A plazmamembrán egy lipid kettős réteg, amelynek vastagságába fehérjék, ioncsatornák és receptormolekulák épültek be. Ez egy mechanikai gát, amely elválasztja a sejt citoplazmáját a pericelluláris tértől, egyben az egyetlen kapcsolat a külső környezettel. Ezért a plazmolemma a sejt egyik legfontosabb szerkezete, és funkciói lehetővé teszik számára, hogy létezzen, és kölcsönhatásba léphessen más sejtcsoportokkal.
A citolemma funkcióinak áttekintése
A plazmamembrán abban a formában, ahogyan az állati sejtben jelen van, számos, különböző birodalmakból származó élőlényre jellemző. A baktériumok és protozoák, amelyek szervezeteit egyetlen sejt képviseli, citoplazmatikus membránnal rendelkeznek. És az állatok, gombák és növények, mint többsejtű szervezetek, nem veszítették el az evolúció során. Az élő szervezetek különböző birodalmaiban azonbana citolemma némileg eltér, bár funkciói továbbra is ugyanazok. Három csoportra oszthatók: határoló, szállítás és kommunikáció.
A határoló funkciók csoportjába tartozik a sejt mechanikai védelme, alakjának megőrzése, az extracelluláris környezettől való védelem. A membrán specifikus fehérjék, ioncsatornák és bizonyos anyagok hordozói miatt a funkciók transzportcsoportját tölti be. A citolemma kommunikációs funkciói közé tartozik a receptor funkció. A membrán felületén receptorkomplexek halmaza található, amelyeken keresztül a sejt részt vesz a humorális információátadás mechanizmusaiban. Fontos azonban az is, hogy a plazmolemma ne csak a sejtet, hanem annak egyes membránszervecskéit is körülvegye. Ezekben ő ugyanazt a szerepet tölti be, mint az egész cellában.
Akadályfüggvény
A plazmamembrán gátfunkciói többszörösek. Megvédi a sejt belső környezetét az uralkodó vegyszerek koncentrációjával annak változásától. A diffúzió oldatokban történik, vagyis a koncentráció önkiegyenlítése olyan közegek között, amelyekben bizonyos anyagok eltérőek. A plazmalemma csak blokkolja a diffúziót azáltal, hogy megakadályozza a folyadék és az ionok bármilyen irányú áramlását. Így a membrán korlátozza a citoplazmát a pericelluláris környezetből származó elektrolitok bizonyos koncentrációjával.
A plazmamembrán barrier funkciójának második megnyilvánulása az erős savas és erős lúgos környezet elleni védelem. Plazma membrán építésűhogy a lipidmolekulák hidrofób végei kifelé nézzenek. Ezért gyakran különbséget tesz az intracelluláris és az extracelluláris környezet között, amelyek pH-értéke eltérő. Nélkülözhetetlen a sejtélethez.
Az organellumembránok gátló funkciója
A plazmamembrán barrier funkciói is eltérőek, mert elhelyezkedésétől függenek. Különösen a kariolemma, azaz a sejtmag lipid kettős rétege védi meg a mechanikai sérülésektől, és elválasztja a nukleáris környezetet a citoplazmatikustól. Ezenkívül úgy gondolják, hogy a kariolemma elválaszthatatlanul kapcsolódik az endoplazmatikus retikulum membránjához. Ezért az egész rendszert az örökletes információk egyetlen tárházának, egy fehérjeszintetizáló rendszernek és a fehérjemolekulák poszt-transzlációs módosulásának klaszterének tekintik. Az endoplazmatikus retikulum membránja szükséges az intracelluláris transzport csatornák alakjának fenntartásához, amelyeken keresztül a fehérje-, lipid- és szénhidrátmolekulák mozognak.
A mitokondriális membrán védi a mitokondriumokat, míg a plasztid membrán a kloroplasztokat. A lizoszóma membránja egyben gát szerepét is betölti: a lizoszómán belül agresszív pH-környezet és reaktív oxigénfajták találhatók, amelyek behatolásuk esetén károsíthatják a sejten belüli struktúrákat. A membrán ezzel szemben egy univerzális gát, amely lehetővé teszi a lizoszómák számára a szilárd részecskék "emésztését", és korlátozza az enzimek működési helyét.
A plazmamembrán mechanikai funkciója
A plazmamembrán mechanikai funkciói is heterogének. Először is, a plazmamembrán támogatjasejtes forma. Másodszor, korlátozza a sejt deformálhatóságát, de nem akadályozza meg az alakváltozást és a folyékonyságot. Ebben az esetben a membrán megerősítése is lehetséges. Ez annak köszönhető, hogy a protisták, baktériumok, növények és gombák sejtfalat alkotnak. Az állatokban, beleértve az emberi fajt is, a sejtfal a legegyszerűbb, és csak a glikokalix képviseli.
