La membrana cellulare

La membrana cellulare è lo strato esterno della cellula. La funzione primaria della membrana cellulare è quella di regolare quali sostanze entrano ed escono dalla cellula. La membrana cellulare è selettivamente permeabile, o “semi-permeabile”, il che significa che la membrana permette solo a certe sostanze di entrare o uscire dalla cellula. Gli scienziati usano quello che è chiamato il modello del mosaico fluido per descrivere la struttura e la funzione della membrana cellulare.

Parti & loro funzioniModifica

Questa complessa “membrana biologica” contiene diverse parti e ciascuna di queste parti ha una funzione specifica:

• Lo strato fosfolipidico, o altrimenti noto come “strato lipidico”, è una delle parti più grandi della membrana cellulare. Contiene due strati di fosfolipidi (teste di fosfato + code di lipidi) e permette a piccole molecole come acqua, ossigeno e anidride carbonica di entrare o uscire dalla cellula.
• Le proteine si trovano all’interno o sulla superficie della membrana cellulare e sono in grado di svolgere molte funzioni vitali: Le proteine trasportano grandi molecole dentro e fuori le cellule (trasporto), regolano le reazioni chimiche che avvengono intorno alla membrana cellulare (attività enzimatica), inviano messaggi ad altre cellule (messaggeri), riconoscono gli invasori cellulari/cellule pericolose (riconoscimento cellulare), e le proteine rinforzano la struttura della membrana cellulare (supporto).
• Le catene di carboidrati, o glicolipidi/glicoproteine, sono catene che si trovano sulla superficie della membrana cellulare che sono fatte di carboidrati + lipidi (o) proteine. La funzione primaria di queste catene è quella di riconoscere le cellule dannose (riconoscimento cellula-cellula).
• Le catene di colesterolo aiutano la struttura della membrana cellulare e la sua capacità di controllare il passaggio di diverse molecole come gli ioni di sodio (Na+).

Il trasporto attraverso la membrana cellulareModifica

La membrana cellulare deve spostare acqua, ossigeno, anidride carbonica, glucosio e ioni attraverso la membrana stessa. Questo per aiutare gli organismi a mantenere l’omeostasi (mantenendo la temperatura dell’organismo, i livelli di acqua e di glucosio) e a liberarsi dei rifiuti. La membrana cellulare aiuta l’organismo a compiere queste azioni vitali. La nostra membrana cellulare muove queste molecole in due modi:

Trasporto passivoModifica

Il trasporto passivo consiste nel muovere le molecole dentro o fuori la cellula senza usare energia (la popolazione si muove, non le singole molecole). Le molecole, in un trasporto passivo, di solito si muovono attraverso una membrana da dove ci sono PIÙ molecole a dove ce ne sono MENO (da alta concentrazione a bassa concentrazione). Le molecole sono spostate lungo il gradiente di concentrazione. L’equilibrio è raggiunto quando la concentrazione della molecola che si sta muovendo è uguale su entrambi i lati di una membrana. I tipi di trasporto passivo includono: diffusione, osmosi e diffusione facilitata.

Diffusione facilitata

La diffusione facilitata è quando le molecole che sono troppo grandi per passare attraverso il bilayer fosfolipidico, quindi una “proteina canale” viene usata per aiutarle a muoversi da dove ci sono più molecole a dove ce ne sono meno. Le molecole che usano questo processo per muoversi dentro e fuori la membrana cellulare includono glucosio, acqua, ioni e aminoacidi/lipidi.

Trasporto attivoModifica

Il trasporto attivo è spostare molecole dentro o fuori la cellula CON energia! Le molecole di solito si muovono attraverso una membrana da dove ci sono MENO molecole a dove ci sono PIÙ molecole (Bassa concentrazione → Alta concentrazione). Le molecole, in un trasporto attivo, si muovono CONTRO il gradiente di concentrazione. I tipi di trasporto attivo includono l’esocitosi e l’endocitosi.

L’endocitosi consiste nel portare elementi nella cellula attraverso il ripiegamento della membrana (trasporto di massa). Questo è un tipo di trasporto attivo, quindi richiede energia. I globuli bianchi sono un grande esempio di questa forma di trasporto attivo. Quando i globuli bianchi fagocitano gli invasori nel tuo corpo, questo è noto come esocitosi. L’esositosi è portare gli oggetti fuori dalla cellula attraverso il ripiegamento della membrana. Questo è, di nuovo, un tipo di trasporto attivo, e quindi richiede energia. Il paramecio che espelle acqua attraverso il vacuolo contrattile (in una cellula) è un esempio di esositosi. Il trasporto attivo aiuterà a spostare grandi molecole, come il glucosio e le proteine, attraverso la membrana cellulare.

Endocitosi

Nell’endocitosi, la cellula prende molecole formando nuove vescicole dalla membrana plasmatica,

• La fagocitosi, solo negli animali, è dove la cellula cattura una particella inoltrando pseudopodi ad essa e confezionandola in un sacco chiamato vacuolo alimentare. La particella sarà digerita quando il vacuolo alimentare si fonde con un lisosoma.
• Pinocitosi: Una cellula “ingoia” goccioline di fluido extracellulare in minuscole vescicole formate dai ripiegamenti della membrana plasmatica.
• Endocitosi mediata da un recettore: Tipo specializzato e specifico di pinocitosi che permette alla cellula di prendere grandi quantità di sostanze. Sulla membrana ci sono siti di recettori, che si incorporano a soluti specifici. Le proteine del recettore si raggruppano poi. Dopo che il materiale ingerito si libera dalla vescicola, i recettori vengono riciclati.