Membrana cellulare: struttura e funzione

L'unità strutturale di base di un organismo vivente è una cellula, che è un sito differenziato del citoplasma, circondato da una membrana cellulare. A causa del fatto che la cellula svolge molte funzioni importanti, come la riproduzione, la nutrizione, il movimento, il guscio deve essere di plastica e denso.

Storia della scoperta e studio della membrana cellulare

Nel 1925, Grendel e Gorder condussero un esperimento di successo per identificare le "ombre" dei globuli rossi, o gusci vuoti. Nonostante alcuni errori grossolani, gli scienziati hanno scoperto il doppio strato lipidico. Le loro fatiche continuarono a Danielle, Dawson nel 1935, Robertson nel 1960. Come risultato di anni di lavoro e l'accumulo di argomenti nel 1972, Singer e Nicholson hanno creato un modello a mosaico liquido della struttura della membrana. Ulteriori esperimenti e studi hanno confermato le opere degli scienziati.

valore

Cos'è una membrana cellulare? Questa parola è stata usata più di cento anni fa, in latino significa "film", "peel". Quindi designare il bordo della cella, che è una barriera naturale tra i contenuti interni e l'ambiente esterno. La struttura della membrana cellulare implica la semi-permeabilità, grazie alla quale l'umidità, i nutrienti e i prodotti di decomposizione possono attraversarlo liberamente. Questa shell può essere definita il componente strutturale principale dell'organizzazione della cella.

Considera le funzioni di base della membrana cellulare.

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

2. Contribuisce al mantenimento di 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 un film ultramicroscopico, il cui spessore varia da cinque a sette nanometri. Consiste principalmente di composti proteici, fosfolidi, acqua. Il film è elastico, assorbe facilmente l'acqua e ripristina rapidamente la sua integrità dopo i danni.

Differisce in una struttura universale. Questa membrana occupa una posizione di confine, partecipa processo elettorale permeabilità, rimozione dei prodotti di decadimento, sintetizza. La relazione con i "vicini" e la protezione affidabile dei contenuti interni da danni ne fanno un componente importante in una questione come struttura cellulare. La membrana cellulare degli organismi animali è talvolta ricoperta da uno strato molto sottile - glicocalice, composto da proteine ​​e polisaccaridi. Cellule vegetali al di fuori della membrana protetta da una parete cellulare che svolge le funzioni di supporto e mantiene la forma. Il componente principale della sua composizione è la fibra (cellulosa) - un polisaccaride che non è solubile in acqua.

Pertanto, la membrana cellulare esterna svolge la funzione di ripristinare, proteggere e interagire con altre cellule.

La struttura della membrana cellulare

Lo spessore di questo guscio mobile varia da sei a dieci nanometri. La membrana cellulare della cellula ha una composizione speciale, la cui base è il doppio strato lipidico. Le code idrofobiche, inerti all'acqua, sono posizionate all'interno, mentre le teste idrofiliche che interagiscono con l'acqua sono estratte. Ogni lipide rappresenta un fosfolipide, che è il risultato dell'interazione di sostanze come glicerina e sfingosina. Lo scheletro lipidico è strettamente circondato da proteine, che si trovano in uno strato non continuo. Alcuni di loro sono immersi nello strato lipidico, altri lo attraversano. Di conseguenza, si formano aree permeabili all'acqua. Eseguito da questi funzione proteica sono diversi Alcuni di loro sono enzimi, il resto sono proteine ​​di trasporto che trasferiscono varie sostanze dall'ambiente esterno al citoplasma e viceversa.

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

struttura

La base della membrana cellulare è uno strato bimolecolare. A causa della sua continuità, la cellula ha proprietà barriera e meccaniche. A diversi stadi della vita questo doppio strato può essere rotto. Come risultato, si formano difetti strutturali di pori idrofili attraverso. In questo caso, tutte le funzioni di un componente come la membrana cellulare possono cambiare. Il nucleo potrebbe soffrire di influenze esterne.

