La membrana plasmatica è un doppio strato lipidico conproteine, canali ionici e molecole recettoriali incorporate nel suo spessore. Questa è una barriera meccanica che separa il citoplasma della cellula dallo spazio pericellulare, pur essendo l'unico collegamento con l'ambiente esterno. Pertanto, il plasmolemma è una delle strutture più importanti della cellula e le sue funzioni gli consentono di esistere e interagire con altri gruppi cellulari.
Comprensione generale delle funzioni del citolema
La membrana plasmatica così com'èpresente nella cellula animale, caratteristica di molti organismi di diversi regni. I batteri e i protozoi, i cui organismi sono rappresentati da una singola cellula, hanno una membrana citoplasmatica. E gli animali, i funghi e le piante, in quanto organismi multicellulari, non l'hanno persa nel processo di evoluzione. Tuttavia, in diversi regni degli organismi viventi, il citolema è leggermente diverso, sebbene le sue funzioni siano sempre le stesse. Possono essere suddivisi in tre gruppi: demarcazione, trasporto e comunicazione.
Il gruppo di funzioni di delimitazione includeprotezione meccanica della cellula, mantenimento della sua forma, protezione dall'ambiente extracellulare. La membrana svolge un gruppo di trasporto di funzioni dovute alla presenza di specifiche proteine, canali ionici e portatori di determinate sostanze. Le funzioni comunicative del citolema includono il recettore. Sulla superficie della membrana c'è un insieme di complessi recettoriali attraverso i quali la cellula partecipa ai meccanismi di trasferimento delle informazioni umorali. Tuttavia, è anche importante che il plasmolemma circondi non solo la cellula, ma anche alcuni dei suoi organelli di membrana. In essi svolge lo stesso ruolo che nel caso dell'intera cellula.
Funzione barriera
Funzioni di barriera della membrana plasmaticamultiple. Protegge l'ambiente interno della cellula con la concentrazione prevalente di sostanze chimiche dai suoi cambiamenti. Nelle soluzioni si verifica un processo di diffusione, ovvero un'equalizzazione indipendente della concentrazione tra mezzi con contenuti diversi di determinate sostanze in essi. Plasmolemma blocca semplicemente la diffusione impedendo il flusso di liquido e ioni in qualsiasi direzione. Pertanto, la membrana limita il citoplasma con una certa concentrazione di elettroliti dall'ambiente pericellulare.
La seconda manifestazione della funzione barrierala membrana plasmatica è una protezione contro ambienti fortemente acidi e fortemente alcalini. Il plasmolemma è costruito in modo tale che le estremità idrofobiche delle molecole lipidiche siano rivolte verso l'esterno. Pertanto, spesso distingue tra ambienti intracellulari ed extracellulari con diversi valori di pH. Questo è necessario per la vita cellulare.
Funzione barriera delle membrane degli organelli
Funzioni di barriera della membrana plasmaticasono diversi anche perché dipendono dalla sua posizione. In particolare, il cariolema, cioè il doppio strato lipidico del nucleo, lo protegge dai danni meccanici e separa l'ambiente nucleare da quello citoplasmatico. Inoltre, si ritiene che il cariolema sia inestricabilmente legato alla membrana del reticolo endoplasmatico. Pertanto, l'intero sistema è visto come un unico archivio di informazioni ereditarie, un sistema di sintesi proteica e un gruppo di modifiche post-traduzionali di molecole proteiche. La membrana del reticolo endoplasmatico è necessaria per mantenere la forma dei canali di trasporto intracellulare attraverso i quali si muovono le molecole di proteine, lipidi e carboidrati.
La membrana mitocondriale protegge i mitocondri eplastid - cloroplasti. La membrana lisosomiale svolge anche il ruolo di barriera: all'interno del lisosoma c'è un ambiente a pH aggressivo e specie reattive dell'ossigeno che possono danneggiare le strutture all'interno della cellula se vi penetrano. La membrana è una barriera universale, che consente contemporaneamente ai lisosomi di "digerire" particelle solide e di limitare il sito di azione enzimatica.
La funzione meccanica del plasmolemma
Funzioni meccaniche della membrana plasmaticasono anche eterogenei. In primo luogo, il plasmolemma mantiene la sua forma cellulare. In secondo luogo, limita la deformabilità della cella, ma non impedisce il cambiamento di forma e fluidità. In questo caso è possibile anche il rafforzamento della membrana. Ciò è dovuto alla formazione della parete cellulare da parte di protisti, batteri, piante e funghi. Negli animali, specie umana compresa, la parete cellulare è la più semplice ed è rappresentata solo dal glicocalice.
