membrană plasmatică, Membrana celulară, plasmalemă sau membrană citoplasmatică, este o structură lipidică care înconjoară și delimitează celulele, fiind o componentă indispensabilă a arhitecturii lor. Biomembranele au proprietatea de a închide o anumită structură cu exteriorul acesteia. Funcția sa principală este de a servi drept barieră.
În plus, controlează tranzitul particulelor care pot intra și ieși. Proteinele de membrană acționează ca „porți moleculare” cu portiere destul de exigente. Compoziția membranei are, de asemenea, un rol în recunoașterea celulelor.
Din punct de vedere structural, acestea sunt bistraturi compuse din fosfolipide, proteine și carbohidrați aranjați în mod natural. În mod similar, un fosfolipid reprezintă un fosfor cu cap și coadă. Coada este formată din lanțuri de carbon insolubile în apă, acestea fiind grupate spre interior.
În schimb, capetele sunt polare și dau mediului celular apos. Membranele sunt structuri extrem de stabile. Forțele care le mențin sunt cele ale lui van der Waals, printre fosfolipidele care le compun; acest lucru le permite să înconjoare ferm marginea celulelor.
Cu toate acestea, ele sunt, de asemenea, destul de dinamice și fluide. Proprietățile membranelor variază în funcție de tipul de celulă analizat. De exemplu, celulele roșii din sânge trebuie să fie elastice pentru a se deplasa prin vasele de sânge.
În schimb, în neuroni membrana (teaca de mielină) are structura necesară pentru a permite conducerea eficientă a impulsului nervos..
Indice articol
Membranele sunt structuri destul de dinamice, care variază foarte mult în funcție de tipul celulei și de compoziția lipidelor sale. Membranele sunt modificate în funcție de aceste caracteristici după cum urmează:
Membrana nu este o entitate statică, se comportă ca un fluid. Gradul de fluiditate al structurii depinde de mai mulți factori, inclusiv compoziția lipidică și temperatura la care sunt expuse membranele..
Când toate legăturile care există în lanțurile de carbon sunt saturate, membrana tinde să se comporte ca un gel și interacțiunile van der Waals sunt stabile. Dimpotrivă, atunci când există legături duble, interacțiunile sunt mai mici și fluiditatea crește.
În plus, există un efect al lungimii lanțului de carbon. Cu cât este mai lungă, cu atât au mai multe interacțiuni cu vecinii săi, crescând astfel fluența. Pe măsură ce temperatura crește, crește și fluiditatea membranei.
Colesterolul joacă un rol indispensabil în reglarea fluidității și depinde de concentrațiile de colesterol. Când cozile sunt lungi, colesterolul acționează ca un imobilizator pentru ele, reducând fluiditatea. Acest fenomen apare la niveluri normale de colesterol..
Efectul se schimbă atunci când nivelurile de colesterol sunt mai mici. Prin interacțiunea cu cozile lipidice, efectul pe care îl provoacă este separarea acestora, reducând fluiditatea.
La fel ca fluiditatea, curbura membranei este determinată de lipidele care alcătuiesc fiecare membrană specială..
Curbura depinde de mărimea capului și a cozii lipidelor. Cei cu coada lungă și capetele mari sunt plate; cei cu capete relativ mai mici tind să curbeze mult mai mult decât grupul anterior.
Această proprietate este importantă în fenomenele de evaginare a membranei, formarea veziculelor, microviliile, printre altele..
Cele două „foi” care alcătuiesc fiecare membrană-amintim că este bistrat- nu au aceeași compoziție de lipide în interior; din acest motiv se spune că distribuția este asimetrică. Acest fapt are consecințe funcționale importante.
Un exemplu specific este compoziția membranei plasmatice a eritrocitelor. În aceste celule sanguine, sfingomielina și fosfatidilcolina (care formează membrane cu o fluiditate relativă mai mare) se îndreaptă spre exteriorul celulei..
Lipidele care tind să formeze structuri mai fluide se confruntă cu citosolul. Acest model nu este urmat de colesterol, care este distribuit mai mult sau mai puțin omogen în ambele straturi..
Funcția membranei fiecărui tip de celulă este strâns legată de structura sa. Cu toate acestea, îndeplinesc funcții de bază.
Biomembranele sunt responsabile pentru delimitarea mediului celular. În mod similar, există compartimente membranoase în interiorul celulei..
De exemplu, mitocondriile și cloroplastele sunt înconjurate de membrane și aceste structuri sunt implicate în reacțiile biochimice care apar în aceste organite..
Membranele reglează trecerea materialelor în celulă. Datorită acestei bariere, materialele necesare pot intra, fie pasiv, fie activ (cu necesitatea de ATP). De asemenea, nu intră materiale nedorite sau toxice.
