La membrana plasmàtica és una bicapa lipídica amb proteïnes, canals iònics i molècules receptores incorporades al seu gruix. Es tracta d'una barrera mecànica que separa el citoplasma de la cèl·lula de l'espai pericel·lular, alhora que és l'única connexió amb el medi extern. Per tant, el plasmolema és una de les estructures més importants de la cèl·lula, i les seves funcions li permeten existir i interactuar amb altres grups cel·lulars.
Visió general de les funcions del citolema
La membrana plasmàtica en la forma en què està present en una cèl·lula animal és característica de molts organismes de diferents regnes. Els bacteris i els protozous, els organismes dels quals estan representats per una sola cèl·lula, tenen una membrana citoplasmàtica. I els animals, els fongs i les plantes com a organismes pluricel·lulars no l'han perdut en el procés d'evolució. No obstant això, en diferents regnes d'organismes viusel citolema és una mica diferent, encara que les seves funcions segueixen sent les mateixes. Es poden dividir en tres grups: delimitació, transport i comunicació.
El grup de funcions delimitadores inclou la protecció mecànica de la cèl·lula, el manteniment de la seva forma, la protecció del medi extracel·lular. La membrana exerceix un grup de funcions de transport a causa de la presència de proteïnes específiques, canals iònics i portadors de determinades substàncies. Les funcions comunicatives del citolema inclouen la funció del receptor. A la superfície de la membrana hi ha un conjunt de complexos receptors, a través dels quals la cèl·lula participa en els mecanismes de transferència d'informació humoral. Tanmateix, també és important que el plasmolemma envolti no només la cèl·lula, sinó també alguns dels seus orgànuls de membrana. En ells, fa el mateix paper que en el cas de tota la cel·la.
Funció de barrera
Les funcions de barrera de la membrana plasmàtica són múltiples. Protegeix el medi intern de la cèl·lula amb la concentració predominant de substàncies químiques del seu canvi. La difusió es produeix en les dissolucions, és a dir, l'autoequivalència de la concentració entre mitjans amb diferents continguts de determinades substàncies en ells. El plasmalema només bloqueja la difusió evitant el flux de líquid i ions en qualsevol direcció. Així, la membrana limita el citoplasma amb una certa concentració d'electròlits del medi pericel·lular.
La segona manifestació de la funció de barrera de la membrana plasmàtica és la protecció contra ambients forts àcids i forts alcalins. Membrana plasmàtica construïdade manera que els extrems hidrofòbics de les molècules lipídiques estiguin mirant cap a fora. Per tant, sovint distingeix entre entorns intracel·lulars i extracel·lulars amb diferents valors de pH. És essencial per a la vida cel·lular.
Funció de barrera de les membranes dels orgànuls
Les funcions de barrera de la membrana plasmàtica també són diferents perquè depenen de la seva ubicació. En particular, el caryolemma, és a dir, la bicapa lipídica del nucli, el protegeix dels danys mecànics i separa l'entorn nuclear del citoplasmàtic. A més, es creu que el cariolema està inextricablement lligat a la membrana del reticle endoplasmàtic. Per tant, tot el sistema es considera com un únic dipòsit d'informació hereditària, un sistema de síntesi de proteïnes i un grup de modificacions post-traduccionals de molècules de proteïnes. La membrana del reticle endoplasmàtic és necessària per mantenir la forma dels canals de transport intracel·lular pels quals es mouen les molècules de proteïnes, lípids i carbohidrats.
La membrana mitocondrial protegeix els mitocondris, mentre que la membrana plastid protegeix els cloroplasts. La membrana lisosomal també juga el paper de barrera: a l'interior del lisosoma hi ha un entorn de pH agressiu i espècies reactives d'oxigen que poden danyar les estructures de l'interior de la cèl·lula si hi penetren. La membrana, d' altra banda, és una barrera universal, alhora que permet als lisosomes "digerir" les partícules sòlides i limita el lloc d'acció dels enzims.
Funció mecànica de la membrana plasmàtica
Les funcions mecàniques de la membrana plasmàtica també són heterogènies. En primer lloc, la membrana plasmàtica suportaforma cel·lular. En segon lloc, limita la deformabilitat de la cèl·lula, però no impedeix el canvi de forma i fluïdesa. En aquest cas, també és possible l'enfortiment de la membrana. Això es produeix a causa de la formació de la paret cel·lular per protistes, bacteris, plantes i fongs. En els animals, inclosa l'espècie humana, la paret cel·lular és la més simple i només està representada pel glicocàlix.
