Het plasmamembraan is een lipide dubbellaag met eiwitten, ionkanalen en receptormoleculen die in de dikte zijn ingebouwd. Dit is een mechanische barrière die het cytoplasma van de cel scheidt van de pericellulaire ruimte en tegelijkertijd de enige verbinding is met de externe omgeving. Daarom is het plasmolemma een van de belangrijkste structuren van de cel, en dankzij zijn functies kan het bestaan en interageren met andere celgroepen.
Overzicht van de functies van het cytolemma
Het plasmamembraan in de vorm waarin het aanwezig is in een dierlijke cel, is kenmerkend voor veel organismen uit verschillende rijken. Bacteriën en protozoa, waarvan de organismen worden weergegeven door een enkele cel, hebben een cytoplasmatisch membraan. En dieren, schimmels en planten als meercellige organismen hebben het in het evolutieproces niet verloren. Echter, in verschillende koninkrijken van levende organismenhet cytolemma is enigszins anders, hoewel de functies nog steeds hetzelfde zijn. Ze kunnen worden onderverdeeld in drie groepen: afbakening, transport en communicatie.
De groep van begrenzende functies omvat mechanische bescherming van de cel, behoud van zijn vorm, bescherming tegen de extracellulaire omgeving. Het membraan vervult een transportgroep van functies door de aanwezigheid van specifieke eiwitten, ionenkanalen en dragers van bepaalde stoffen. De communicatieve functies van het cytolemma omvatten de receptorfunctie. Op het oppervlak van het membraan bevindt zich een reeks receptorcomplexen, waardoor de cel deelneemt aan de mechanismen van humorale informatieoverdracht. Het is echter ook belangrijk dat het plasmolemma niet alleen de cel omringt, maar ook enkele van zijn membraanorganellen. Daarin speelt ze dezelfde rol als in het geval van de hele cel.
Barrièrefunctie
Barrièrefuncties van het plasmamembraan zijn meervoudig. Het beschermt de interne omgeving van de cel met de heersende concentratie van chemicaliën tegen zijn verandering. Diffusie vindt plaats in oplossingen, dat wil zeggen zelfvereffening van de concentratie tussen media met verschillende inhoud van bepaalde stoffen erin. Het plasmalemma blokkeert gewoon diffusie door de stroom van vloeistof en ionen in elke richting te voorkomen. Het membraan begrenst dus het cytoplasma met een bepaalde concentratie elektrolyten uit de pericellulaire omgeving.
De tweede manifestatie van de barrièrefunctie van het plasmamembraan is bescherming tegen sterk zure en sterk alkalische omgevingen. Plasmamembraan gebouwdzodat de hydrofobe uiteinden van de lipidemoleculen naar buiten wijzen. Daarom maakt het vaak onderscheid tussen intracellulaire en extracellulaire omgevingen met verschillende pH-waarden. Het is essentieel voor het cellulaire leven.
Barrièrefunctie van organelmembranen
De barrièrefuncties van het plasmamembraan zijn ook verschillend omdat ze afhankelijk zijn van de locatie. In het bijzonder beschermt het karyolemma, dat wil zeggen de lipide dubbellaag van de kern, het tegen mechanische schade en scheidt het de nucleaire omgeving van de cytoplasmatische. Bovendien wordt aangenomen dat het karyolemma onlosmakelijk verbonden is met het membraan van het endoplasmatisch reticulum. Daarom wordt het hele systeem beschouwd als een enkele opslagplaats van erfelijke informatie, een eiwitsynthesesysteem en een cluster van post-translationele modificatie van eiwitmoleculen. Het membraan van het endoplasmatisch reticulum is nodig om de vorm van intracellulaire transportkanalen te behouden waardoor eiwit-, lipide- en koolhydraatmoleculen bewegen.
Het mitochondriale membraan beschermt de mitochondriën, terwijl het plastidemembraan de chloroplasten beschermt. Het lysosomale membraan speelt ook de rol van een barrière: in het lysosoom is er een agressieve pH-omgeving en reactieve zuurstofsoorten die de structuren in de cel kunnen beschadigen als ze daar binnendringen. Het membraan daarentegen is een universele barrière, die zowel lysosomen in staat stelt vaste deeltjes te "verteren" als de werkingsplaats van enzymen te beperken.
