Che cos'è una membrana cellulare?
In termini semplici, la membrana cellulare può essere pensata come la pelle o la barriera protettiva della cellula. Mantiene tutti i componenti interni - o citoplasma - di una cellula al suo interno e gli elementi esterni al di fuori di esso. Il suo scopo principale è mantenere l'integrità della cella e determinare cosa può entrare e uscire dalla cella.
La membrana cellulare è composta da un doppio strato lipidico. Le molecole lipidiche si formano in due file, ogni riga è un'immagine speculare dell'altra riga. Due parti compongono la struttura delle molecole lipidiche: una sezione idrofobica e una idrofila. La sezione idrofobica evita che molecole e facce simili all'acqua e all'acqua formino il centro del doppio strato lipidico, mentre la sezione idrofila attira acqua e molecole simili all'acqua e si affaccia verso l'esterno. Pertanto, è possibile stabilire le basi del modello a mosaico fluido.
Il modello a mosaico fluido della membrana cellulare è stato scoperto nel 1972. Descrive la disposizione delle proteine all'interno o sul doppio strato lipidico. Le proteine vi vengono inserite in molti modi diversi, formando un mosaico di proteine. Le proteine che attraversano il doppio strato lipidico sono importanti per il trasporto di piccole molecole attraverso la membrana.
Poiché la membrana cellulare è semi-permeabile, solo alcune piccole molecole possono passare avanti e indietro attraverso la membrana cellulare attraverso un processo chiamato diffusione. Tuttavia, prima che possa avvenire la diffusione, la membrana deve essere permeabile o aperta alla piccola molecola che sta tentando di attraversare, proprio come una porta aperta. Se la membrana cellulare non è permeabile, la piccola molecola non potrà passare - e la porta può essere considerata chiusa. Inoltre, una piccola molecola può passare solo da un'area più affollata a un'area meno affollata. Ad esempio, se un amminoacido vuole spostarsi attraverso una membrana in una cellula e la membrana cellulare è permeabile all'amminoacido, ci devono essere più amminoacidi all'esterno della cellula e meno amminoacidi all'interno della cellula affinché l'amminoacido possa entra nella cellula tramite diffusione.
Un altro processo che avviene attraverso la membrana cellulare è il trasporto facilitato. Per alcune piccole molecole, le proteine che si trovano all'interno della membrana cellulare possono anche aiutare quelle molecole a passare attraverso la membrana. È quasi come se le proteine li scortassero attraverso. Come la diffusione, il trasporto facilitato può avvenire solo se le molecole si spostano da un'area di concentrazione più alta a concentrazione più bassa, oppure da un'area con più molecole a un'area con meno molecole.
Infine, le molecole possono attraversare una membrana cellulare attraverso il trasporto attivo. Nel trasporto attivo, le molecole viaggiano da aree di concentrazione più bassa a concentrazione più elevata - contrariamente alla diffusione e ai processi di trasporto facilitati - contro il gradiente di concentrazione. Per andare contro il gradiente, è necessaria energia sotto forma di adenosina trifosfato (ATP). L'ATP può essere utilizzato per diverse attività cellulari che vanno dal movimento alla riproduzione.