Entre as principais funções da membrana celular são barreira, transporte, enzimática e receptor... A membrana celular (biológica) (também conhecida como plasmalema, plasma ou membrana citoplasmática) protege o conteúdo de uma célula ou de suas organelas do ambiente, fornece permeabilidade seletiva para substâncias, enzimas estão localizadas nela, bem como moléculas capazes de "pegar" vários sinais químicos e físicos.

Essa funcionalidade é fornecida pela estrutura especial da membrana celular.

Na evolução da vida na Terra, uma célula em geral só poderia se formar após o aparecimento de uma membrana que separava e estabilizava o conteúdo interno, não permitindo sua desintegração.

Em termos de manutenção da homeostase (auto-regulação da constância relativa do ambiente interno) a função de barreira da membrana celular está intimamente relacionada ao transporte.

Pequenas moléculas são capazes de passar pelo plasmalema sem "ajudantes", ao longo do gradiente de concentração, ou seja, de uma área com alta concentração de determinada substância para uma área com baixa concentração. Esse, por exemplo, é o caso dos gases envolvidos na respiração. O oxigênio e o dióxido de carbono se difundem pela membrana celular na direção em que sua concentração é menor no momento.

Como a membrana é principalmente hidrofóbica (devido à dupla camada lipídica), as moléculas polares (hidrofílicas), mesmo de tamanho pequeno, muitas vezes não conseguem penetrá-la. Portanto, várias proteínas de membrana desempenham a função de transportadores dessas moléculas, ligando-se a elas e transferindo-as através do plasmalema.

Proteínas integrais (que penetram na membrana através e através) geralmente funcionam com base no princípio de abrir e fechar canais. Quando qualquer molécula se aproxima dessa proteína, ela se combina com ela e o canal se abre. Essa substância ou outra passa pelo canal da proteína, após o que sua conformação muda, e o canal se fecha para essa substância, mas pode se abrir para a passagem de outra. É assim que funciona a bomba de sódio-potássio, bombeando íons de potássio para dentro da célula e bombeando íons de sódio para fora dela.

Função enzimática da membrana celular em maior medida, é realizado nas membranas das organelas celulares. A maioria das proteínas sintetizadas na célula desempenha uma função enzimática. Situados na membrana em uma determinada ordem, eles organizam um transportador quando o produto da reação, catalisado por uma proteína enzimática, passa para a próxima. Esse "transportador" é estabilizado pelas proteínas de superfície da membrana plasmática.

Apesar da universalidade da estrutura de todas as membranas biológicas (construídas sobre o mesmo princípio, quase o mesmo em todos os organismos e em diferentes estruturas celulares de membrana), sua composição química ainda pode diferir. Existem mais líquidos e mais sólidos, algumas proteínas mais certas, outras menos. Além disso, os diferentes lados (interno e externo) da mesma membrana também são diferentes.

Na membrana que envolve a célula (citoplasmática), do lado de fora existem muitas cadeias de carboidratos ligadas a lipídios ou proteínas (como resultado, glicolipídios e glicoproteínas são formados). Muitos desses carboidratos desempenham função do receptor ser suscetível a certos hormônios, detectando alterações nos parâmetros físicos e químicos do meio ambiente.

Se, por exemplo, um hormônio se combina com seu receptor celular, a parte do carboidrato da molécula receptora muda sua estrutura, seguida por mudanças na estrutura e na parte da proteína associada que permeia a membrana. No estágio seguinte, várias reações bioquímicas são iniciadas ou interrompidas na célula, ou seja, seu metabolismo muda, inicia-se a resposta celular ao “estímulo”.

Além das quatro funções listadas da membrana celular, outras se distinguem: matriz, energia, marcação, formação de contatos intercelulares, etc. No entanto, podem ser consideradas como "subfunções" daquelas já consideradas.

Membranas celulares: sua estrutura e função

As membranas são estruturas extremamente viscosas, embora plásticas, que circundam todas as células vivas. Funções da membrana celular:

1. A membrana plasmática é uma barreira com a ajuda da qual uma composição diferente do ambiente extra e intracelular é mantida.

