Błona plazmatyczna to dwuwarstwa lipidowa z białkami, kanałami jonowymi i cząsteczkami receptorowymi wbudowanymi w jej grubość. Jest to mechaniczna bariera oddzielająca cytoplazmę komórki od przestrzeni okołokomórkowej, będąca jednocześnie jedynym połączeniem ze środowiskiem zewnętrznym. Dlatego plazmolemma jest jedną z najważniejszych struktur komórki, a jej funkcje umożliwiają jej istnienie i interakcję z innymi grupami komórek.
Przegląd funkcji cytolemmy
Błona plazmatyczna w formie, w jakiej występuje w komórce zwierzęcej, jest charakterystyczna dla wielu organizmów z różnych królestw. Bakterie i pierwotniaki, których organizmy są reprezentowane przez pojedynczą komórkę, mają błonę cytoplazmatyczną. A zwierzęta, grzyby i rośliny jako organizmy wielokomórkowe nie straciły go w procesie ewolucji. Jednak w różnych królestwach organizmów żywychcytolemma jest nieco inna, chociaż jej funkcje są nadal takie same. Można je podzielić na trzy grupy: delimitację, transport i komunikację.
Grupa funkcji ograniczających obejmuje mechaniczną ochronę komórki, utrzymanie jej kształtu, ochronę przed środowiskiem zewnątrzkomórkowym. Błona pełni funkcję transportową ze względu na obecność określonych białek, kanałów jonowych i nośników niektórych substancji. Funkcje komunikacyjne cytolemmy obejmują funkcję receptora. Na powierzchni błony znajduje się zespół kompleksów receptorowych, za pośrednictwem których komórka uczestniczy w mechanizmach przekazywania informacji humoralnej. Jednak ważne jest również, aby plazmolemma otaczała nie tylko komórkę, ale także niektóre jej organelle błonowe. Odgrywa w nich taką samą rolę, jak w przypadku całej komórki.
Funkcja bariery
Funkcje barierowe błony plazmatycznej są wielorakie. Chroni wewnętrzne środowisko komórki z przeważającym stężeniem chemikaliów przed jego zmianą. Dyfuzja zachodzi w roztworach, czyli samowyrównanie stężenia pomiędzy mediami o różnej zawartości w nich określonych substancji. Plazmalemma po prostu blokuje dyfuzję, uniemożliwiając przepływ cieczy i jonów w dowolnym kierunku. W ten sposób błona ogranicza cytoplazmę z pewnym stężeniem elektrolitów ze środowiska okołokomórkowego.
Drugim przejawem funkcji barierowej błony plazmatycznej jest ochrona przed silnymi środowiskami kwasowymi i alkalicznymi. Wbudowana membrana plazmowatak, że hydrofobowe końce cząsteczek lipidów są skierowane na zewnątrz. Dlatego często rozróżnia się środowiska wewnątrzkomórkowe i zewnątrzkomórkowe o różnych wartościach pH. Jest niezbędny do życia komórkowego.
Funkcja barierowa błon organelli
Funkcje barierowe błony plazmatycznej są również inne, ponieważ zależą od jej lokalizacji. W szczególności kariolema, czyli dwuwarstwa lipidowa jądra, chroni je przed uszkodzeniami mechanicznymi i oddziela środowisko jądrowe od cytoplazmatycznego. Ponadto uważa się, że kariolema jest nierozerwalnie związana z błoną retikulum endoplazmatycznego. Dlatego cały system jest uważany za pojedyncze repozytorium informacji dziedzicznych, system syntezy białek i klaster modyfikacji potranslacyjnych cząsteczek białka. Błona retikulum endoplazmatycznego jest niezbędna do zachowania kształtu wewnątrzkomórkowych kanałów transportowych, przez które przemieszczają się cząsteczki białek, lipidów i węglowodanów.
Błona mitochondrialna chroni mitochondria, a błona plastydowa chroni chloroplasty. Błona lizosomalna pełni również rolę bariery: wewnątrz lizosomu występuje agresywne środowisko pH i reaktywne formy tlenu, które mogą uszkodzić struktury wewnątrz komórki, jeśli tam wnikną. Z drugiej strony błona stanowi uniwersalną barierę, zarówno pozwalającą lizosomom na „trawienie” cząstek stałych, jak i ograniczającą miejsce działania enzymów.
Funkcja mechaniczna błony plazmatycznej
Funkcje mechaniczne błony plazmatycznej są również niejednorodne. Po pierwsze, błona plazmatyczna wspieraforma komórkowa. Po drugie, ogranicza odkształcalność komórki, ale nie zapobiega zmianie kształtu i płynności. W tym przypadku możliwe jest również wzmocnienie membrany. Dzieje się tak z powodu tworzenia ściany komórkowej przez protisty, bakterie, rośliny i grzyby. U zwierząt, w tym u ludzi, ściana komórkowa jest najprostsza i jest reprezentowana tylko przez glikokaliks.