Nei batteri è la glicoproteina, nelle piante -cellulosa, nei funghi - chitinosa. Le diatomee incorporano completamente la silice (ossido di silicio) nella loro parete cellulare, il che aumenta significativamente la forza e la resistenza meccanica della cellula. E ogni organismo ha bisogno di una parete cellulare proprio per questo scopo. E il plasmolemma stesso ha una forza molto inferiore rispetto allo strato di proteoglicani, cellulosa o chitina. Non c'è dubbio che il citolema abbia un ruolo meccanico.
Anche le funzioni meccaniche del plasmale membrane consentono ai mitocondri, ai cloroplasti, ai lisosomi, al nucleo e al reticolo endoplasmatico di funzionare all'interno della cellula e di difendersi dai danni sottosoglia. Questo è tipico di qualsiasi cellula che abbia questi organelli di membrana. Inoltre, la membrana plasmatica ha escrescenze citoplasmatiche, attraverso le quali vengono creati contatti intercellulari. Questo è un esempio dell'implementazione della funzione meccanica della membrana plasmatica. Il ruolo protettivo della membrana è assicurato anche dalla naturale resistenza e fluidità del doppio strato lipidico.
Funzione comunicativa della membrana citoplasmatica
Le funzioni di comunicazione includonotrasporto e accoglienza. Entrambe le qualità sono caratteristiche della membrana plasmatica e del cariolema. La membrana degli organelli non sempre ha recettori o è permeata di canali di trasporto, mentre il cariolema e il citolema hanno queste formazioni. È attraverso di loro che queste funzioni comunicative vengono implementate.
Il trasporto è implementato in due modi possibilimeccanismi: con il dispendio di energia, cioè in modo attivo e senza costi, semplice diffusione. Tuttavia, la cellula può anche trasportare sostanze per fagocitosi o pinocitosi. Ciò si ottiene catturando una nuvola di particelle liquide o solide mediante protrusioni citoplasmatiche. Quindi la cellula, come con le sue mani, afferra una particella o una goccia di liquido, trascinandola all'interno e formando uno strato citoplasmatico attorno ad essa.
Trasporto attivo, diffusione
Il trasporto attivo è un esempio di selettivoassorbimento di elettroliti o sostanze nutritive. Attraverso canali specifici, rappresentati da molecole proteiche costituite da più subunità, una sostanza o uno ione idratato entra nel citoplasma. Gli ioni cambiano i potenziali e i nutrienti vengono incorporati nelle catene metaboliche. E tutte queste funzioni della membrana plasmatica nella cellula contribuiscono attivamente alla sua crescita e sviluppo.
Solubilità lipidica
Cellule altamente differenziate, ad esempio,nervoso, endocrino o muscolare, utilizza questi canali ionici per generare riposo e potenziali d'azione. Si forma a causa di una differenza osmotica ed elettrochimica ei tessuti acquisiscono la capacità di contrarsi, generare o condurre un impulso, rispondere ai segnali o trasmetterli. Questo è un meccanismo importante per lo scambio di informazioni tra le cellule, che è alla base della regolazione nervosa delle funzioni dell'intero organismo. Queste funzioni della membrana plasmatica di una cellula animale forniscono la regolazione dell'attività vitale, protezione e movimento dell'intero organismo.
Alcune sostanze possono persino penetraremembrana, tuttavia, questo è caratteristico solo delle molecole liposolubili lipofile. Si dissolvono semplicemente nel doppio strato della membrana, entrando facilmente nel citoplasma. Questo meccanismo di trasporto è caratteristico degli ormoni steroidei. E gli ormoni della struttura peptidica non sono in grado di penetrare nella membrana, sebbene trasmettano anche informazioni alla cellula. Ciò si ottiene grazie alla presenza di molecole recettrici (integrali) sulla superficie del plasmolemma. I meccanismi biochimici associati di trasmissione del segnale al nucleo, insieme al meccanismo di penetrazione diretta delle sostanze lipidiche attraverso la membrana, costituiscono un sistema più semplice di regolazione umorale. E tutte queste funzioni delle proteine integrali della membrana plasmatica sono necessarie non solo a una cellula, ma all'intero organismo.
