Η δομή τύπου της κυτταρικής μεμβράνης αποτελείται από ένα διπλό στρώμα φωσφολιπιδίου μεταξύ δύο πρωτεϊνικών στρωμάτων που βρίσκονται στο επίπεδο των επιφανειών διαχωρισμού μεταξύ της εσωτερικής και της εξωτερικής φάσης του κυττάρου. Το λιπιδικό στρώμα είναι διμοριακό, με τις πολικές ομάδες να βλέπουν την πρωτεϊνική στιβάδα, ενώ οι απολικές ομάδες αντιμετωπίζουν με μια λειτουργία απομόνωσης.
Οι κυτταρικές μεμβράνες, με πάχος μόνο 90 Α, δεν είναι ορατές κάτω από το μικροσκόπιο εκπομπής φωτός. Πριν από την εμφάνιση της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας, οι κυτταρολόγοι υποθέτουν ότι το κύτταρο περιβάλλεται από μια αόρατη μεμβράνη, διότι εάν σπάσει αυτή η υποθετική μεμβράνη, το κυτταρικό περιεχόμενο θα μπορούσε να θεωρηθεί ότι διαφεύγει. Σήμερα με το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, η μεμβράνη μπορεί να απεικονιστεί ως μια λεπτή διπλή συνεχής γραμμή. Σύμφωνα με τις τρέχουσες υποθέσεις, η μεμβράνη αποτελείται ουσιαστικά από μόρια φωσφολιπιδίου και χοληστερόλης διατεταγμένα με τέτοιο τρόπο ώστε οι υδρόφοβες ουρές τους να στραφούν προς τα μέσα .
Οι πολυπεπτιδικές αλυσίδες των μορίων πρωτεϊνικής μεμβράνης είναι κάθετα προς τα μόρια λιπιδίων και πιστεύεται ότι διατηρούν τη συνοχή μεταξύ των διαφόρων τμημάτων της μεμβράνης πλάσματος.
Η μεμβρανώδης δομή εκπληρώνει το καθήκον της διαίρεσης του κυτταρικού περιβάλλοντος από τον εξωκυτταρικό, τον πυρήνα από το κυτταρόπλασμα και επίσης το υλικό μέσα στα διάφορα οργανίδια από την κυτταροπλασματική μήτρα.
Σε κάθε κύτταρο, ζώο ή φυτό, το περιφερειακό στρώμα του πρωτοπλάσματος έχει τα μορφολογικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά μιας μεμβράνης που χωρίζει δύο διαφορετικά περιβάλλοντα, τα οποία μπορούν να αναγνωριστούν με διαλύματα που έχουν διαφορετικά χημικά-φυσικά χαρακτηριστικά και συνθέσεις. Η λειτουργία αυτού του διαφράγματος είναι να επιτρέψει τη διέλευση του νερού και άλλων μικρών διαλυτών στο εσωτερικό του κυττάρου, ενώ αντιτίθεται σε διαλυμένες ουσίες μεγάλου μοριακού βάρους. Γενικά η κατεύθυνση της ροής καθορίζεται από τη συγκέντρωση της σύνθεσης του διαλύματος στις πλευρές της μεμβράνης, η ροή συμβαίνει πάντοτε στο στίχο από το πιο αραιωμένο διάλυμα έως το πιο συμπυκνωμένο: τείνει να ισορροπήσει τις δύο συγκεντρώσεις και σταματά όταν επιτευχθεί ισότητα . Η πίεση που απαιτείται για να σταματήσει πλήρως αυτή η κίνηση ονομάζεται οσμωτική πίεση. Είναι όλο και μεγαλύτερη όσο συγκεντρώνεται η λύση.
Η κυτταρική μεμβράνη δεν είναι ιδανική ημιδιαπερατή μεμβράνη, καθώς είναι αδιαπέραστη σε μερικούς, αλλά όχι σε όλους, τις υπάρχουσες διαλυμένες ουσίες. Η διαπερατότητα ή η μη διαλυτότητα της μεμβράνης δεν εξαρτάται αποκλειστικά από τα χημικά-φυσικά δομικά χαρακτηριστικά της, αλλά σε μεγάλο βαθμό από φαινόμενα στενά συνδεδεμένα με τον κυτταρικό μεταβολισμό.
