biologo americano J. Robertson sviluppò una teoria sulla struttura a tre strati delle membrane cellulari, che per molto tempo fu considerata l'unica vera, ma con ulteriori sviluppi scienza, cominciarono a sorgere dubbi sulla sua infallibilità. Quindi, ad esempio, dal punto di vista delle cellule, sarebbe difficile e laborioso trasportare le sostanze utili necessarie attraverso l'intero "sandwich"

E solo nel 1972 i biologi americani S. Singer e G. Nicholson furono in grado di spiegare le incongruenze della teoria di Robertson con l'aiuto di un nuovo modello a mosaico fluido della membrana cellulare. In particolare, hanno riscontrato che la membrana cellulare non ha una composizione omogenea, inoltre è asimmetrica e piena di liquido. Inoltre, le cellule sono in continuo movimento. E le famigerate proteine ​​che compongono la membrana cellulare hanno strutture e funzioni diverse.

Proprietà e funzioni della membrana cellulare

Ora diamo un'occhiata a quali funzioni svolge la membrana cellulare:

La funzione di barriera della membrana cellulare - la membrana, come una vera guardia di frontiera, fa la guardia ai confini della cellula, ritardando, non lasciando passare molecole dannose o semplicemente inadeguate

La funzione di trasporto della membrana cellulare: la membrana non è solo una guardia di frontiera alle porte della cellula, ma anche una sorta di posto di blocco doganale, attraverso il quale passa costantemente lo scambio di sostanze utili con le altre cellule e l'ambiente.

Funzione matrice: è la membrana cellulare che determina la posizione l'una rispetto all'altra, regola l'interazione tra di loro.

Funzione meccanica - è responsabile della restrizione di una cellula dall'altra e in parallelo della corretta connessione delle cellule tra loro, della loro formazione in un tessuto omogeneo.

La funzione protettiva della membrana cellulare è la base per costruire uno scudo protettivo della cellula. In natura, questa funzione può essere esemplificata da legno duro, una pelle densa, un guscio protettivo, il tutto dovuto alla funzione protettiva della membrana.

La funzione enzimatica è un'altra importante funzione svolta da alcune proteine ​​cellulari. Ad esempio, a causa di questa funzione, la sintesi degli enzimi digestivi avviene nell'epitelio intestinale.

Inoltre, oltre a tutto questo, il metabolismo cellulare avviene attraverso la membrana cellulare, che può avvenire in tre diverse reazioni:

• La fagocitosi è uno scambio cellulare in cui le cellule fagocitiche incorporate nella membrana catturano e digeriscono vari nutrienti.
• Pinocitosi - è il processo di cattura da parte della membrana cellulare, delle molecole fluide a contatto con essa. Per fare ciò, sulla superficie della membrana si formano speciali viticci, che sembrano circondare una goccia di liquido, formando una bolla, che viene successivamente "inghiottita" dalla membrana.
• Esocitosi - è il processo inverso, quando la cellula rilascia il fluido funzionale secretorio attraverso la membrana alla superficie.

La struttura della membrana cellulare

Ci sono tre classi di lipidi nella membrana cellulare:

• fosfolipidi (sono una combinazione di grassi e),
• glicolipidi (combinazione di grassi e carboidrati),
• colesterolo.

Fosfolipidi e glicolipidi, a loro volta, sono costituiti da una testa idrofila, in cui si estendono due lunghe code idrofobiche. Il colesterolo, invece, occupa lo spazio tra queste code, impedendole di piegarsi, tutto questo in alcuni casi rende molto rigida la membrana di alcune cellule. Oltre a tutto questo, le molecole di colesterolo regolano la struttura della membrana cellulare.

Comunque sia, la parte più importante della struttura della membrana cellulare è la proteina, o meglio proteine ​​diverse che svolgono vari ruoli importanti. Nonostante la diversità delle proteine ​​contenute nella membrana, c'è qualcosa che le unisce: i lipidi anulari si trovano attorno a tutte le proteine ​​di membrana. I lipidi anulari sono grassi strutturati speciali che fungono da una sorta di guscio protettivo per le proteine, senza il quale semplicemente non funzionerebbero.

La struttura della membrana cellulare ha tre strati: la base della membrana cellulare è uno strato lipidico liquido omogeneo. Le proteine ​​lo ricoprono su entrambi i lati come un mosaico. Si tratta di proteine ​​che, oltre alle funzioni sopra descritte, svolgono anche il ruolo di peculiari canali attraverso i quali passano sostanze attraverso la membrana che non sono in grado di penetrare lo strato liquido della membrana. Questi includono, ad esempio, ioni potassio e sodio; per la loro penetrazione attraverso la membrana, la natura fornisce canali ionici speciali delle membrane cellulari. In altre parole, le proteine ​​forniscono la permeabilità delle membrane cellulari.

Se osserviamo la membrana cellulare al microscopio, vedremo uno strato di lipidi formato da piccole molecole sferiche su cui le proteine ​​galleggiano come sul mare. Ora sai quali sostanze fanno parte della membrana cellulare.

Membrana cellulare, video

E infine, un video educativo sulla membrana cellulare.

Questo articolo è disponibile all'indirizzo lingua inglese – .