Struktur af en cellemembran

Kun en meget tynd, fleksibel barriere adskiller indholdet af en celle fra sit miljø. Denne barriere, kaldet cellemembran (eller plasmamembran), tillader selektivt udveksling og passage af visse molekyler, samtidig med at uønskede stoffer holdes ude. Membranen tillader også cellen at kommunikere med andre celler og miljøet omkring det. Både planter og dyr har cellemembraner, men planter, gær og bakterier har også en stiv cellevæg uden for membranen for yderligere støtte og struktur. Cellmembranets unikke funktioner dikterer dets struktur og egenskaber.

Phospholipid Component

En tolags struktur af specielle lipidmolekyler, kaldet fosfolipider, udgør cellemembranen. Hvert phospholipid har to fedtsyrekæder fastgjort til et phosphat-glycerolhoved. Fedtsyrerne er hydrofobe (vandheder), hvor fosfathovedet er hydrofilt (vand-elskende). De to lag af phospholipider placerer sig således, at fedtsyrerne er inde i lagene eller folderne. Ifølge "Carnegie-Mellon: Cellemembranens struktur og funktion", når tolagsmembranen kommer i kontakt med vand, omsætter fosfolipidmolekylerne sig selv til at holde fedtsyrestængerne væk fra vand.

Proteinkomponent

To slags proteiner spredes gennem cellemembranen: integrerede proteiner og perifere proteiner. Integrale proteiner, fremstillet af lange kæder af aminosyrer, passerer gennem hele membranen. Nogle dele af proteinet interagerer med det ydre miljø og andre dele interagerer med celleinteriøret. Derfor betegnes integrerede proteiner også transmembrane proteiner. Integrale proteiner har to hovedfunktioner. De virker som porer, der tillader visse "ioner eller næringsstoffer i cellen" og de "overfører signaler til og ud af cellen", ifølge James Burnette III i Carnegie-Mellon-artiklen.

Til gengæld er perifere proteiner vedhæftes kun til membranoverfladen og tjener som ankre for cytoskelet eller ekstracellulære fibre.

Kulhydrater og cholesteroler

Et kulhydratovertræk kendt som glycocalyx dækker celleoverfladen. Glycocalyx er lavet af korte oligosaccharider bundet til visse typer af transmembrane proteiner. Ifølge "Cellen: Strukturen af ​​Plasmemembranet" tilvejebringer glycocalyxen identiteten af ​​en celle. Det giver grundlæggende et sæt markører, som kan skelne mellem identiske celler og fremmede eller invaderende celler. Glycocalyx tjener også til at beskytte celleoverfladen.

Cholesteroler er en anden type lipider, der findes på cellemembranen. Spredt gennem fedtsyreindretningen forhindrer kolesteroler halerne i at pakke for tæt og hjælpe med at holde membranvæsken.

Mosaic Property

Først foreslået af Singer og Nicolson ("Science" den 18. februar, 1972) som væskemosaikmodellen har cellemembranen to væsentlige funktioner, der gør det muligt at udføre sine funktioner. For det første er cellemembranen en mosaikstruktur af forskellige molekyler. Hver type celle i multicellulære og encellulære organismer vil have en unik samling og kombination af proteiner, kulhydrater og lipider. For eksempel nævner Burnette of Carnegie-Mellon, at membranen af ​​røde blodlegemer har mere end 50 slags proteiner.

Væskeegenskaber

Cellemembranens anden egenskab er dens fluiditet. Fosfolipiderne bevæger sig frit om og omarrangerer sig inden for hvert lag af membranen, men de går sjældent over den hydrofobe region og overfører til det modsatte lag, ifølge Burnette. De hydrofile hoveder er altid på den ydre periferi, og de hydrofobe haler forbliver i kerne af dobbeltlaget.

Membranets flydende egenskaber resulterer i asymmetriske bilayers. Burnette beskriver, at der som reaktion på skiftende omgivelser eller forskellige temperaturer i og uden for cellen kan være flere proteiner eller kulhydratmolekyler på hvert lag til enhver tid, hvilket muliggør selektiv passage af molekyler og ioner over membranen.

En illustration af cellemembranens flydende mosaikegenskaber er præsenteret ved "Carnegie-Mellon: Cellemembranets struktur og funktion".