2. As membranas formam compartimentos especializados dentro da célula, ou seja, numerosas organelas - mitocôndrias, lisossomas, complexo de Golgi, retículo endoplasmático, membranas nucleares.

3. As enzimas envolvidas na conversão de energia em processos como a fosforilação oxidativa e a fotossíntese estão localizadas nas membranas.

Estrutura da membrana

Em 1972, Singer e Nicholson propuseram um modelo de mosaico fluido da estrutura da membrana. De acordo com este modelo, as membranas funcionais são uma solução bidimensional de proteínas integrais globulares dissolvidas em uma matriz fosfolipídica líquida. Assim, a base das membranas é uma camada lipídica bimolecular com um arranjo ordenado de moléculas.

Nesse caso, a camada hidrofílica é formada pela cabeça polar dos fosfolipídios (um resíduo de fosfato com colina, etanolamina ou serina ligada a ele), bem como a porção carboidrato dos glicolipídios. E a camada hidrofóbica é formada pelos radicais de hidrocarbonetos de ácidos graxos e esfingosina de fosfolipídios e glicolipídios.

Propriedades da membrana:

1. Permeabilidade seletiva. A bicamada fechada fornece uma das principais propriedades da membrana: ela é impermeável à maioria das moléculas solúveis em água, uma vez que elas não se dissolvem em seu núcleo hidrofóbico. Gases como oxigênio, CO2 e nitrogênio têm a capacidade de penetrar facilmente na célula devido ao pequeno tamanho das moléculas e à fraca interação com os solventes. Além disso, moléculas de natureza lipídica, por exemplo, hormônios esteróides, penetram facilmente na bicamada.

2. Liquidez. A dupla camada lipídica tem estrutura líquido-cristalina, pois em geral a camada lipídica é líquida, mas nela existem áreas de solidificação, semelhantes às estruturas cristalinas. Embora a posição das moléculas de lipídios seja ordenada, elas retêm a capacidade de se mover. Dois tipos de movimentos de fosfolipídios são possíveis: cambalhota (chamada de “flip-flop” na literatura científica) e difusão lateral. No primeiro caso, as moléculas de fosfolipídios opostas na camada bimolecular viram (ou dão cambalhotas) uma em direção à outra e mudam de lugar na membrana, ou seja, o externo se torna o interno e vice-versa. Esses saltos estão associados ao gasto de energia e são muito raros. Rotações em torno do eixo (rotação) e difusão lateral - movimento dentro da camada paralela à superfície da membrana - são mais frequentemente observadas.

3. Assimetria de membranas. As superfícies da mesma membrana diferem na composição de lipídios, proteínas e carboidratos (assimetria transversal). Por exemplo, as fosfatidilcolinas predominam na camada externa e as fosfatidiletanolaminas e as fosfatidilserinas na camada interna. Os componentes dos carboidratos das glicoproteínas e glicolipídeos saem para a superfície externa, formando uma camada contínua chamada glicocálice. Não há carboidratos na superfície interna. Proteínas - os receptores hormonais estão localizados na superfície externa da membrana plasmática, e as enzimas reguladas por eles - adenilato ciclase, fosfolipase C - na superfície interna, etc.

Proteínas de membrana

Os fosfolipídios da membrana atuam como um solvente para as proteínas da membrana, criando um microambiente no qual podem funcionar. O número de proteínas diferentes na membrana varia de 6-8 no retículo sarcoplasmático a mais de 100 na membrana plasmática. São enzimas, proteínas de transporte, proteínas estruturais, antígenos, inclusive antígenos do principal sistema de histocompatibilidade, receptores para várias moléculas.

Por localização na membrana, as proteínas são divididas em integrais (parcial ou totalmente imersas na membrana) e periféricas (localizadas em sua superfície). Algumas proteínas integrais reticulam a membrana. Por exemplo, o fotorreceptor retinal e o receptor β 2 -adrenérgico cruzam a bicamada 7 vezes.