Mechanische functie van het plasmamembraan
Mechanische functies van het plasmamembraan zijn ook heterogeen. Ten eerste ondersteunt het plasmamembraancellulaire vorm. Ten tweede beperkt het de vervormbaarheid van de cel, maar verhindert het niet de verandering in vorm en vloeibaarheid. In dit geval is ook de versterking van het membraan mogelijk. Dit gebeurt door de vorming van de celwand door protisten, bacteriën, planten en schimmels. Bij dieren, inclusief de menselijke soort, is de celwand het eenvoudigst en wordt deze alleen vertegenwoordigd door de glycocalyx.
In bacteriën is het glycoproteïne, in planten is het cellulose, in schimmels is het chitine. Diatomeeën nemen zelfs silica (siliciumoxide) op in hun celwand, wat de sterkte en mechanische weerstand van de cel aanzienlijk verhoogt. En daarvoor heeft elk organisme een celwand nodig. En het plasmolemma zelf heeft een veel lagere sterkte dan een laag proteoglycanen, cellulose of chitine. Het cytolemma speelt ongetwijfeld een mechanische rol.
Ook zorgen de mechanische functies van het plasmamembraan ervoor dat mitochondriën, chloroplasten, lysosomen, de kern en het endoplasmatisch reticulum in de cel kunnen functioneren en zichzelf beschermen tegen subdrempelschade. Dit is typisch voor elke cel die deze membraanorganellen heeft. Bovendien heeft het plasmamembraan cytoplasmatische uitwassen, waardoor intercellulaire contacten worden gecreëerd. Dit is een voorbeeld van de implementatie van de mechanische functie van het plasmamembraan. De beschermende rol van het membraan wordt ook verzekerd door de natuurlijke weerstand en vloeibaarheid van de lipidedubbellaag.
Communicatieve functie van het cytoplasmatische membraan
Vervoer en ontvangst behoren tot de communicatieve functies. Dezebeide eigenschappen zijn kenmerkend voor het plasmamembraan en karyolemma. Het membraan van organellen heeft niet altijd receptoren of is doordrongen van transportkanalen, maar het karyolemma en cytolemma hebben deze formaties. Door hen worden deze communicatieve functies geïmplementeerd.
Vervoer wordt uitgevoerd door twee mogelijke mechanismen: met de besteding van energie, dat wil zeggen, op een actieve manier, en zonder kosten, door eenvoudige diffusie. De cel kan echter ook stoffen transporteren door fagocytose of pinocytose. Dit wordt gerealiseerd door een wolk van vloeibare of vaste deeltjes op te vangen door uitsteeksels van het cytoplasma. Dan vangt de cel, als met zijn handen, een deeltje of een druppel vloeistof op, trekt het naar binnen en vormt er een cytoplasmatische laag omheen.
Actief transport, diffusie
Actief transport is een voorbeeld van selectieve opname van elektrolyten of voedingsstoffen. Via specifieke kanalen die worden weergegeven door eiwitmoleculen die uit verschillende subeenheden bestaan, dringt een stof of een gehydrateerd ion het cytoplasma binnen. Ionen veranderen het potentieel en voedingsstoffen worden ingebouwd in metabole circuits. En al deze functies van het plasmamembraan in de cel dragen actief bij aan de groei en ontwikkeling ervan.
Oplosbaarheid in lipiden
Zeer gedifferentieerde cellen zoals zenuw-, endocriene of spiercellen gebruiken deze ionenkanalen om rust- en actiepotentialen te genereren. Het wordt gevormd door het osmotische en elektrochemische verschil, en de weefsels krijgen het vermogen om samen te trekken,een impuls opwekken of uitvoeren, op signalen reageren of deze doorgeven. Dit is een belangrijk mechanisme voor de uitwisseling van informatie tussen cellen, dat ten grondslag ligt aan de zenuwregulatie van de functies van het hele organisme. Deze functies van het plasmamembraan van een dierlijke cel zorgen voor de regulering van vitale activiteit, bescherming en beweging van het hele organisme.
Sommige stoffen kunnen zelfs het membraan binnendringen, maar dit is alleen typisch voor moleculen van lipofiele vetoplosbare moleculen. Ze lossen eenvoudig op in de dubbellaag van het membraan en dringen gemakkelijk het cytoplasma binnen. Dit transportmechanisme is typisch voor steroïdhormonen. En de hormonen van de peptidestructuur kunnen het membraan niet binnendringen, hoewel ze ook informatie doorgeven aan de cel. Dit wordt bereikt door de aanwezigheid van receptor (integrale) moleculen op het oppervlak van het plasmalemma. De bijbehorende biochemische mechanismen van signaaloverdracht naar de kern, samen met het mechanisme van directe penetratie van lipidenstoffen door het membraan, vormen een eenvoudiger systeem van humorale regulatie. En al deze functies van de integrale eiwitten van het plasmamembraan zijn niet alleen nodig voor één cel, maar voor het hele organisme.
