Co je buněčná membrána?

Jednoduše řečeno lze buněčnou membránu považovat za kůži nebo ochrannou bariéru buňky. Zachovává všechny vnitřní komponenty - nebo cytoplazmu - buňky uvnitř a vnější předměty mimo ni. Jeho hlavním účelem je udržovat integritu buňky a určovat, co může do buňky vstoupit a odejít.

Buněčná membrána je tvořena lipidovou dvojvrstvou. Lipidové molekuly jsou tvořeny ve dvou řadách, z nichž každá je zrcadlovým obrazem druhé řady. Dvě části tvoří strukturu lipidových molekul - hydrofobní a hydrofilní část. Hydrofobní část se vyhýbá vodě a molekulám podobným vodě a tvářím dovnitř, čímž tvoří střed lipidové dvojvrstvy, zatímco hydrofilní část přitahuje vodu nebo molekuly podobné vodám a směřuje ven. Lze tak založit základ modelu tekutinové mozaiky.

Model tekutinové mozaiky buněčné membrány byl objeven v roce 1972. Popisuje uspořádání proteinů uvnitř nebo na lipidové dvojvrstvu. Proteiny se do něj vkládají mnoha různými způsoby a vytvářejí mozaiku proteinů. Proteiny, které procházejí lipidovou dvojvrstvou, jsou důležité pro transport malých molekul přes membránu.

Protože buněčná membrána je polopropustná, pouze určité malé molekuly mohou procházet tam a zpět přes buněčnou membránu procesem zvaným difúze. Než však může dojít k difúzi, musí být membrána propustná nebo otevřená pro malou molekulu, která se snaží křížit - podobně jako otevřené dveře. Pokud buněčná membrána není propustná, malá molekula nebude moci projít - a dveře lze považovat za zavřené. Kromě toho malá molekula může procházet pouze z oblasti, která je více přeplněná, do oblasti, která je méně přeplněná. Například, pokud se chce aminokyselina pohybovat přes membránu do buňky a buněčná membrána je propustná pro aminokyselinu, musí existovat více aminokyselin mimo buňku a méně aminokyselin uvnitř buňky, aby se aminokyselina mohla vstoupit do buňky difúzí.

Dalším procesem probíhajícím přes buněčnou membránu je usnadněný transport. U některých malých molekul mohou proteiny, které se nacházejí uvnitř buněčné membrány, také pomoci těmto molekulám procházet membránou. Je to téměř jako by je doprovázely proteiny. Podobně jako difúze může dojít k usnadnění transportu pouze tehdy, pokud se molekuly pohybují z oblasti s vyšší koncentrací do nižší koncentrace - nebo z oblasti s více molekulami do oblasti s menším počtem molekul.

Nakonec molekuly mohou procházet buněčnou membránou aktivním transportem. V aktivním transportu se molekuly pohybují z oblastí s nižší koncentrací na vyšší koncentraci - na rozdíl od difúze a usnadnění transportních procesů - proti koncentračnímu gradientu. K překonání gradientu je zapotřebí energie ve formě adenosintrifosfátu (ATP). ATP lze použít pro několik různých buněčných aktivit, od pohybu po reprodukci.