Transporte de matéria e informação através das membranas

As membranas celulares não são septos hermeticamente fechados. Uma das principais funções das membranas é regular a transferência de substâncias e informações. O movimento transmembrana de pequenas moléculas ocorre 1) por difusão, passiva ou facilitada, e 2) por transporte ativo. O movimento transmembrana de moléculas grandes é realizado 1) por endocitose e 2) por exocitose. A transmissão do sinal através das membranas é realizada por meio de receptores localizados na superfície externa da membrana plasmática. Nesse caso, o sinal ou sofre transformação (por exemplo, glucagon cAMP), ou ocorre sua internalização, associada à endocitose (por exemplo, receptor de LDL - LDL).

A difusão simples é a penetração de substâncias na célula ao longo de um gradiente eletroquímico. Neste caso, nenhum custo de energia é necessário. A taxa de difusão simples é determinada por 1) o gradiente de concentração transmembrana da substância e 2) sua solubilidade na camada hidrofóbica da membrana.

Com difusão facilitada, as substâncias são transferidas através da membrana também ao longo do gradiente de concentração, sem consumo de energia, mas com a ajuda de proteínas carreadoras de membrana especiais. Portanto, a difusão facilitada difere da passiva em vários parâmetros: 1) a difusão facilitada é caracterizada por alta seletividade, uma vez que a proteína transportadora tem um sítio ativo complementar à substância transportada; 2) a taxa de difusão facilitada é capaz de atingir um platô, pois o número de moléculas transportadoras é limitado.

Algumas proteínas de transporte simplesmente transferem uma substância de um lado da membrana para o outro. Essa transferência simples é chamada de uniporta passiva. Um exemplo de uniport é o GLUT - transportadores de glicose que transportam glicose através das membranas celulares. Outras proteínas funcionam como sistemas de co-transporte em que a transferência de uma substância depende da transferência simultânea ou sequencial de outra substância, seja na mesma direção - essa transferência é chamada de sintoma passivo, ou na direção oposta - essa transferência é chamada de passiva antiport. As translocases da membrana mitocondrial interna, em particular, ADP / ATP-translocase, funcionam pelo mecanismo de antiporta passiva.

Com o transporte ativo, a transferência de matéria é realizada contra o gradiente de concentração e, portanto, está associada aos custos de energia. Se a transferência de ligantes através da membrana estiver associada ao gasto de energia de ATP, essa transferência será chamada de transporte ativo primário. Um exemplo é Na + K + -ATPase e Ca 2+ -ATPase localizados na membrana plasmática de células humanas e H +, K + -ATPase da mucosa gástrica.

Transporte ativo secundário. O transporte de algumas substâncias contra o gradiente de concentração depende do transporte simultâneo ou sequencial de Na + (íons sódio) ao longo do gradiente de concentração. Além disso, se o ligante for transferido na mesma direção do Na +, o processo é denominado sintoma ativo. De acordo com o mecanismo dos sintomas ativos, a glicose é absorvida da luz intestinal, onde sua concentração é baixa. Se o ligante for transferido na direção oposta aos íons de sódio, esse processo é chamado de antiporta ativo. Um exemplo é o trocador Na +, Ca 2+ da membrana plasmática.

Membrana celular

Imagem da membrana celular. Pequenas bolas azuis e brancas correspondem a "cabeças" hidrofóbicas de fosfolipídios, e as linhas anexadas a elas correspondem a "caudas" hidrofílicas. A figura mostra apenas proteínas integrais de membrana (glóbulos vermelhos e hélices amarelas). Pontos ovais amarelos dentro da membrana - moléculas de colesterol Cadeias de contas amarelo-esverdeadas do lado de fora da membrana - cadeias de oligossacarídeos que formam o glicocálice

A membrana biológica também inclui várias proteínas: integral (penetrando na membrana através e através), semi-integral (imerso em uma extremidade na camada lipídica externa ou interna), superfície (localizada no exterior ou adjacente aos lados internos da membrana ) Algumas proteínas são os pontos de contato da membrana celular com o citoesqueleto dentro da célula e com a parede celular (se houver) fora. Algumas das proteínas integrais funcionam como canais iônicos, vários transportadores e receptores.

