Activitatea vitală a celulelor devine posibilădoar pentru că diferite enzime și substanțe nu se amestecă, iar celula este integrală. Toate acestea devin posibile numai printr-o varietate de membrane. Și celula ca întreg este delimitată de cealaltă printr-o structură specială numită membrana citoplasmatică.
Este vizibil în microscopul luminos?Răspunsul este negativ, da, vedem limitele, însă membrana însăși este o structură prea subțire. Uneori nu vedem nici măcar marginile celulelor, de exemplu, când privim celulele hepatice într-un microscop luminos. Dar de ce, atunci, în alte cazuri, vedem granițele celulelor, nu este o membrană?
De fapt, aceasta este o membrană de carbohidrați, care se află între celule. Ei absorg colorantul, deci cu o tăietură reușită, ați putea crede că aceasta este membrana plasmatică.
În experimente s-a descoperit că celulele,care au fost scufundate în soluții cu presiuni osmotice diferite, se umflă sau se micșorează, ceea ce înseamnă că sunt înconjurate de o membrană care se caracterizează prin permeabilitate selectivă.
S-a constatat, de asemenea, că membrana celularăbine permeabil dacă substanțele liposolubile încearcă să pătrundă în el. În conceptul clasic, capetele hidrofile ale moleculelor de membrană au fost considerate a fi orientate spre exterior, iar capetele hidrofobe au fost considerate a fi în interior. Microscopia electronică a dovedit însă că problema este mult mai complicată. În special, fotografiile electronice arată că straturile exterioare devin dense, iar nu cele interioare, adică straturile lipidice sunt situate la margini.
Membrana plasmatică datorită acesteiadispozitivul este impermeabil la macromolecule, prin urmare, proteinele citoplasmei nu sunt capabile să părăsească celula prin ea. Proteinele, fiind în celulă, creează presiune osmotică, astfel încât cantitatea potrivită de apă pătrunde în celulă. Acest proces nu este însă nesfârșit, deoarece în lichidul interstițial din exterior există și alte substanțe care echilibrează presiunea osmotică.
Pentru a menține diferența de potențial stabilă,membrana plasmatică trebuie să aibă proprietăți dielectrice. Acest lucru i-a determinat pe oamenii de știință să creadă că există multe lipide în membrană, care au proprietăți dielectrice. Fără tragere de inimă, membrana plasmatică și-a dezvăluit proprietățile.
Structura și funcțiile sale sunt legate, de exemplu,capacitatea de a menține o diferență neobișnuită în concentrația ionilor de potasiu și sodiu este asociată cu un mecanism special în membrană - pompa de sodiu-potasiu. În acest caz, transferul ionilor este efectuat de o enzimă specială care lucrează asupra energiei celulei, acest proces este costisitor pentru aceasta. Celula trebuie să „plătească” soldul. De asemenea, necesită „investiții” și transferul de glucoză, acizi grași, aminoacizi.
O proprietate interesantă a membranei celulare este, de asemeneaeste asimetria sa, adică suprafețele sale interioare și exterioare nu sunt aceleași, deși inițial cercetătorii, pe baza datelor de la microscopie electronică, au crezut astfel. Toate părțile moleculelor de glicoproteină care conțin carbohidrați ies dincolo de suprafața exterioară a membranei și participă la formarea stratului supra-lipidic. Suprafața exterioară a celulei conține, de asemenea, molecule speciale numite receptori, care acționează cu anumite molecule din mediul extern. Aceasta reglează activitatea celulei, aceasta poate fi stimulată sau suprimată, în funcție de nevoile organismului. Iar jumătatea interioară a membranei conține mult colesterol.
Studii biochimice ale membranei celularea demonstrat că proteinele membranelor interioare și externe nu sunt identice, iar diferitele fosfolipide din compoziția acestor două suprafețe sunt, de asemenea, foarte diverse. Unele dintre aceste caracteristici pot fi văzute chiar și cu un microscop electronic.
După cum puteți vedea, membrana elementară nu este atât de simplă și, pentru a înțelege toate procesele care au loc, oamenii de știință au fost nevoiți să construiască și să renunțe la multe ipoteze.