W bakteriach jest to glikoproteina, w roślinach jest to celuloza, w grzybach jest chitynowa. Okrzemki zawierają nawet krzemionkę (tlenek krzemu) w swojej ścianie komórkowej, co znacznie zwiększa wytrzymałość i odporność mechaniczną komórki. I każdy organizm potrzebuje do tego ściany komórkowej. A sama plazmolemma ma znacznie mniejszą wytrzymałość niż warstwa proteoglikanów, celulozy czy chityny. Nie ma wątpliwości, że cytolemma odgrywa rolę mechaniczną.
Ponadto mechaniczne funkcje błony plazmatycznej pozwalają mitochondriom, chloroplastom, lizosomom, jądru i retikulum endoplazmatycznym funkcjonować wewnątrz komórki i chronić się przed uszkodzeniami podprogowymi. Jest to typowe dla każdej komórki, która ma te organelle błonowe. Ponadto błona plazmatyczna ma wyrostki cytoplazmatyczne, przez które tworzone są kontakty międzykomórkowe. Jest to przykład realizacji funkcji mechanicznej błony plazmatycznej. Ochronną rolę błony zapewnia również naturalna odporność i płynność dwuwarstwy lipidowej.
Funkcja komunikacyjna błony cytoplazmatycznej
Transport i odbiór należą do funkcji komunikacyjnych. Teobie cechy są charakterystyczne dla błony plazmatycznej i kariolemmy. Błona organelli nie zawsze ma receptory lub jest przesiąknięta kanałami transportowymi, ale kariolema i cytolemma mają te formacje. To za ich pośrednictwem realizowane są te funkcje komunikacyjne.
Transport realizowany jest dwoma możliwymi mechanizmami: z wydatkowaniem energii, czyli w sposób aktywny, oraz bez nakładów, poprzez prostą dyfuzję. Jednak komórka może również transportować substancje poprzez fagocytozę lub pinocytozę. Odbywa się to poprzez wychwytywanie chmury cząstek ciekłych lub stałych przez wypukłości cytoplazmy. Następnie komórka, jakby rękoma, chwyta cząsteczkę lub kroplę płynu, wciągając ją i tworząc wokół niej warstwę cytoplazmatyczną.
Aktywny transport, dyfuzja
Transport aktywny jest przykładem selektywnego pobierania elektrolitów lub składników odżywczych. Poprzez specyficzne kanały reprezentowane przez cząsteczki białka składające się z kilku podjednostek, substancja lub uwodniony jon wnika do cytoplazmy. Jony zmieniają potencjały, a składniki odżywcze są wbudowane w obwody metaboliczne. A wszystkie te funkcje błony komórkowej w komórce aktywnie przyczyniają się do jej wzrostu i rozwoju.
Rozpuszczalność w lipidach
Wysoce zróżnicowane komórki, takie jak komórki nerwowe, endokrynologiczne lub mięśniowe, wykorzystują te kanały jonowe do generowania potencjału spoczynkowego i czynnościowego. Powstaje w wyniku różnicy osmotycznej i elektrochemicznej, a tkanki zyskują zdolność kurczenia się,generować lub przewodzić impuls, odpowiadać na sygnały lub je transmitować. Jest to ważny mechanizm wymiany informacji między komórkami, który leży u podstaw nerwowej regulacji funkcji całego organizmu. Te funkcje błony komórkowej komórki zwierzęcej zapewniają regulację aktywności życiowej, ochronę i ruch całego organizmu.
Niektóre substancje mogą nawet przenikać przez błonę, ale jest to typowe tylko dla cząsteczek lipofilowych cząsteczek rozpuszczalnych w tłuszczach. Po prostu rozpuszczają się w dwuwarstwie błony, łatwo wchodząc do cytoplazmy. Ten mechanizm transportu jest typowy dla hormonów steroidowych. A hormony struktury peptydowej nie są w stanie przeniknąć przez błonę, chociaż przekazują również informacje do komórki. Osiąga się to dzięki obecności cząsteczek receptorowych (integralnych) na powierzchni plazmalemmy. Powiązane biochemiczne mechanizmy przekazywania sygnału do jądra, wraz z mechanizmem bezpośredniego przenikania substancji lipidowych przez błonę, stanowią prostszy system regulacji humoralnej. A wszystkie te funkcje integralnych białek błony komórkowej są potrzebne nie tylko jednej komórce, ale całemu organizmowi.