Funções

• barreira - fornece um metabolismo regulado, seletivo, passivo e ativo com o meio ambiente. Por exemplo, a membrana do peroxissoma protege o citoplasma dos peróxidos que são prejudiciais à célula. Permeabilidade seletiva significa que a permeabilidade da membrana a vários átomos ou moléculas depende de seu tamanho, carga elétrica e propriedades químicas. A permeabilidade seletiva garante a separação da célula e dos compartimentos celulares do meio ambiente e fornece-lhes as substâncias necessárias.
• transporte - as substâncias são transportadas através da membrana para dentro e para fora da célula. O transporte através das membranas fornece: entrega de nutrientes, remoção de produtos metabólicos finais, secreção de várias substâncias, criação de gradientes iônicos, manutenção da concentração ideal de íons na célula, que são necessários para o trabalho das enzimas celulares.
  Partículas que por qualquer motivo são incapazes de atravessar a bicamada fosfolipídica (por exemplo, devido às propriedades hidrofílicas, uma vez que a membrana interna é hidrofóbica e não permite a passagem de substâncias hidrofílicas, ou devido ao seu grande tamanho), mas necessárias para a célula , pode penetrar na membrana através de proteínas transportadoras especiais (transportadores) e proteínas de canal ou por endocitose.
  Com o transporte passivo, as substâncias atravessam a bicamada lipídica sem consumo de energia ao longo do gradiente de concentração por difusão. Uma variante desse mecanismo é a difusão facilitada, na qual uma molécula específica ajuda uma substância a passar pela membrana. Essa molécula pode ter um canal que permite a passagem de apenas um tipo de substância.
  O transporte ativo requer consumo de energia, uma vez que ocorre contra o gradiente de concentração. Existem proteínas de bomba especiais na membrana, incluindo ATPase, que bombeia ativamente íons de potássio (K +) para dentro da célula e bombeia íons de sódio (Na +) dela.
• matriz - fornece um certo arranjo mútuo e orientação das proteínas da membrana, sua interação ideal.
• mecânico - proporciona a autonomia da célula, suas estruturas intracelulares, bem como a conexão com outras células (nos tecidos). As paredes celulares desempenham um papel importante na garantia da função mecânica e, em animais, a substância intercelular.
• energia - durante a fotossíntese nos cloroplastos e na respiração celular nas mitocôndrias, operam sistemas de transferência de energia em suas membranas, nas quais também estão envolvidas proteínas;
• receptor - algumas proteínas da membrana são receptores (moléculas por meio das quais a célula percebe certos sinais).
  Por exemplo, os hormônios que circulam no sangue agem apenas nas células-alvo que possuem receptores correspondentes a esses hormônios. Os neurotransmissores (substâncias químicas que conduzem os impulsos nervosos) também se ligam a proteínas receptoras específicas nas células-alvo.
• enzimático - as proteínas da membrana são frequentemente enzimas. Por exemplo, as membranas plasmáticas das células epiteliais intestinais contêm enzimas digestivas.
• implantação de geração e condução de biopotenciais.
  Com a ajuda da membrana, uma concentração constante de íons é mantida na célula: a concentração do íon K + dentro da célula é muito maior do que fora, e a concentração de Na + é muito menor, o que é muito importante, pois isso garante a manutenção da diferença de potencial na membrana e a geração de um impulso nervoso.
• rotulagem celular - existem antígenos na membrana que agem como marcadores - "rótulos" para identificar a célula. Estas são glicoproteínas (isto é, proteínas com cadeias laterais de oligossacarídeos ramificados anexadas a elas) que desempenham o papel de "antenas". Devido à miríade de configurações de cadeias laterais, é possível fazer um marcador específico para cada tipo de célula. Com a ajuda de marcadores, as células podem reconhecer outras células e agir em conjunto com elas, por exemplo, durante a formação de órgãos e tecidos. Também permite que o sistema imunológico reconheça antígenos estranhos.