Baktériumokban glikoprotein, növényekben cellulóz, gombákban kitin. A kovaföldek még szilícium-dioxidot (szilícium-oxidot) is beépítenek a sejtfalukba, ami jelentősen növeli a sejt szilárdságát és mechanikai ellenállását. Ehhez pedig minden szervezetnek szüksége van sejtfalra. Maga a plazmolemma pedig sokkal kisebb szilárdságú, mint egy proteoglikán-, cellulóz- vagy kitinréteg. Nem kétséges, hogy a citolemma mechanikai szerepet játszik.
A plazmamembrán mechanikai funkciói emellett lehetővé teszik a mitokondriumok, kloroplasztiszok, lizoszómák, a sejtmag és az endoplazmatikus retikulum működését a sejten belül, és megvédik magukat a küszöb alatti károsodástól. Ez minden olyan sejtre jellemző, amely rendelkezik ezekkel a membránszervecskékkel. Ezenkívül a plazmamembrán citoplazmatikus kinövésekkel rendelkezik, amelyeken keresztül sejtközi kapcsolatok jönnek létre. Ez egy példa a plazmamembrán mechanikai funkciójának megvalósítására. A membrán védő szerepét a lipid kettősréteg természetes ellenállása és folyékonysága is biztosítja.
A citoplazma membrán kommunikációs funkciója
A közlekedés és a vétel a kommunikációs funkciók közé tartozik. Ezekmindkét minőség a plazmamembránra és a kariolemmára jellemző. Az organellumok membránja nem mindig rendelkezik receptorokkal, vagy transzportcsatornákkal van átjárva, de a karyolemmában és a citolemmában vannak ilyen képződmények. Rajtuk keresztül valósulnak meg ezek a kommunikációs funkciók.
A közlekedés két lehetséges mechanizmussal valósul meg: energiaráfordítással, azaz aktív módon és ráfordítás nélkül, egyszerű diffúzióval. A sejt azonban fagocitózissal vagy pinocitózissal is képes anyagokat szállítani. Ez úgy valósul meg, hogy a citoplazma nyúlványaival folyékony vagy szilárd részecskék felhőjét rögzítik. Ekkor a sejt, mintha a kezével tenné, felfog egy részecskét vagy egy csepp folyadékot, beszívja és körülötte citoplazmatikus réteget képez.
Aktív szállítás, diffúzió
Az aktív transzport az elektrolitok vagy tápanyagok szelektív felvételének példája. A több alegységből álló fehérjemolekulák által képviselt specifikus csatornákon keresztül egy anyag vagy egy hidratált ion behatol a citoplazmába. Az ionok megváltoztatják a potenciálokat, és a tápanyagok beépülnek az anyagcsere-körökbe. És a sejtben a plazmamembránnak ezek a funkciói aktívan hozzájárulnak annak növekedéséhez és fejlődéséhez.
Lipidoldékonyság
Az erősen differenciált sejtek, mint például az ideg-, endokrin- vagy izomsejtek, ezeket az ioncsatornákat használják nyugalmi és akciós potenciálok létrehozására. Az ozmotikus és elektrokémiai különbség miatt keletkezik, és a szövetek összehúzódási képességet nyernek,impulzust generál vagy vezet, reagál a jelekre vagy továbbítja azokat. Ez a sejtek közötti információcsere fontos mechanizmusa, amely az egész szervezet működésének idegi szabályozásának hátterében áll. Az állati sejt plazmamembránjának ezek a funkciói biztosítják a létfontosságú tevékenység szabályozását, az egész szervezet védelmét és mozgását.
Egyes anyagok még a membránon is áthatolhatnak, de ez csak a lipofil, zsírban oldódó molekulák molekuláira jellemző. Egyszerűen feloldódnak a membrán kettős rétegében, és könnyen bejutnak a citoplazmába. Ez a transzportmechanizmus jellemző a szteroid hormonokra. A peptid szerkezetű hormonok pedig nem képesek áthatolni a membránon, pedig információkat is továbbítanak a sejtnek. Ez a plazmalemma felületén lévő receptor (integrál) molekulák jelenléte miatt érhető el. A sejtmagba történő jelátvitel kapcsolódó biokémiai mechanizmusai, valamint a lipidanyagok membránon keresztül történő közvetlen behatolásának mechanizmusa a humorális szabályozás egyszerűbb rendszerét alkotják. És a plazmamembrán integrált fehérjéinek mindezekre a funkcióira nemcsak egy sejtnek, hanem az egész szervezetnek szüksége van.
