Membrana plasmatică este un strat dublu lipidic cu proteine, canale ionice și molecule de receptor încorporate în grosimea sa. Aceasta este o barieră mecanică care separă citoplasma celulei de spațiul pericelular, fiind în același timp singura legătură cu mediul extern. Prin urmare, plasmolema este una dintre cele mai importante structuri ale celulei, iar funcțiile sale îi permit să existe și să interacționeze cu alte grupuri celulare.
Prezentare generală asupra funcțiilor citolemei
Membrana plasmatică în forma în care este prezentă într-o celulă animală este caracteristică multor organisme din regnuri diferite. Bacteriile și protozoarele, ale căror organisme sunt reprezentate de o singură celulă, au o membrană citoplasmatică. Și animalele, ciupercile și plantele ca organisme multicelulare nu l-au pierdut în procesul de evoluție. Cu toate acestea, în diferite regate ale organismelor viicitolema este oarecum diferită, deși funcțiile sale sunt încă aceleași. Acestea pot fi împărțite în trei grupe: delimitare, transport și comunicare.
Grupul funcțiilor delimitare include protecția mecanică a celulei, menținerea formei acesteia, protecția față de mediul extracelular. Membrana joacă un grup de funcții de transport datorită prezenței unor proteine specifice, canale ionice și purtători ai anumitor substanțe. Funcțiile comunicative ale citolemei includ funcția receptorului. Pe suprafața membranei există un set de complexe receptori, prin care celula participă la mecanismele de transfer umoral de informații. Cu toate acestea, este, de asemenea, important ca plasmolema să înconjoare nu numai celula, ci și unele dintre organitele sale membranare. În ele, ea joacă același rol ca și în cazul întregii celule.
Funcția barieră
Funcțiile de barieră ale membranei plasmatice sunt multiple. Protejează mediul intern al celulei cu concentrația predominantă de substanțe chimice din schimbarea acesteia. Difuzia are loc în soluții, adică autoegalizarea concentrației între medii cu conținut diferit de anumite substanțe din ele. Plasmalema doar blochează difuzia, împiedicând curgerea lichidului și a ionilor în orice direcție. Astfel, membrana limitează citoplasma cu o anumită concentrație de electroliți din mediul pericelular.
A doua manifestare a funcției de barieră a membranei plasmatice este protecția împotriva mediilor puternic acide și puternic alcaline. Membrana plasmatica construitaastfel încât capetele hidrofobe ale moleculelor lipidice sunt orientate spre exterior. Prin urmare, adesea distinge între mediile intracelulare și extracelulare cu valori diferite ale pH-ului. Este esențial pentru viața celulară.
Funcția de barieră a membranelor organite
Funcțiile de barieră ale membranei plasmatice sunt, de asemenea, diferite, deoarece depind de locația acesteia. În special, caryolema, adică stratul dublu lipidic al nucleului, îl protejează de deteriorarea mecanică și separă mediul nuclear de cel citoplasmatic. Mai mult, se crede că caryolema este indisolubil legată de membrana reticulului endoplasmatic. Prin urmare, întregul sistem este considerat un singur depozit de informații ereditare, un sistem de sinteză a proteinelor și un grup de modificări post-translaționale ale moleculelor de proteine. Membrana reticulului endoplasmatic este necesară pentru a menține forma canalelor de transport intracelular prin care se deplasează moleculele de proteine, lipide și carbohidrați.
Membrana mitocondrială protejează mitocondriile, în timp ce membrana plastidiană protejează cloroplastele. Membrana lizozomală joacă, de asemenea, rolul unei bariere: în interiorul lizozomului există un mediu de pH agresiv și specii reactive de oxigen care pot deteriora structurile din interiorul celulei dacă pătrund acolo. Membrana, pe de altă parte, este o barieră universală, atât permițând lizozomilor să „digere” particulele solide, cât și limitând locul de acțiune al enzimelor.
Funcția mecanică a membranei plasmatice
Funcțiile mecanice ale membranei plasmatice sunt, de asemenea, eterogene. În primul rând, susține membrana plasmaticăformă celulară. În al doilea rând, limitează deformabilitatea celulei, dar nu împiedică schimbarea formei și fluidității. În acest caz, este posibilă și întărirea membranei. Acest lucru se întâmplă din cauza formării peretelui celular de către protisti, bacterii, plante și ciuperci. La animale, inclusiv la specia umană, peretele celular este cel mai simplu și este reprezentat doar de glicocalix.