A estrutura e composição das biomembranas

As membranas são compostas por três classes de lipídios: fosfolipídios, glicolipídios e colesterol. Fosfolipídios e glicolipídios (lipídios com carboidratos anexados) são compostos de duas longas "caudas" de hidrocarbonetos hidrofóbicos que estão associadas a uma "cabeça" hidrofílica carregada. O colesterol enrijece a membrana ocupando o espaço livre entre as caudas lipídicas hidrofóbicas e evitando que elas se dobrem. Portanto, as membranas com baixo teor de colesterol são mais flexíveis e, com alto teor de colesterol, são mais rígidas e frágeis. O colesterol também serve como um "tampão" que impede o movimento das moléculas polares de e para a célula. Uma parte importante da membrana é composta por proteínas que a permeiam e são responsáveis ​​pelas várias propriedades das membranas. Sua composição e orientação diferem nas diferentes membranas.

As membranas celulares costumam ser assimétricas, ou seja, as camadas diferem na composição dos lipídios, na transição de uma molécula individual de uma camada para outra (o chamado chinelo de dedo) é difícil.

Organelas de membrana

São seções fechadas, únicas ou interconectadas do citoplasma, separadas do hialoplasma por membranas. Organelas de uma membrana incluem o retículo endoplasmático, o aparelho de Golgi, lisossomas, vacúolos, peroxissomos; a duas membranas - o núcleo, mitocôndrias, plastídios. A estrutura das membranas de várias organelas difere na composição de lipídios e proteínas de membrana.

Permeabilidade seletiva

As membranas celulares têm permeabilidade seletiva: glicose, aminoácidos, ácidos graxos, glicerol e íons se difundem lentamente através delas, e as próprias membranas, em certa medida, regulam ativamente esse processo - algumas substâncias são permitidas, enquanto outras não. Existem quatro mecanismos principais para a entrada de substâncias na célula ou sua remoção da célula para o exterior: difusão, osmose, transporte ativo e exo ou endocitose. Os dois primeiros processos são passivos, ou seja, não requerem consumo de energia; os dois últimos são processos ativos associados ao consumo de energia.

A permeabilidade seletiva da membrana durante o transporte passivo se deve a canais especiais - proteínas integrais. Eles penetram na membrana por completo, formando uma espécie de passagem. Os elementos K, Na e Cl têm seus próprios canais. As moléculas desses elementos se movem para dentro e para fora da célula em relação ao gradiente de concentração. Quando irritado, os canais de íons de sódio se abrem e há um afluxo acentuado de íons de sódio na célula. Nesse caso, ocorre um desequilíbrio do potencial de membrana. Em seguida, o potencial de membrana é restaurado. Os canais de potássio estão sempre abertos, através deles os íons de potássio entram lentamente na célula.

Veja também

Literatura

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• Rubin A. B. Biofísica, livro didático em 2 vols. - 3ª edição, revisada e ampliada. - M.: Editora da Universidade de Moscou, 2004. -

Do lado de fora, a célula é coberta por uma membrana plasmática (ou membrana celular externa) com uma espessura de cerca de 6-10 nm.

A membrana celular é um filme denso de proteínas e lipídios (principalmente fosfolipídios). As moléculas de lipídios são organizadas de maneira ordenada - perpendicular à superfície, em duas camadas, de modo que suas partes que interagem intensamente com a água (hidrofílicas) sejam direcionadas para fora e as partes inertes para a água (hidrofóbicas) - para dentro.