Tafel met functies van het cytoplasmatische membraan
De meest visuele manier om de functies van het plasmamembraan te benadrukken, is een tabel die de biologische rol ervan voor de cel als geheel aangeeft.
| Structuur | Functie | Biologische rol |
| Cytoplasmatisch membraan in de vorm van een lipide dubbellaag metnaar buiten gelegen hydrofobe uiteinden, uitgerust met receptorcomplexen van integrale en oppervlakte-eiwitten | Mechanisch | Behoudt de celvorm, beschermt tegen mechanische subdrempeleffecten, behoudt de celintegriteit |
| Vervoer | Transporteert vloeibare druppeltjes, vaste deeltjes, macromoleculen en gehydrateerde ionen naar de cel met of zonder energieverbruik | |
| Receptor | Het heeft receptormoleculen op het oppervlak die dienen om informatie door te geven aan de kern | |
| Lijm | Door uitsteeksels van het cytoplasma vormen aangrenzende cellen contacten met elkaar | |
| Elektrogeen | Biedt voorwaarden voor het genereren van actiepotentiaal en rustpotentiaal van prikkelbare weefsels |
Deze tabel laat duidelijk zien welke functies het plasmamembraan vervult. Alleen het celmembraan, dat wil zeggen de lipidedubbellaag die de hele cel omringt, speelt deze rollen. Binnenin zijn er organellen, die ook membranen hebben. Hun rollen moeten worden geschetst.
Functies van het plasmamembraan: schema
De volgende organellen verschillen in de aanwezigheid van membranen in de cel: kern, ruw en glad endoplasmatisch reticulum, Golgi-complex, mitochondriën, chloroplasten, lysosomen. in elk vandeze organellen speelt het membraan een cruciale rol. Je kunt het beschouwen aan de hand van het voorbeeld van een tabel in tabelvorm.
| Organella en membraan | Functie | Biologische rol |
| Kern, kernmembraan | Mechanisch | Mechanische functies van het plasmamembraan van het cytoplasma van de kern zorgen ervoor dat het zijn vorm behoudt en structurele schade voorkomt |
| Barrière | Scheiding van nucleoplasma en cytoplasma | |
| Vervoer | Het heeft transportporiën voor de uitgang van ribosomen en boodschapper-RNA uit de kern en de binnenkomst van voedingsstoffen, aminozuren en stikstofbasen in het interieur | |
| Mitochondrion, mitochondriaal membraan | Mechanisch | De vorm van de mitochondriën behouden, mechanische schade voorkomen |
| Vervoer | Ionen en energiesubstraten worden door het membraan getransporteerd | |
| Elektrogeen | Biedt het genereren van transmembraanpotentieel, dat de basis is van de energieproductie in de cel | |
| Chloroplasten, plastidemembraan | Mechanisch | Ondersteunt de vorm van plastiden, voorkomt hun mechanische schade |
| Vervoer | Zorgt voor transport van stoffen | |
| Endoplasmatisch reticulum, membraan van het netwerk | Mechanisch en omgevingsvormend | Biedt de aanwezigheid van een holte waar de processen van eiwitsynthese en hun post-translationele modificatie plaatsvinden |
| Golgi-apparaat, membraan van blaasjes en reservoirs | Mechanisch en omgevingsvormend | Rol zie hierboven |
| Lysosomen, lysosomaal membraan |
Mechanisch Barrière |
Behoud van de vorm van het lysosoom, het voorkomen van mechanische schade en het vrijkomen van enzymen in het cytoplasma, waardoor het wordt beperkt door lytische complexen |
Dierencelmembranen
Dit zijn de functies van het plasmamembraan in de cel, waar het een belangrijke rol speelt voor elk organel. Bovendien moeten een aantal functies worden gecombineerd tot één - tot een beschermende. Met name de barrière en mechanische functies worden gecombineerd tot een beschermende. Bovendien zijn de functies van het plasmamembraan in een plantencel bijna identiek aan die in een dierlijke en bacteriële cel.
De dierlijke cel is de meest complexe en sterk gedifferentieerde cel. Hier bevinden zich veel meer integrale, semi-integrale en oppervlakte-eiwitten. In het algemeen is de membraanstructuur bij meercellige organismen altijd complexer dan bij eencellige. En welke functies het plasmamembraan van een bepaalde cel vervult, bepa alt of het wordt geclassificeerd als epitheel, verbindend ofprikkelbaar weefsel.