proprietà

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

In generale, la membrana cellulare è asimmetrica, quindi la composizione degli strati di proteine ​​e lipidi è diversa. Le mambrane al plasma in cellule animali dal loro lato esterno hanno uno strato di glicoproteina che svolge funzioni di recettore e di segnalazione e svolge anche un ruolo importante nel processo di integrazione cellulare nel tessuto. La membrana cellulare è polare, cioè all'esterno la carica è positiva e all'interno è negativa. Oltre a tutto quanto sopra, la parete cellulare ha un'intuizione selettiva. Ciò significa che, oltre all'acqua, solo un certo gruppo di molecole e ioni di sostanze disciolte è passato nella cellula. La concentrazione di una sostanza come il sodio nella maggior parte delle cellule è significativamente inferiore rispetto all'ambiente esterno. Un diverso rapporto è caratteristico degli ioni di potassio: il loro numero nella cellula è molto più alto che nell'ambiente. A questo proposito, gli ioni di sodio sono inerenti al desiderio di penetrare nella membrana cellulare e gli ioni di potassio tendono a liberarsi all'esterno. In queste circostanze, la membrana attiva un sistema speciale che svolge il ruolo di "pompaggio", livellando la concentrazione di sostanze: gli ioni di sodio vengono pompati sulla superficie della cellula e gli ioni di potassio vengono pompati verso l'interno. Questa caratteristica è una delle funzioni più importanti della membrana cellulare.

Un desiderio simile di ioni di sodio e di potassio di spostarsi verso l'interno dalla superficie gioca un ruolo importante nella questione del trasporto di zucchero e amminoacidi nella cellula. Nel processo di rimozione attiva degli ioni di sodio dalla membrana cellulare crea le condizioni per nuove assunzioni di glucosio e amminoacidi all'interno. Al contrario, nel processo di trasferimento degli ioni di potassio all'interno della cellula, viene reintegrato il numero di "trasportatori" di prodotti di decomposizione dall'interno della cellula all'ambiente esterno.

Come si alimenta la cellula attraverso la membrana cellulare?

Molte cellule assorbono sostanze attraverso processi come la fagocitosi e la pinocitosi. Nella prima forma di realizzazione, una membrana esterna flessibile crea una piccola depressione in cui si trova la particella catturata. Quindi il diametro della cavità diventa più grande fino a quando la particella circondata entra nel citoplasma cellulare. Attraverso la fagocitosi, alcuni protozoi vengono nutriti, ad esempio, da amebe, nonché da corpuscoli sanguigni - leucociti e fagociti. Allo stesso modo, le cellule assorbono il fluido che contiene nutrienti essenziali. Questo è chiamato pinocitosi.

La membrana esterna è strettamente connessa a reticolo endoplasmatico le cellule.

In molti tipi di componenti di base del tessuto, sporgenze, pieghe e microvilli si trovano sulla superficie della membrana. Le cellule vegetali all'esterno di questo guscio sono coperte da un altro, spesso e distinto nel microscopio. La fibra da cui sono fatti aiuta a formare un supporto per i tessuti di origine vegetale, ad esempio il legno. Le cellule animali hanno anche un numero di strutture esterne che si trovano sulla parte superiore della membrana cellulare. Sono di natura puramente protettiva, un esempio di ciò è la chitina contenuta nelle cellule di insetto tegumentario.

Oltre alla cellula, c'è una membrana intracellulare. La sua funzione è quella di dividere la cellula in diversi compartimenti chiusi specializzati - compartimenti o organelli, dove dovrebbe essere mantenuto un certo ambiente.

Pertanto, è impossibile sopravvalutare il ruolo di una tale componente dell'unità di base di un organismo vivente come la membrana cellulare. La struttura e le funzioni suggeriscono una significativa espansione della superficie totale della cellula, miglioramento dei processi metabolici. La struttura di questa struttura molecolare include proteine ​​e lipidi. Separando la cella dall'ambiente esterno, la membrana ne garantisce l'integrità. Con il suo aiuto, i legami intercellulari sono mantenuti ad un livello sufficientemente forte, formando tessuti. A questo proposito, si può concludere che uno dei ruoli più importanti nella cellula è giocato dalla membrana cellulare. La struttura e le funzioni da essa eseguite sono radicalmente differenti in celle diverse, a seconda del loro scopo. Attraverso queste caratteristiche, si ottiene una varietà di attività fisiologica delle membrane cellulari e dei loro ruoli nell'esistenza di cellule e tessuti.