As moléculas de proteína estão localizadas em uma camada descontínua na superfície da estrutura lipídica em ambos os lados. Alguns deles ficam imersos na camada lipídica, outros passam por ela, formando áreas permeáveis ​​à água. Essas proteínas desempenham várias funções - algumas delas são enzimas, outras são proteínas de transporte envolvidas na transferência de certas substâncias do meio ambiente para o citoplasma e na direção oposta.

As principais funções da membrana celular

Uma das principais propriedades das membranas biológicas é a permeabilidade seletiva (semipermeabilidade)- algumas substâncias passam por elas com dificuldade, outras com facilidade e até mesmo em maior concentração, portanto, para a maioria das células, a concentração de íons Na no seu interior é muito menor do que no ambiente. A razão oposta é característica dos íons K: sua concentração dentro da célula é maior do que fora. Portanto, os íons Na sempre tendem a penetrar na célula, e os íons K - a sair. A equalização das concentrações desses íons é evitada pela presença de um sistema especial na membrana, que desempenha o papel de uma bomba que bombeia íons Na para fora da célula e simultaneamente bombeia íons K para dentro.

O impulso dos íons Na de se mover de fora para dentro é usado para transportar açúcares e aminoácidos para o interior da célula. Com a remoção ativa dos íons Na da célula, são criadas condições para o fluxo de glicose e aminoácidos para ela.

Em muitas células, a absorção de substâncias também ocorre por meio de fagocitose e pinocitose. No fagocitose a membrana externa flexível forma uma pequena depressão na qual a partícula capturada cai. Essa depressão aumenta e, circundada por uma seção da membrana externa, a partícula é imersa no citoplasma da célula. O fenômeno da fagocitose é característico das amebas e de alguns outros protozoários, assim como dos leucócitos (fagócitos). Da mesma forma, ocorre a absorção de fluidos pelas células, contendo as substâncias necessárias para a célula. Este fenômeno foi denominado pinocitose.

As membranas externas de várias células diferem significativamente, tanto na composição química de suas proteínas e lipídios, quanto em seu conteúdo relativo. São essas características que determinam a diversidade na atividade fisiológica das membranas de várias células e seu papel na vida das células e dos tecidos.

O retículo endoplasmático da célula está conectado à membrana externa. Com a ajuda das membranas externas, vários tipos de contatos intercelulares são feitos, ou seja, comunicação entre células individuais.

Muitos tipos de células são caracterizados pela presença em sua superfície de um grande número de saliências, dobras, microvilosidades. Eles contribuem para um aumento significativo na área de superfície celular e uma melhoria no metabolismo, bem como para ligações mais fortes de células individuais umas com as outras.

As células vegetais fora da membrana celular têm membranas espessas que são claramente visíveis ao microscópio óptico, consistindo de celulose (celulose). Eles criam um forte suporte para tecidos vegetais (madeira).

Algumas células de origem animal também possuem várias estruturas externas localizadas no topo da membrana celular e possuem uma natureza protetora. Um exemplo seria a quitina de células tegumentares de insetos.

Funções da membrana celular (brevemente)

Função	Descrição
Barreira protetora	Separa as organelas internas da célula do ambiente externo
Regulatório	Regula o metabolismo entre o conteúdo interno da célula e o ambiente externo
Delimitação (compartimentalização)	Divisão do espaço interno da célula em blocos independentes (compartimentos)
Energia	- Acumulação e transformação de energia; - reações de luz de fotossíntese em cloroplastos; - Absorção e secreção.
Receptor (informativo)	Participa da formação da excitação e de sua condução.
Motor	Realiza o movimento da célula ou de suas partes individuais.

A principal unidade estrutural de um organismo vivo é uma célula, que é uma seção diferenciada do citoplasma circundada por uma membrana celular. Como a célula desempenha muitas funções importantes, como reprodução, nutrição, movimento, a membrana deve ser plástica e densa.