În bacterii este glicoproteină, în plante este celuloză, în ciuperci este chitinoasă. Diatomeele chiar încorporează silice (oxid de siliciu) în peretele lor celular, ceea ce crește semnificativ rezistența și rezistența mecanică a celulei. Și fiecare organism are nevoie de un perete celular pentru asta. Și plasmolema în sine are o rezistență mult mai mică decât un strat de proteoglicani, celuloză sau chitină. Nu există nicio îndoială că citolema joacă un rol mecanic.
De asemenea, funcțiile mecanice ale membranei plasmatice permit mitocondriilor, cloroplastelor, lizozomilor, nucleului și reticulului endoplasmatic să funcționeze în interiorul celulei și să se protejeze de deteriorarea sub prag. Acest lucru este tipic pentru orice celulă care are aceste organite membranare. Mai mult, membrana plasmatică are excrescențe citoplasmatice, prin care se creează contacte intercelulare. Acesta este un exemplu de implementare a funcției mecanice a membranei plasmatice. Rolul protector al membranei este asigurat și de rezistența naturală și fluiditatea dublului strat lipidic.
Funcția comunicativă a membranei citoplasmatice
Transportul și recepția se numără printre funcțiile de comunicare. Acesteambele calitati sunt caracteristice membranei plasmatice si cariolemei. Membrana organelelor nu are întotdeauna receptori sau este pătrunsă cu canale de transport, dar caryolema și citolema au aceste formațiuni. Prin intermediul acestora sunt implementate aceste funcții de comunicare.
Transportul este implementat prin două mecanisme posibile: cu cheltuială de energie, adică în mod activ, și fără cheltuială, prin simplă difuzie. Cu toate acestea, celula poate transporta substanțe și prin fagocitoză sau pinocitoză. Acest lucru se realizează prin captarea unui nor de particule lichide sau solide prin proeminențe ale citoplasmei. Apoi celula, ca și cum ar fi cu mâinile sale, captează o particulă sau o picătură de lichid, atrăgând-o și formând în jurul ei un strat citoplasmatic.
Transport activ, difuzare
Transportul activ este un exemplu de absorbție selectivă a electroliților sau nutrienților. Prin canale specifice reprezentate de molecule proteice formate din mai multe subunități, o substanță sau un ion hidratat pătrunde în citoplasmă. Ionii schimbă potențialele, iar nutrienții sunt încorporați în circuitele metabolice. Și toate aceste funcții ale membranei plasmatice din celulă contribuie activ la creșterea și dezvoltarea acesteia.
Liposolubilitate
Celulele foarte diferențiate, cum ar fi celulele nervoase, endocrine sau musculare, folosesc aceste canale ionice pentru a genera potențiale de repaus și de acțiune. Se formează datorită diferenței osmotice și electrochimice, iar țesuturile capătă capacitatea de a se contracta,genera sau conduce un impuls, răspunde la semnale sau le transmite. Acesta este un mecanism important pentru schimbul de informații între celule, care stă la baza reglării nervoase a funcțiilor întregului organism. Aceste funcții ale membranei plasmatice a unei celule animale asigură reglarea activității vitale, protecția și mișcarea întregului organism.
Unele substanțe pot pătrunde chiar în membrană, dar acest lucru este tipic doar pentru moleculele de molecule lipofile solubile în grăsimi. Pur și simplu se dizolvă în stratul dublu al membranei, intrând cu ușurință în citoplasmă. Acest mecanism de transport este tipic pentru hormonii steroizi. Iar hormonii structurii peptidice nu sunt capabili să pătrundă în membrană, deși transmit și informații celulei. Acest lucru se realizează datorită prezenței moleculelor receptor (integrale) pe suprafața plasmalemei. Mecanismele biochimice asociate de transmitere a semnalului către nucleu, împreună cu mecanismul de penetrare directă a substanțelor lipidice prin membrană, constituie un sistem mai simplu de reglare umorală. Și toate aceste funcții ale proteinelor integrale ale membranei plasmatice sunt necesare nu numai pentru o celulă, ci și pentru întregul organism.