Tabela funkcji błony cytoplazmatycznej
Najbardziej wizualnym sposobem na podkreślenie funkcji błony plazmatycznej jest tabela, która wskazuje jej biologiczną rolę dla komórki jako całości.
| Struktura | Funkcja | Rola biologiczna |
| Błona cytoplazmatyczna w postaci dwuwarstwy lipidowej zzlokalizowane na zewnątrz końce hydrofobowe, wyposażone w kompleksy receptorowe białek integralnych i powierzchniowych | Mechaniczne | Utrzymuje kształt komórkowy, chroni przed mechanicznymi efektami podprogowymi, zachowuje integralność komórkową |
| Transport | Transportuje kropelki cieczy, cząstki stałe, makrocząsteczki i uwodnione jony do komórki z lub bez wydatku energetycznego | |
| Receptor | Na powierzchni znajdują się cząsteczki receptorów, które służą do przekazywania informacji do jądra | |
| Klej | Z powodu wypukłości cytoplazmy sąsiadujące komórki tworzą ze sobą kontakt | |
| Elektrogeniczny | Zapewnia warunki do generowania potencjału czynnościowego i spoczynkowego tkanek pobudliwych |
Ta tabela wyraźnie pokazuje, jakie funkcje spełnia błona plazmatyczna. Jednak tylko błona komórkowa, czyli dwuwarstwa lipidowa otaczająca całą komórkę, spełnia te role. Wewnątrz znajdują się organelle, które również mają membrany. Należy opisać ich role.
Funkcje błony plazmatycznej: schemat
Następujące organelle różnią się obecnością błon w komórce: jądro komórkowe, siateczka śródplazmatyczna szorstka i gładka, kompleks Golgiego, mitochondria, chloroplasty, lizosomy. W każdym ztych organelli, błona odgrywa kluczową rolę. Możesz to rozważyć na przykładzie schematu tabelarycznego.
| Organella i membrana | Funkcja | Rola biologiczna |
| Jądro, błona jądrowa | Mechaniczne | Funkcje mechaniczne błony plazmatycznej cytoplazmy jądra pozwalają zachować jej kształt, zapobiegają powstawaniu uszkodzeń strukturalnych |
| Bariera | Oddzielenie nukleoplazmy i cytoplazmy | |
| Transport | Posiada pory transportowe dla wyjścia rybosomów i informacyjnego RNA z jądra oraz wejścia składników odżywczych, aminokwasów i zasad azotowych do wnętrza | |
| Mitochondrium, błona mitochondrialna | Mechaniczne | Utrzymanie kształtu mitochondriów, zapobieganie uszkodzeniom mechanicznym |
| Transport | Jony i substraty energetyczne są przenoszone przez membranę | |
| Elektrogeniczny | Zapewnia generację potencjału transbłonowego, który jest podstawą produkcji energii w komórce | |
| Chloroplasty, membrana plastyd | Mechaniczne | Wspiera kształt plastydów, zapobiega ich uszkodzeniom mechanicznym |
| Transport | Zapewnia transport substancji | |
| Retikulum endoplazmatyczne, błona sieci | Mechaniczne i środowiskowe | Zapewnia obecność wnęki, w której zachodzą procesy syntezy białek i ich modyfikacji potranslacyjnej |
| Aparat Golgiego, błona pęcherzyków i cysterny | Mechaniczne i środowiskowe | Rola patrz wyżej |
| Lisosomy, błona lizosomalna |
Mechaniczne Bariera |
Utrzymanie kształtu lizosomu, zapobieganie uszkodzeniom mechanicznym i uwalnianie enzymów do cytoplazmy, ograniczenie jej z kompleksów litycznych |
Błony komórkowe zwierząt
Są to funkcje błony komórkowej w komórce, gdzie odgrywa ona ważną rolę dla każdej organelli. Co więcej, szereg funkcji należy połączyć w jedną - w ochronną. W szczególności bariera i funkcje mechaniczne są połączone w funkcję ochronną. Co więcej, funkcje błony plazmatycznej w komórce roślinnej są prawie identyczne jak w komórce zwierzęcej i bakteryjnej.
Komórka zwierzęca jest najbardziej złożona i wysoce zróżnicowana. Tu znajduje się znacznie więcej białek integralnych, półintegralnych i powierzchniowych. Ogólnie rzecz biorąc, w organizmach wielokomórkowych struktura błony jest zawsze bardziej złożona niż w organizmach jednokomórkowych. A jakie funkcje pełni błona komórkowa danej komórki decyduje o tym, czy zostanie ona sklasyfikowana jako nabłonkowa, łączna czypobudliwa tkanka.