A história da descoberta e pesquisa da membrana celular

Em 1925, Grendel e Gorder conduziram um experimento bem-sucedido para identificar as "sombras" dos eritrócitos, ou membranas vazias. Apesar de vários erros, os cientistas descobriram a bicamada lipídica. Seus trabalhos foram continuados por Danielle, Dawson em 1935, Robertson em 1960. Como resultado de muitos anos de trabalho e acúmulo de argumentos, em 1972 Singer e Nicholson criaram um modelo de mosaico fluido da estrutura da membrana. Outras experiências e pesquisas confirmaram os trabalhos dos cientistas.

Significado

Qual é a membrana celular? Essa palavra começou a ser usada há mais de cem anos, traduzida do latim significa "filme", ​​"pele". Isso designa a borda da célula, que é uma barreira natural entre o conteúdo interno e o ambiente externo. A estrutura da membrana celular assume semipermeabilidade, devido à qual umidade, nutrientes e produtos de decomposição podem passar livremente por ela. Essa casca pode ser chamada de componente estrutural principal da organização da célula.

Considere as principais funções da membrana celular

1. Separa o conteúdo interno da célula e os componentes do ambiente externo.

2. Contribui para a manutenção de uma composição química constante da célula.

3. Regula o metabolismo correto.

4. Fornece interconexão entre células.

5. Reconhece sinais.

6. Função de proteção.

"Bainha de plasma"

A membrana celular externa, também chamada de membrana plasmática, é um filme ultramicroscópico com espessura de cinco a sete nanomilímetros. Consiste principalmente em compostos de proteínas, fosfolídeos, água. O filme é elástico, absorve água facilmente e também restaura rapidamente sua integridade após danos.

Difere em uma estrutura universal. Essa membrana ocupa uma posição limítrofe, participa do processo de permeabilidade seletiva, eliminação dos produtos de decomposição e os sintetiza. A relação com os "vizinhos" e a proteção confiável do conteúdo interno contra danos torna-o um componente importante em questões como a estrutura da célula. A membrana celular dos organismos animais às vezes acaba sendo coberta com a camada mais fina - o glicocálice, que inclui proteínas e polissacarídeos. As células vegetais fora da membrana são protegidas pela parede celular, que desempenha as funções de suporte e manutenção da forma. O principal componente de sua composição é a fibra (celulose) - um polissacarídeo insolúvel em água.

Assim, a membrana celular externa desempenha a função de reparo, proteção e interação com outras células.

Estrutura da membrana celular

A espessura dessa casca móvel varia de seis a dez nanomilímetros. A membrana celular de uma célula tem uma composição especial baseada em uma bicamada lipídica. As caudas hidrofóbicas, inertes à água, são colocadas no interior, enquanto as cabeças hidrofílicas que interagem com a água estão voltadas para fora. Cada lipídio é um fosfolipídio, resultado da interação de substâncias como o glicerol e a esfingosina. A estrutura lipídica está intimamente envolvida por proteínas que estão localizadas em uma camada descontínua. Alguns deles ficam imersos na camada lipídica, os demais passam por ela. Como resultado, áreas permeáveis ​​à água são formadas. As funções desempenhadas por essas proteínas são diferentes. Algumas delas são enzimas, outras são proteínas transportadoras que transferem várias substâncias do meio externo para o citoplasma e vice-versa.

A membrana celular é completamente permeada e intimamente conectada com proteínas integrais, e a conexão com as periféricas é menos forte. Essas proteínas desempenham uma função importante, que consiste em manter a estrutura da membrana, receber e converter sinais do meio ambiente, transportar substâncias e catalisar reações que ocorrem nas membranas.

Composição

A base da membrana celular é uma camada bimolecular. Devido à sua continuidade, a célula possui barreira e propriedades mecânicas. Em diferentes fases da vida, essa bicamada pode ser interrompida. Como resultado, defeitos estruturais de poros hidrofílicos são formados. Nesse caso, absolutamente todas as funções de um componente como a membrana celular podem mudar. Nesse caso, o núcleo pode sofrer influências externas.

Propriedades

A membrana celular de uma célula tem características interessantes. Devido à sua fluidez, essa casca não é uma estrutura rígida, e a maior parte das proteínas e lipídios que a compõem se movem livremente no plano da membrana.