Τα κύτταρα, σε σχέση με τη συμπεριφορά τους που σχετίζεται με την οσμωτική πίεση και την περιβαλλοντική πίεση, διαιρούνται σε: ποχυλοσmoτικά και ομιοσμωτικά. Οι πρώτες έχουν οσμωτική πίεση ίση ή σχεδόν με εκείνη του περιβάλλοντος τους, οι τελευταίες είναι σε θέση να διατηρούν μια οσμωτική πίεση μέσα σε ένα ευρύ γεωγραφικό πλάτος τιμών, πολύ διαφορετικές από τις περιβαλλοντικές. Λαμβάνοντας υπόψη αυτά τα χαρακτηριστικά της συμπεριφοράς των ζωικών και φυτικών κυττάρων, ο J. Traube δημιούργησε μια ειδική συσκευή, η οποία αποτελείται ακριβώς από μια ημιδιαπερατή μεμβράνη, η οποία έπρεπε να αναπαράγει τεχνητά τη συμπεριφορά των ζωντανών κυττάρων μπροστά σε συγκεκριμένες λύσεις. Αρχικά χρησιμοποιήθηκε ως μεμβράνη, ένα φιλμ σιδηροκυανιούχου χαλκού. ακολούθως εισήχθησαν ημιδιαπερατές μεμβράνες με τις οποίες ήταν δυνατόν να εξακριβωθεί η έκταση σημαντικών οσμωτικών πιέσεων.
Τέλος, μπορεί να αναφερθεί ότι η διέλευση των διαφόρων ουσιών μέσω της μεμβράνης πλάσματος μπορεί να λάβει χώρα με απλή διάχυση, διευκολυνόμενη ή με ενεργή μεταφορά.
Απλή διάχυση: παθητική μεταφορά μέσω της λιπιδικής διπλοστοιβάδας. Η διάχυση είναι η κίνηση μορίων από μια περιοχή στην άλλη λόγω της τυχαίας θερμικής ανάδευσης. Σε απλή διάχυση, η διαπερατότητα της μεμβράνης προσδιορίζεται από τους ακόλουθους παράγοντες: (α) την λιποδιαλυτότητα της ουσίας που διαχέεται, (β) το μέγεθος και το σχήμα των μορίων που διαχέονται, (γ) τη θερμοκρασία και (δ) το πάχος της μεμβράνης .
Διευκολυνόμενη διάχυση: παθητική μεταφορά μέσω πρωτεϊνών μεμβράνης. Η διευκόλυνση της διάχυσης λειτουργεί με δύο τύπους μεταφορικών πρωτεϊνών: (α) μεταφορείς, οι οποίοι συνδέουν τα μόρια στη μία πλευρά της μεμβράνης και τα μεταφέρουν από την άλλη χάρη σε μια τροποποίηση διαμόρφωσης και (β) κανάλια, τα οποία σχηματίζουν πόρους που επεκτείνονται από τη μία πλευρά της μεμβράνης στην άλλη. Κατά τη διευκόλυνση της διάχυσης, η διαπερατότητα της μεμβράνης προσδιορίζεται από δύο παράγοντες: (α) την ταχύτητα μεταφοράς των μεμονωμένων μεταφορέων ή καναλιών και (β) τον αριθμό των μεταφορέων ή καναλιών που υπάρχουν στη μεμβράνη.
Ενεργή μεταφορά. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι ενεργών μεταφορών: η ενεργός πρωτεύουσα μεταφορά, η οποία χρησιμοποιεί ATP ή άλλες μορφές χημικής ενέργειας και δευτερογενή ενεργή μεταφορά, η οποία χρησιμοποιεί την ηλεκτροχημική κλίση μιας ουσίας ως πηγή ενέργειας για την επαγωγή ενεργού μεταφοράς υψηλής ουσίας.
Κάντε κλικ στα ονόματα των διαφόρων οργάνων για να διαβάσετε την ανάλυση σε βάθος
Εικόνα από το www.progettogea.com
Επεξεργασμένο από: Lorenzo Boscariol