Tabella delle funzioni della membrana citoplasmatica
Il modo più ovvio per evidenziare le funzioni della membrana plasmatica è una tabella che indica il suo ruolo biologico per la cellula nel suo insieme.
struttura | funzione | Ruolo biologico |
Membrana citoplasmatica sotto forma di un doppio strato lipidico con estremità idrofobiche situate all'esterno, dotata di complessi recettoriali di proteine integrali e di superficie | Meccanico | Mantiene la forma cellulare, protegge dagli effetti della sottosoglia meccanica, mantiene l'integrità cellulare |
Trasporto | Effettua il trasporto nella cellula di goccioline liquide, particelle solide, macromolecole e ioni idratati con o senza consumo energetico | |
Recettore | Ha molecole recettrici sulla sua superficie che servono a trasmettere informazioni al nucleo | |
Adesivo | A causa delle sporgenze del citoplasma, le cellule vicine formano contatti tra loro | |
Elettrogeni | Fornisce le condizioni per la generazione del potenziale d'azione e del potenziale di riposo dei tessuti eccitabili |
Questa tabella mostra chiaramente quali funzionieseguito dalla membrana plasmatica. Tuttavia, questi ruoli sono svolti solo dalla membrana cellulare, cioè il doppio strato lipidico che circonda l'intera cellula. Al suo interno ci sono gli organelli, che hanno anche delle membrane. I loro ruoli dovrebbero essere espressi schematicamente.
Funzioni della membrana plasmatica: diagramma
Nella cellula, la presenza di membrane è caratterizzata da quanto segueorganelli: nucleo, reticolo endoplasmatico ruvido e liscio, complesso di Golgi, mitocondri, cloroplasti, lisosomi. In ciascuno di questi organelli, la membrana gioca un ruolo fondamentale. Puoi considerarlo usando l'esempio di un diagramma tabulare.
Organella e membrana | funzione | Ruolo biologico |
Nucleo, membrana nucleare | Meccanico | Le funzioni meccaniche della membrana plasmatica del citoplasma del nucleo gli consentono di mantenere la sua forma, prevenendo la comparsa di danni strutturali |
Barriera | Separazione di nucleoplasma e citoplasma | |
Trasporto | Ha pori di trasporto per il rilascio di ribosomi e RNA messaggero dal nucleo e l'assunzione di nutrienti, aminoacidi e basi azotate all'interno | |
Mitocondri, membrana mitocondriale | Meccanico | Mantenere la forma dei mitocondri, prevenendo danni meccanici |
Trasporto | Gli ioni e i substrati energetici vengono trasferiti attraverso la membrana | |
Elettrogeni | Fornisce la generazione di potenziale transmembrana, che è la base per la produzione di energia nella cellula | |
Cloroplasti, membrana plastidica | Meccanico | Mantiene la forma dei plastidi, previene i loro danni meccanici |
Trasporto | Fornisce il trasporto di sostanze | |
Reticolo endoplasmatico, membrana del reticolo | Meccanica e ambientale | Fornisce la presenza di una cavità dove avvengono i processi di sintesi proteica e la loro modifica post-traduzionale |
Apparato del Golgi, vescicola e membrana della cisterna | Meccanica e ambientale | Ruolo vedi sopra |
Lisosomi, membrana lisosomiale | Meccanico Barriera | Mantenere la forma del lisosoma, prevenendo il danno meccanico e il rilascio di enzimi nel citoplasma, limitandolo dai complessi litici |
Membrane cellulari animali
Queste sono le funzioni della membrana plasmatica nella cellula,dove svolge un ruolo importante per ogni organello. Inoltre, una serie di funzioni dovrebbe essere combinata in una: in una protettiva. In particolare, la barriera e le funzioni meccaniche si uniscono in una protettiva. Inoltre, le funzioni della membrana plasmatica nella cellula vegetale sono quasi identiche a quelle nell'animale e nei batteri.
La cellula animale è la più complessa ealtamente differenziato. Ci sono molte altre proteine integrali, semi-integrali e di superficie situate qui. In generale, negli organismi multicellulari, la struttura della membrana è sempre più complessa che negli organismi unicellulari. E quali funzioni svolge la membrana plasmatica di una particolare cellula determina se sarà attribuita al tessuto epiteliale, connettivo o eccitabile.