Em geral, a membrana celular é assimétrica; portanto, a composição das camadas de proteínas e lipídios é diferente. As membranas plasmáticas em células animais de seu lado externo têm uma camada de glicoproteína, que desempenha funções de receptor e sinalização, e também desempenha um papel importante no processo de combinação de células em tecido. A membrana celular é polar, ou seja, por fora a carga é positiva e por dentro ela é negativa. Além de tudo isso, a membrana celular tem uma visão seletiva.

Isso significa que, além da água, apenas um determinado grupo de moléculas e íons de substâncias dissolvidas é passado para a célula. A concentração de uma substância como o sódio na maioria das células é muito mais baixa do que no ambiente externo. Os íons de potássio são caracterizados por uma proporção diferente: sua quantidade na célula é muito maior do que no meio ambiente. Nesse sentido, os íons de sódio tendem a penetrar na membrana celular e os íons de potássio tendem a ser liberados para fora. Nessas circunstâncias, a membrana ativa um sistema especial que desempenha uma função de "bombeamento", equalizando a concentração de substâncias: íons de sódio são bombeados para a superfície da célula e íons de potássio são bombeados para dentro. Esse recurso é uma das funções mais importantes da membrana celular.

Essa tendência dos íons sódio e potássio de se moverem para dentro da superfície desempenha um papel importante no transporte de açúcar e aminoácidos para o interior da célula. No processo de remoção ativa dos íons de sódio da célula, a membrana cria condições para novos suprimentos de glicose e aminoácidos em seu interior. Ao contrário, no processo de transferência de íons de potássio para a célula, o número de "transportadores" de produtos de decomposição de dentro da célula para o ambiente externo é reabastecido.

Como a célula se alimenta através da membrana celular?

Muitas células absorvem substâncias por meio de processos como fagocitose e pinocitose. Na primeira variante, um pequeno recesso é criado pela membrana externa flexível, na qual a partícula capturada está localizada. Então, o diâmetro da depressão torna-se maior até que a partícula envolvida entre no citoplasma celular. Por meio da fagocitose, alguns protozoários são alimentados, por exemplo, ameba, bem como células sanguíneas - leucócitos e fagócitos. Da mesma forma, as células absorvem fluidos que contêm nutrientes essenciais. Este fenômeno é denominado pinocitose.

A membrana externa está intimamente ligada ao retículo endoplasmático da célula.

Em muitos tipos dos principais componentes do tecido, saliências, dobras e microvilosidades estão localizadas na superfície da membrana. As células vegetais fora dessa casca são cobertas por outra, espessa e claramente distinguível ao microscópio. A fibra de que são feitos ajuda a sustentar os tecidos das plantas, como a madeira. As células animais também possuem várias estruturas externas localizadas no topo da membrana celular. Eles são extremamente protetores por natureza, um exemplo disso é a quitina contida nas células tegumentares de insetos.

Além da membrana celular, existe uma membrana intracelular. Sua função é dividir a célula em vários compartimentos especializados fechados - compartimentos ou organelas, onde um determinado ambiente deve ser mantido.

Assim, é impossível superestimar o papel desse componente da unidade básica de um organismo vivo como a membrana celular. A estrutura e funções implicam uma expansão significativa da área total da superfície celular, melhoria dos processos metabólicos. Essa estrutura molecular inclui proteínas e lipídios. Ao separar a célula do ambiente externo, a membrana garante sua integridade. Com sua ajuda, as conexões intercelulares são mantidas em um nível suficientemente forte, formando tecidos. A este respeito, pode-se concluir que um dos papéis mais importantes na célula é desempenhado pela membrana celular. A estrutura e as funções desempenhadas por ele são radicalmente diferentes em células diferentes, dependendo de sua finalidade. Por meio dessas características, uma variedade de atividades fisiológicas das membranas celulares e seus papéis na existência de células e tecidos são alcançados.