En bacteris és glicoproteïna, en plantes és cel·lulosa, en fongs és quitinosa. Les diatomees fins i tot incorporen sílice (òxid de silici) a la seva paret cel·lular, la qual cosa augmenta significativament la força i la resistència mecànica de la cèl·lula. I tot organisme necessita una paret cel·lular per a això. I el plasmolema en si té una força molt menor que una capa de proteoglicans, cel·lulosa o quitina. No hi ha dubte que el citolema té un paper mecànic.
A més, les funcions mecàniques de la membrana plasmàtica permeten que els mitocondris, els cloroplasts, els lisosomes, el nucli i el reticle endoplasmàtic funcionin a l'interior de la cèl·lula i es protegeixen dels danys subllindars. Això és típic de qualsevol cèl·lula que tingui aquests orgànuls de membrana. A més, la membrana plasmàtica té excreixes citoplasmàtiques, a través de les quals es creen contactes intercel·lulars. Aquest és un exemple de la implementació de la funció mecànica de la membrana plasmàtica. El paper protector de la membrana també està assegurat per la resistència natural i la fluïdesa de la bicapa lipídica.
Funció comunicativa de la membrana citoplasmàtica
El transport i la recepció es troben entre les funcions comunicatives. Aquestsambdues qualitats són característiques de la membrana plasmàtica i del cariolema. La membrana dels orgànuls no sempre té receptors o està impregnada de canals de transport, però el cariolema i el citolema tenen aquestes formacions. És a través d'ells que s'implementen aquestes funcions comunicatives.
El transport s'implementa per dos possibles mecanismes: amb la despesa d'energia, és a dir, de manera activa, i sense despesa, per simple difusió. Tanmateix, la cèl·lula també pot transportar substàncies per fagocitosi o pinocitosi. Això s'aconsegueix capturant un núvol de partícules líquides o sòlides mitjançant protuberàncies del citoplasma. Aleshores, la cèl·lula, com amb les seves mans, captura una partícula o una gota de líquid, l'atrapa i forma una capa citoplasmàtica al seu voltant.
Transport actiu, difusió
El transport actiu és un exemple d'absorció selectiva d'electròlits o nutrients. A través de canals específics representats per molècules de proteïnes formades per diverses subunitats, una substància o un ió hidratat penetra al citoplasma. Els ions canvien els potencials i els nutrients s'incorporen als circuits metabòlics. I totes aquestes funcions de la membrana plasmàtica a la cèl·lula contribueixen activament al seu creixement i desenvolupament.
Liposolubilitat
Cèl·lules molt diferenciades com les cèl·lules nervioses, endocrines o musculars utilitzen aquests canals iònics per generar potencials d'acció i repòs. Es forma a causa de la diferència osmòtica i electroquímica, i els teixits guanyen la capacitat de contraure's,generar o conduir un impuls, respondre a senyals o transmetre'ls. Aquest és un mecanisme important per a l'intercanvi d'informació entre cèl·lules, que subjau a la regulació nerviosa de les funcions de tot l'organisme. Aquestes funcions de la membrana plasmàtica d'una cèl·lula animal proporcionen la regulació de l'activitat vital, la protecció i el moviment de tot l'organisme.
Algunes substàncies fins i tot poden penetrar a la membrana, però això és típic només per a molècules de molècules lipofíliques liposolubles. Simplement es dissolen a la bicapa de la membrana, entrant fàcilment al citoplasma. Aquest mecanisme de transport és típic de les hormones esteroides. I les hormones de l'estructura peptídica són incapaces de penetrar a la membrana, tot i que també transmeten informació a la cèl·lula. Això s'aconsegueix gràcies a la presència de molècules receptores (integrals) a la superfície del plasmalema. Els mecanismes bioquímics associats de transmissió del senyal al nucli, juntament amb el mecanisme de penetració directa de substàncies lipídiques a través de la membrana, constitueixen un sistema més senzill de regulació humoral. I totes aquestes funcions de les proteïnes integrals de la membrana plasmàtica les necessita no només una cèl·lula, sinó tot l'organisme.
