เยื่อหุ้มเซลล์

เราอธิบายว่าเยื่อหุ้มเซลล์คืออะไรและมีลักษณะเฉพาะบางประการ นอกจากนี้ หน้าที่และโครงสร้างของชั้นไขมันนี้

เยื่อหุ้มเซลล์มีความหนาเฉลี่ย 7.3 นาโนเมตร

เยื่อหุ้มเซลล์คืออะไร?

ฟอสโฟลิปิดสองชั้นที่ล้อมรอบและแบ่งเซลล์ออกเรียกว่าเยื่อหุ้มเซลล์ เยื่อหุ้มพลาสมา พลาสมาเลมมา หรือเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม เซลล์แยกภายในออกจากภายนอกและให้สมดุลทางกายภาพและเคมีระหว่างสิ่งแวดล้อมและ ไซโตพลาสซึม ของเซลล์ เป็นส่วนนอกสุดของเซลล์

เมมเบรนนี้ไม่สามารถมองเห็นได้ กล้องจุลทรรศน์ออปติคอล (ใช่สำหรับอิเล็กทรอนิกส์) เนื่องจากมีความหนาเฉลี่ย 8 นาโนเมตร (1 นาโนเมตร = 10-9 ม.) และตั้งอยู่ใน เซลล์ผัก และในกลุ่มของ เห็ด, ใต้ผนังเซลล์.

ลักษณะสำคัญของเยื่อหุ้มเซลล์คือการซึมผ่านแบบคัดเลือก นั่นคือ ความสามารถในการอนุญาตหรือปฏิเสธการเข้ามาของบางอย่าง โมเลกุล เข้าไปในเซลล์จึงควบคุมการผ่านของ น้ำสารอาหารหรือเกลือไอออนิกเพื่อให้ไซโตพลาสซึมอยู่ในสภาวะที่เหมาะสมของศักย์ไฟฟ้าเคมี (ประจุลบ) pH หรือความเข้มข้น

การทำงานของเยื่อหุ้มเซลล์

เมมเบรนช่วยให้สารที่ต้องการผ่านและสารที่ไม่ต้องการผ่านได้

เยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่ดังต่อไปนี้:

  • การกำหนดเขต มันกำหนดและปกป้องเซลล์ในทางกลไก โดยแยกแยะภายนอกจากภายใน และเซลล์หนึ่งจากอีกเซลล์หนึ่ง นอกจากนี้ยังเป็นแนวป้องกันแรกสำหรับตัวแทนผู้บุกรุกรายอื่น
  • การจัดการ. ความสามารถในการคัดเลือกช่วยให้สามารถหลีกทางให้กับสารที่ต้องการในเซลล์และปฏิเสธการเข้าสู่สารที่ไม่ต้องการซึ่งทำหน้าที่เป็น การสื่อสาร ระหว่างภายนอกและภายในขณะควบคุมการจราจรดังกล่าว
  • การเก็บรักษา ผ่านการแลกเปลี่ยนของเหลวและสาร เมมเบรนช่วยรักษาความเข้มข้นของน้ำและอื่น ๆ ให้คงที่ ตัวละลาย ในไซโตพลาสซึม ให้รักษาระดับ pH และประจุไฟฟ้าเคมีให้คงที่
  • การสื่อสาร. เมมเบรนสามารถตอบสนองต่อสิ่งเร้าจากภายนอก ส่งข้อมูลไปยังภายในเซลล์ และตั้งค่าให้เคลื่อนไหวกระบวนการบางอย่าง เช่น การแบ่งเซลล์ ความเคลื่อนไหว เซลล์หรือการแยกสารชีวเคมี