Tabelul funcțiilor membranei citoplasmatice
Cea mai vizuală modalitate de a evidenția funcțiile membranei plasmatice este un tabel care indică rolul său biologic pentru celulă în ansamblu.
| Structură | Funcție | Rol biologic |
| Membrană citoplasmatică sub formă de dublu strat lipidic cucapete hidrofobe situate în exterior, echipate cu complexe receptori de proteine integrale și de suprafață | Mecanic | Menține forma celulară, protejează împotriva efectelor mecanice sub prag, păstrează integritatea celulară |
| Transport | Transportă picăturile de lichid, particulele solide, macromoleculele și ionii hidratați în celulă cu sau fără cheltuială de energie | |
| Receptor | Are pe suprafața sa molecule receptor care servesc la transmiterea informațiilor către nucleu | |
| Adeziv | Datorită proeminențelor citoplasmei, celulele învecinate formează contacte una cu ceal altă | |
| Electrogen | Oferă condiții pentru generarea potențialului de acțiune și a potențialului de repaus al țesuturilor excitabile |
Acest tabel arată clar ce funcții îndeplinește membrana plasmatică. Cu toate acestea, doar membrana celulară, adică stratul dublu lipidic care înconjoară întreaga celulă, joacă aceste roluri. În interiorul acestuia se află organite, care au și membrane. Rolurile lor ar trebui subliniate.
Funcțiile membranei plasmatice: schema
Următoarele organite diferă prin prezența membranelor în celulă: nucleu, reticul endoplasmatic rugos și neted, complex Golgi, mitocondrii, cloroplaste, lizozomi. În fiecare dintreaceste organite, membrana joacă un rol crucial. O puteți lua în considerare folosind exemplul unei scheme tabelare.
| Organella și membrană | Funcție | Rol biologic |
| Nucleu, membrană nucleară | Mecanic | Funcțiile mecanice ale membranei plasmatice a citoplasmei nucleului îi permit să-și mențină forma, să prevină apariția deteriorării structurale |
| Barieră | Separarea nucleoplasmei și citoplasmei | |
| Transport | Are pori de transport pentru ieșirea ribozomilor și a ARN-ului mesager din nucleu și intrarea nutrienților, aminoacizilor și bazelor azotate în interior | |
| Mitocondrie, membrană mitocondrială | Mecanic | Menținerea formei mitocondriilor, prevenind deteriorarea mecanică |
| Transport | Ionii și substraturile energetice sunt transferate prin membrană | |
| Electrogen | Oferă generarea de potențial transmembranar, care stă la baza producției de energie în celulă | |
| Cloroplaste, membrana plastidian | Mecanic | Sprijină forma plastidelor, previne deteriorarea mecanică a acestora |
| Transport | Oferă transport de substanțe | |
| Reticulul endoplasmatic, membrana rețelei | Mecanic și generator de mediu | Oferă prezența unei cavități în care au loc procesele de sinteză a proteinelor și modificarea lor post-translațională |
| Aparatul Golgi, membrană de vezicule și cisterne | Mecanic și generator de mediu | Rol vezi mai sus |
| Lizozomi, membrană lizozomală |
Mecanic Barieră |
Menținerea formei lizozomului, prevenind deteriorarea mecanică și eliberarea enzimelor în citoplasmă, limitându-l de la complexele litice |
Membrane de celule animale
Acestea sunt funcțiile membranei plasmatice din celulă, unde joacă un rol important pentru fiecare organel. Mai mult, o serie de funcții ar trebui combinate într-una singură - într-una de protecție. În special, funcțiile de barieră și mecanice sunt combinate într-una de protecție. În plus, funcțiile membranei plasmatice dintr-o celulă vegetală sunt aproape identice cu cele ale unei celule animale și bacteriene.
Celula animală este cea mai complexă și foarte diferențiată. Mult mai multe proteine integrale, semi-integrale și de suprafață sunt localizate aici. În general, la organismele pluricelulare, structura membranei este întotdeauna mai complexă decât la cele unicelulare. Și ce funcții îndeplinește membrana plasmatică a unei anumite celule determină dacă aceasta va fi clasificată ca epitelială, conjunctivă sauțesut excitabil.