Taula de funcions de la membrana citoplasmàtica
La manera més visual de destacar les funcions de la membrana plasmàtica és una taula que indica el seu paper biològic per a la cèl·lula en conjunt.
| Estructura | Funció | Rol biològic |
| Membrana citoplasmàtica en forma de bicapa lipídica ambextrems hidrofòbics situats a l'exterior, equipats amb complexos receptors de proteïnes integrals i superficials | Mecànic | Manté la forma cel·lular, protegeix contra efectes mecànics subllindars, preserva la integritat cel·lular |
| Transport | Transporta gotes líquides, partícules sòlides, macromolècules i ions hidratats a la cèl·lula amb o sense despesa energètica | |
| Receptor | Té molècules receptores a la seva superfície que serveixen per transmetre informació al nucli | |
| Adhesiu | A causa de les protuberàncies del citoplasma, les cèl·lules veïnes formen contactes entre elles | |
| Electrogènic | Ofereix condicions per a la generació de potencial d'acció i potencial de repòs dels teixits excitables |
Aquesta taula mostra clarament quines funcions realitza la membrana plasmàtica. Tanmateix, només la membrana cel·lular, és a dir, la bicapa lipídica que envolta tota la cèl·lula, juga aquests papers. A l'interior hi ha orgànuls, que també tenen membranes. S'han de descriure els seus rols.
Funcions de la membrana plasmàtica: esquema
Els següents orgànuls es diferencien per la presència de membranes a la cèl·lula: nucli, reticle endoplasmàtic rugós i llis, complex de Golgi, mitocondris, cloroplasts, lisosomes. En cadascuna deaquests orgànuls, la membrana juga un paper crucial. Podeu considerar-ho fent servir l'exemple d'un esquema tabular.
| Organel·la i membrana | Funció | Rol biològic |
| Nucli, membrana nuclear | Mecànic | Les funcions mecàniques de la membrana plasmàtica del citoplasma del nucli li permeten mantenir la seva forma, prevenir l'aparició de danys estructurals |
| Barra | Separació de nucleoplasma i citoplasma | |
| Transport | Disposa de porus de transport per a la sortida dels ribosomes i l'ARN missatger del nucli i l'entrada de nutrients, aminoàcids i bases nitrogenades a l'interior | |
| Mitocondri, membrana mitocondrial | Mecànic | Mantenir la forma dels mitocondris, evitant danys mecànics |
| Transport | Els ions i els substrats energètics es transfereixen a través de la membrana | |
| Electrogènic | Ofereix la generació de potencial transmembrana, que és la base de la producció d'energia a la cèl·lula | |
| Cloroplasts, membrana plastidia | Mecànic | Suporta la forma dels plastids, prevé el seu dany mecànic |
| Transport | Ofereix transport de substàncies | |
| Reticle endoplasmàtic, membrana de la xarxa | Mecànic i ambiental | Proporciona la presència d'una cavitat on tenen lloc els processos de síntesi de proteïnes i la seva modificació post-traduccional |
| Aparell de Golgi, membrana de vesícules i cisternes | Mecànic i ambiental | Rol vegeu més amunt |
| Lisosomes, membrana lisosomal |
Mecànic Barra |
Mantenint la forma del lisosoma, evitant danys mecànics i l'alliberament d'enzims al citoplasma, limitant-lo dels complexos lítics |
Membranes de cèl·lules animals
Aquestes són les funcions de la membrana plasmàtica a la cèl·lula, on té un paper important per a tots els orgànuls. A més, una sèrie de funcions s'han de combinar en una, en una de protectora. En particular, les funcions de barrera i mecàniques es combinen en una de protecció. A més, les funcions de la membrana plasmàtica en una cèl·lula vegetal són gairebé idèntiques a les d'una cèl·lula animal i bacteriana.
La cèl·lula animal és la més complexa i molt diferenciada. Aquí es troben moltes més proteïnes integrals, semiintegrals i de superfície. En general, en els organismes pluricel·lulars, l'estructura de la membrana és sempre més complexa que en els unicel·lulars. I quines funcions realitza la membrana plasmàtica d'una cèl·lula determinada determina si es classificarà com a epitelial, connectiva oteixit excitable.