โครงสร้างเยื่อหุ้มเซลล์

ไขมันส่วนใหญ่เป็นโคเลสเตอรอล แต่ยังรวมถึงฟอสโฟกลีเซอไรด์และสฟิงโกลิปิดด้วย

เยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วย . 2 ชั้น ไขมัน แอมฟิพาทิกซึ่งมีหัวขั้วที่ชอบน้ำ (ความสัมพันธ์กับน้ำ) ถูกจัดวางเข้าและออกจากเซลล์ ทำให้ส่วนที่ไม่ชอบน้ำ (การปฏิเสธน้ำ) ของพวกมันสัมผัสกัน คล้ายกับแซนด์วิช ลิปิดเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นโคเลสเตอรอล แต่ยังรวมถึงฟอสโฟกลีเซอไรด์และสฟิงโกลิปิดด้วย

นอกจากนี้ยังเป็นเจ้าของ 20% ของ โปรตีน อินทิกรัลและอุปกรณ์ต่อพ่วง ซึ่งทำหน้าที่ของการเชื่อมต่อ การขนส่ง การรับ และการเร่งปฏิกิริยา โปรตีนเมมเบรนที่เป็นส่วนประกอบหนึ่งถูกฝังอยู่ใน bilayer โดยมีพื้นผิวที่ชอบน้ำซึ่งสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำและพื้นผิวที่ไม่ชอบน้ำเมื่อสัมผัสกับภายในที่ไม่ชอบน้ำของ bilayer

โปรตีนทรานส์เมมเบรนเป็นโปรตีนอินทิกรัลที่ครอบคลุมความหนาของเมมเบรนอย่างสมบูรณ์ โปรตีนจากเยื่อหุ้มส่วนต่อพ่วงเชื่อมโยงกับพื้นผิวของ bilayer โดยปกติแล้วจะจับกับบริเวณที่เปิดเผยของโปรตีนที่เป็นส่วนประกอบ และแยกออกจากกันได้ง่ายโดยไม่รบกวนโครงสร้างเมมเบรน ขอบคุณพวกเขายังมีการจดจำเซลล์ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของการสื่อสารทางชีวเคมี

สุดท้าย เยื่อหุ้มเซลล์มีส่วนประกอบของคาร์โบไฮเดรต (น้ำตาล) ไม่ว่าจะเป็นพอลิแซ็กคาไรด์หรือโอลิโกแซ็กคาไรด์ ซึ่งพบที่ด้านนอกของเยื่อหุ้มเซลล์ ก่อตัวเป็นไกลโคคาไลซ์ น้ำตาลเหล่านี้เป็นเพียง 8% ของน้ำหนักแห้งของเมมเบรนและทำหน้าที่เป็นวัสดุรองรับ เป็นตัวระบุในการสื่อสารระหว่างเซลล์ และเพื่อป้องกันพื้นผิวเซลล์จากการรุกรานทางกลและทางเคมี

การขนส่งแบบแอคทีฟและการขนส่งแบบพาสซีฟ

เมมเบรนสร้างช่องภายใน เซลล์ยูคาริโอต ช่วยให้มีฟังก์ชันต่างๆ ที่แยกจากกัน นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นพื้นผิวสำหรับปฏิกิริยาทางชีวเคมี

มากมาย ไอออน และโมเลกุลขนาดเล็กเคลื่อนที่ผ่านเยื่อหุ้มชีวภาพโดยการขนส่งแบบพาสซีฟ (โดยไม่ใช้พลังงาน) และโดยการขนส่งแบบแอคทีฟ (ด้วยค่าใช้จ่ายด้านพลังงาน)

การแพร่กระจายคือการเคลื่อนที่สุทธิของสารลงระดับความเข้มข้นจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงกว่าไปยังระดับความเข้มข้นต่ำกว่าหนึ่ง

การขนส่งแบบพาสซีฟผ่านลิปิดไบเลเยอร์เรียกว่าการแพร่แบบง่าย และที่ดำเนินการผ่านช่องไอออนและโปรตีนเมมเบรนเรียกว่าการแพร่แบบอำนวยความสะดวก

ดิ ออสโมซิส เป็นประเภทของการแพร่กระจายที่โมเลกุลของน้ำผ่านเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้จากบริเวณที่มีความเข้มข้นของน้ำที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นที่มีประสิทธิผลต่ำกว่า