Membranele mențin compoziția ionică a celulei la niveluri adecvate, prin procesele de osmoză și difuzie. Apa poate curge liber în funcție de gradientul de concentrație. Sărurile și metaboliții posedă transportori specifici și reglează, de asemenea, pH-ul celular.
Datorită prezenței proteinelor și canalelor pe suprafața membranei, celulele vecine pot interacționa și schimba materiale. În acest fel, celulele se unesc și se formează țesuturi..
În cele din urmă, membranele adăpostesc un număr semnificativ de proteine de semnalizare și permit interacțiunea cu hormoni, neurotransmițători, printre altele..
Componenta de bază a membranelor sunt fosfolipidele. Aceste molecule sunt amfipatice, au o zonă polară și una apolară. Polarul le permite să interacționeze cu apa, în timp ce coada este un lanț de carbon hidrofob.
Asocierea acestor molecule are loc spontan în bistrat, cozile hidrofobe interacționând între ele și capetele îndreptate spre exterior..
Într-o celulă animală mică găsim un număr incredibil de mare de lipide, de ordinul a 109 molecule. Membranele au o grosime de aproximativ 7 nm. Miezul interior hidrofob, în aproape toate membranele, ocupă o grosime de 3 până la 4 nm.
Modelul actual al biomembranelor este cunoscut sub numele de „mozaic fluid”, formulat în anii 1970 de cercetătorii Singer și Nicolson. Modelul propune ca membranele să fie formate nu numai din lipide, ci și carbohidrați și proteine. Termenul mozaic se referă la acest amestec.
Fața membranei care se confruntă cu exteriorul celulei se numește față exoplasmatică. În schimb, fața interioară este citosolică.
Aceeași nomenclatură se aplică biomembranelor care alcătuiesc organele, cu excepția faptului că fața exoplasmatică indică în acest caz spre interiorul celulei și nu spre exterior..
Lipidele care alcătuiesc membranele nu sunt statice. Acestea au capacitatea de a se deplasa, cu un anumit grad de libertate în anumite regiuni, prin structură.
Membranele sunt alcătuite din trei tipuri fundamentale de lipide: fosfogliceride, sfingolipide și steroizi; toate sunt molecule amfipatice. Vom descrie fiecare grup în detaliu mai jos:
Primul grup, format din fosfogliceride, provine din glicerol-3-fosfat. Coada, de natură hidrofobă, este alcătuită din două lanțuri de acizi grași. Lungimea lanțurilor este variabilă: pot avea între 16 și 18 atomi de carbon. Pot avea legături simple sau duble între carboni.
Subclasificarea acestui grup este dată de tipul de cap pe care îl prezintă. Fosfatidilcolinele sunt cele mai abundente, iar capul conține colină. În alte tipuri, diferite molecule, cum ar fi etanolamina sau serina, interacționează cu gruparea fosfat.
Un alt grup de fosfogliceride sunt plasmalogenii. Lanțul lipidic este legat de glicerol printr-o legătură esterică; la rândul său, există un lanț de carbon legat de glicerol printr-o legătură eterică. Sunt destul de abundente în inimă și creier.
Sfingolipidele provin din sfingozine. Sfingomielina este un sfingolipid abundent. Glicolipidele sunt formate din capete din zaharuri.
A treia și ultima clasă de lipide care alcătuiesc membranele sunt steroizii. Sunt inele din carboni, unite în grupuri de patru. Colesterolul este un steroid prezent în membrane și deosebit de abundent în cele ale mamiferelor și bacteriilor..
Există zone specifice ale membranelor organismelor eucariote în care sunt concentrate colesterolul și sfingolipidele. Aceste domenii sunt, de asemenea, cunoscute sub numele de plute lipidelor.
În aceste regiuni găzduiesc, de asemenea, diferite proteine, ale căror funcții sunt semnalizarea celulară. Se crede că componentele lipidice modulează componentele proteice din plute.
O serie de proteine sunt ancorate în membrana plasmatică. Acestea pot fi integrale, ancorate de lipide sau situate în periferie.
Integralele trec prin membrană. Prin urmare, trebuie să aibă domenii de proteine hidrofile și hidrofobe pentru a putea interacționa cu toate componentele..
În proteinele ancorate de lipide, lanțul de carbon este ancorat într-unul dintre straturile membranei. Proteina nu intră de fapt în membrană.
În cele din urmă, cele periferice nu interacționează direct cu zona hidrofobă a membranei. Mai degrabă, ele pot fi atașate prin intermediul unei proteine integrale sau prin capetele polare. Ele pot fi localizate pe ambele părți ale membranei.
Procentul de proteine din fiecare membrană variază foarte mult: de la 20% în neuroni la 70% în membrana mitocondrială, deoarece are nevoie de o cantitate mare de elemente proteice pentru a efectua reacțiile metabolice care apar acolo..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.