A citoplazma membrán funkcióinak táblázata
A plazmamembrán funkcióinak kiemelésének legszembetűnőbb módja egy táblázat, amely jelzi a sejt egészében betöltött biológiai szerepét.
| Struktúra | Funkció | Biológiai szerep |
| Citoplazmatikus membrán lipid kettős réteg formájábankifelé elhelyezkedő hidrofób végek, integrált és felszíni fehérjék receptor komplexeivel ellátva | Mechanikai | Megőrzi a sejtformát, véd a mechanikai küszöb alatti hatásoktól, megőrzi a sejt integritását |
| Közlekedés | Folyadékcseppeket, szilárd részecskéket, makromolekulákat és hidratált ionokat szállít a sejtbe energiafelhasználással vagy anélkül | |
| Receptor | Felületén receptormolekulák vannak, amelyek információt továbbítanak a sejtmagnak | |
| Ragasztó | A citoplazma kiemelkedései miatt a szomszédos sejtek egymással érintkeznek | |
| Elektrogén | Feltételeket biztosít az ingerlhető szövetek akciós potenciáljának és nyugalmi potenciáljának létrehozásához |
Ez a táblázat egyértelműen megmutatja, hogy a plazmamembrán milyen funkciókat lát el. Ezeket a szerepeket azonban csak a sejtmembrán, vagyis az egész sejtet körülvevő lipid kettős réteg tölti be. Benne organellumok vannak, amelyeknek membránja is van. Fel kell vázolni a szerepeiket.
A plazmamembrán funkciói: séma
A következő organellumok különböznek a sejtben lévő membránok jelenlétében: sejtmag, érdes és sima endoplazmatikus retikulum, Golgi-komplex, mitokondriumok, kloroplasztiszok, lizoszómák. Mindegyikbenezek az organellumok, a membrán döntő szerepet játszik. Megfontolhatja egy táblázatos séma példáján.
| Organella és membrán | Funkció | Biológiai szerep |
| Mag, magmembrán | Mechanikai | A sejtmag citoplazmájának plazmamembránjának mechanikai funkciói lehetővé teszik, hogy megtartsa alakját, megakadályozza a szerkezeti károsodások megjelenését |
| Akadály | A nukleoplazma és a citoplazma szétválasztása | |
| Közlekedés | Transzportpórusokkal rendelkezik a riboszómák és a hírvivő RNS kilépéséhez a sejtmagból, valamint a tápanyagok, aminosavak és nitrogéntartalmú bázisok bejutásához a belsejébe | |
| Mitokondrium, mitokondriális membrán | Mechanikai | A mitokondriumok alakjának megőrzése, a mechanikai sérülések megelőzése |
| Közlekedés | Az ionok és az energiahordozók a membránon keresztül jutnak át | |
| Elektrogén | Biztosítja a transzmembrán potenciál létrehozását, amely a sejt energiatermelésének alapja | |
| Kloroplasztok, plasztid membrán | Mechanikai | Támogatja a plasztiszok alakját, megelőzi mechanikai sérülésüket |
| Közlekedés | Az anyagok szállítását biztosítja | |
| Endoplazmatikus retikulum, a hálózat membránja | Mechanikai és környezetformáló | Olyan üreg jelenlétét biztosítja, ahol a fehérjeszintézis folyamatai és ezek poszttranszlációs módosulása végbemennek |
| Golgi-készülék, hólyagok és ciszternák membránja | Mechanikai és környezetformáló | Szerep lásd fent |
| Lizoszómák, lizoszóma membrán |
Mechanikai Akadály |
A lizoszóma formájának megőrzése, a mechanikai sérülések és az enzimek citoplazmába való felszabadulás megelőzése, a litikus komplexektől való korlátozás |
Állati sejtmembránok
Ezek a plazmamembrán funkciói a sejtben, ahol fontos szerepet tölt be minden organellum számára. Ezenkívül számos funkciót össze kell kapcsolni egy védő funkcióba. Különösen az akadályt és a mechanikai funkciókat egyesítik egy védő funkcióba. Ezenkívül a plazmamembrán funkciói a növényi sejtekben szinte azonosak az állati és baktériumsejt funkcióival.
Az állati sejt a legösszetettebb és leginkább differenciált. Sokkal több integrál, félintegrál és felületi fehérje található itt. Általában a többsejtű szervezetekben a membrán szerkezete mindig összetettebb, mint az egysejtűekben. És hogy egy adott sejt plazmamembránja milyen funkciókat lát el, az határozza meg, hogy az epiteliális, kötőszöveti vagyizgató szövet.