ในการขนส่งแบบแอคทีฟ เซลล์ใช้พลังงานเมตาบอลิซึมเพื่อเคลื่อนไอออนหรือโมเลกุลผ่านเมมเบรน เทียบกับการไล่ระดับความเข้มข้น

การขนส่งแบบแอคทีฟปฐมภูมิหรือที่เรียกว่าการขนส่งแบบแอคทีฟโดยตรงใช้พลังงานเมตาบอลิซึมโดยตรงเพื่อขนส่งโมเลกุลผ่านเมมเบรน ตัวอย่างเช่น ปั๊มโซเดียม-โพแทสเซียมใช้ ATP เพื่อปั๊มโซเดียมไอออนออกจากเซลล์และโพแทสเซียมไอออนเข้าสู่เซลล์

ในการขนส่งร่วม (cotransport) หรือที่เรียกว่าการขนส่งทางอ้อม ตัวละลายสองตัวจะถูกถ่ายโอนในเวลาเดียวกัน ปั๊ม ATP แบบขับเคลื่อนจะรักษาระดับความเข้มข้น ดังนั้นโปรตีนตัวพาจึงให้ตัวละลายสองตัว ตัวถูกละลายจะเคลื่อนลงไล่ระดับความเข้มข้นและใช้พลังงานที่ปล่อยออกมาเพื่อเคลื่อนตัวถูกละลายอีกตัวหนึ่งไปต้านการไล่ระดับความเข้มข้น

เอนโดไซโทซิสและเอ็กโซไซโทซิส

ในเอนโดไซโทซิส สารจะรวมอยู่ในเซลล์

วัสดุที่มีขนาดใหญ่กว่าบางชนิด เช่น โมเลกุลขนาดใหญ่ อนุภาคของ อาหาร หรือแม้แต่เซลล์ขนาดเล็ก พวกมันยังเคลื่อนเข้าหรือออกจากเซลล์ พวกมันถูกถ่ายโอนโดย exocytosis และ endocytosis เช่นเดียวกับการขนส่งแบบแอคทีฟ กระบวนการเหล่านี้ต้องการพลังงานจากเซลล์โดยตรง สิ่งนี้เกิดขึ้นจากการก่อตัวของถุงน้ำในเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งขึ้นอยู่กับว่าพวกเขาเข้าหรือออกปล่อยให้วัสดุที่ต้องการละลายใน ไซโตพลาสซึม หรือในทางกลับกัน ใน สิ่งแวดล้อม.

  • ในระบบเอ็กโซไซโทซิส เซลล์ถูกขับออก สาร ของเสียหรือสารคัดหลั่ง (เช่น ฮอร์โมน) โดยการหลอมรวมของถุงน้ำกับพลาสมาเมมเบรน
  • ในเอนโดไซโทซิส วัสดุถูกรวมเข้ากับเซลล์ กลไกการเอนโดไซโทซิสหลายประเภททำงานในระบบชีวภาพ ซึ่งรวมถึงฟาโกไซโทซิส พิโนไซโทซิส และเอนโดไซโทซิสที่อาศัยรีเซพเตอร์
    • ในพิโนไซโตซิส ("เซลล์ดื่ม") เซลล์รับวัสดุที่ละลาย
    • ในเอนโดไซโทซิสที่อาศัยตัวรับโมเลกุลจำเพาะรวมกับโปรตีนตัวรับบนเยื่อหุ้มพลาสมา endocytosis ที่อาศัยตัวรับเป็นกลไกหลักที่เซลล์ยูคาริโอตใช้โมเลกุลขนาดใหญ่
    • ในฟาโกไซโตซิส (ตัวอักษร "กินเซลล์") เซลล์กินอนุภาคของแข็งขนาดใหญ่เป็นอาหารหรือ แบคทีเรีย. หลังมีความสำคัญในกรณีของเซลล์บางชนิดและ สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว ที่กลืน (ห่อในเมมเบรน) วัสดุถึง โภชนาการ.
!-- GDPR -->