- Cos'è la membrana cellulare?
- Funzione della membrana cellulare
- Struttura della membrana cellulare
- Trasporto attivo e trasporto passivo
- Endocitosi ed esocitosi
Spieghiamo cos'è la membrana cellulare e alcune sue caratteristiche. Inoltre, la sua funzione e struttura di questo strato lipidico.
Cos'è la membrana cellulare?
Un doppio strato di fosfolipidi che circonda e delimita le cellule è chiamato membrana cellulare, membrana plasmatica, plasmalemma o membrana citoplasmatica. cellule, separando l'interno dall'esterno e consentendo l'equilibrio fisico e chimico tra l'ambiente e il citoplasma della cellula. È la parte più esterna della cellula.
Questa membrana non è visibile a microscopio ottico (si all'elettronica), poiché ha uno spessore medio di 8 nm (1 nm = 10-9 m) e si trova, nella cellule vegetali e in quelli di funghi, al di sotto della parete cellulare.
La caratteristica primaria della membrana cellulare è la sua permeabilità selettiva, cioè la sua capacità di consentire o rifiutare l'ingresso di certi molecole nella cellula, regolando così il passaggio di Acqua, nutrienti o sali ionici, in modo che il citoplasma sia sempre nelle sue condizioni ottimali di potenziale elettrochimico (caricato negativamente), pH o concentrazione.
Funzione della membrana cellulare
La membrana cellulare svolge le seguenti funzioni:
- Delimitazione. Definisce e protegge meccanicamente la cellula, distinguendo l'esterno dall'interno e una cellula dall'altra. Inoltre, è la prima barriera di difesa contro altri agenti invasori.
- Gestione. La sua selettività gli permette di cedere il passo alle sostanze desiderate nella cellula e di negare l'ingresso a quelle indesiderate, fungendo da comunicazione tra l'esterno e l'interno regolando tale traffico.
- Preservazione. Attraverso lo scambio di fluidi e sostanze, la membrana permette di mantenere stabile la concentrazione di acqua e altro soluti nel citoplasma, mantenere costante il suo livello di pH e la sua carica elettrochimica.
- Comunicazione. La membrana può reagire a stimoli provenienti dall'esterno, trasmettendo informazioni all'interno della cellula e mettendo in moto alcuni processi come la divisione cellulare, movimento cellulare o la segregazione di sostanze biochimiche.
Struttura della membrana cellulare
La membrana cellulare è costituita da due strati di lipidi anfipatici, le cui teste polari idrofile (affinità per l'acqua) sono orientate all'interno e all'esterno della cellula, mantenendo in contatto le loro parti idrofobe (che respingono l'acqua), in modo simile a un sandwich. Questi lipidi sono principalmente colesterolo, ma anche fosfogliceridi e sfingolipidi.
Possiede anche il 20% di proteina integrali e periferici, che svolgono funzioni di collegamento, trasporto, ricezione e catalisi. Le proteine integrali di membrana sono incorporate nel doppio strato con le loro superfici idrofile esposte all'ambiente acquoso e le loro superfici idrofobe a contatto con l'interno idrofobo del doppio strato.
Le proteine transmembrana sono proteine integrali che coprono completamente lo spessore della membrana. Le proteine di membrana periferiche si associano alla superficie del doppio strato, normalmente si legano alle regioni esposte delle proteine integrali e si staccano facilmente senza disturbare la struttura della membrana. Grazie a loro c'è anche il riconoscimento cellulare, una forma di comunicazione biochimica.
Infine, la membrana cellulare ha componenti di carboidrati (zuccheri), polisaccaridi o oligosaccaridi, che si trovano all'esterno della membrana, formando un glicocalice. Questi zuccheri rappresentano solo l'8% del peso secco della membrana e servono come materiale di supporto, come identificatori nella comunicazione intercellulare e come protezione della superficie cellulare dalle aggressioni meccaniche e chimiche.
Trasporto attivo e trasporto passivo
Le membrane formano compartimenti all'interno del cellule eucariotiche Consentono una varietà di funzioni separate. Inoltre, servono come superfici per le reazioni biochimiche.
Molti ioni e le piccole molecole si muovono attraverso le membrane biologiche per trasporto passivo (senza dispendio energetico) e per trasporto attivo (con dispendio energetico).
La diffusione è il movimento netto di una sostanza lungo il suo gradiente di concentrazione da una regione di maggiore concentrazione a una di minore concentrazione.
Il trasporto passivo attraverso il doppio strato lipidico è detto diffusione semplice e quello effettuato attraverso i canali ionici e le proteine di membrana è detto diffusione facilitata.
Il osmosi È un tipo di diffusione in cui le molecole d'acqua passano attraverso una membrana semipermeabile da una regione con una maggiore concentrazione effettiva di acqua a una regione in cui la loro concentrazione effettiva è inferiore.
Nel trasporto attivo, la cellula spende energia metabolica per spostare ioni o molecole attraverso una membrana, contro un gradiente di concentrazione.
Il trasporto attivo primario, chiamato anche trasporto attivo diretto, utilizza l'energia metabolica direttamente per trasportare le molecole attraverso la membrana. Ad esempio, la pompa sodio-potassio utilizza l'ATP per pompare ioni sodio fuori dalla cellula e ioni potassio nella cellula.
Nel cotrasporto, detto anche trasporto attivo indiretto, vengono trasferiti due soluti contemporaneamente. Una pompa ATP alimentata mantiene un gradiente di concentrazione. Quindi una proteina trasportatrice cotrasporta due soluti. Un soluto diminuisce il suo gradiente di concentrazione e usa l'energia rilasciata per spostare un altro soluto contro il suo gradiente di concentrazione.
Endocitosi ed esocitosi
Alcuni dei materiali più grandi, come grandi molecole, particelle di cibo o anche piccole cellule, si muovono anche dentro o fuori dalle cellule. Vengono trasferiti per esocitosi ed endocitosi. Come il trasporto attivo, questi processi richiedono un dispendio di energia direttamente dalla cellula. Ciò avviene attraverso la formazione di vescicole nella membrana cellulare che, a seconda che entrino o escano, permettono al materiale desiderato di dissolversi nel citoplasma o al contrario, nel ambiente.
- Nell'esocitosi. Una cellula espelle sostanze rifiuti o prodotti di secrezione (come gli ormoni) fondendo una vescicola con la membrana plasmatica.
- In endocitosi. I materiali sono incorporati nella cellula. Diversi tipi di meccanismi di endocitosi operano nei sistemi biologici, tra cui la fagocitosi, la pinocitosi e l'endocitosi mediata dal recettore.
- Nella pinocitosi ("cellule che bevono"). La cellula assorbe i materiali disciolti.
- Nell'endocitosi mediata da recettori.Molecole specifiche si combinano con proteine recettoriali sulla membrana plasmatica. L'endocitosi mediata da recettori è il principale meccanismo attraverso il quale le cellule eucariotiche assorbono le macromolecole.
- Nella fagocitosi (letteralmente, "cellule mangiatrici"). La cellula ingerisce grandi particelle di solidi come cibo o batteri. Quest'ultimo è vitale nel caso di alcune cellule e organismi unicellulari che inghiottono (avvolgono nella loro membrana) il materiale per nutrizione.