เยื่อหุ้มเซลล์และพลาสมาเมมเบรน

โครงสร้างทั่วไปของเยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยฟอสโฟลิปิดไบเลเยอร์ระหว่างชั้นโปรตีน 2 ชั้น ซึ่งอยู่ที่ระดับของพื้นผิวแยกระหว่างเฟสภายในและภายนอกของเซลล์ ชั้นไขมันเป็นสองโมเลกุล โดยที่กลุ่มมีขั้วหันไปทางชั้นโปรตีน ในขณะที่กลุ่มขั้วจะหันหน้าเข้าหากันด้วยฟังก์ชันการแยก
เยื่อหุ้มเซลล์ที่มีความหนาเพียง 90 A ไม่สามารถมองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แสงที่ส่องผ่าน ก่อนการถือกำเนิดของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน นักเซลล์วิทยาสันนิษฐานว่าเซลล์ถูกล้อมรอบด้วยฟิล์มที่มองไม่เห็น เพราะถ้าฟิล์มสมมุตินี้แตกออก จะเห็นได้ว่าเนื้อหาในเซลล์รั่วไหลออกมา ทุกวันนี้ ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เมมเบรนจะมองเห็นได้เป็นแผ่นบาง เส้นทึบคู่ ตามสมมติฐานปัจจุบัน เมมเบรนโดยพื้นฐานแล้วประกอบด้วย โมเลกุลของฟอสโฟลิปิดและโคเลสเตอรอลจัดเรียงในลักษณะที่หางไม่ชอบน้ำหันเข้าด้านใน.
สายโพลีเปปไทด์ของโมเลกุลโปรตีนเมมเบรนจะตั้งฉากกับโมเลกุลไขมันและเชื่อว่าจะคงความเชื่อมโยงกันระหว่างส่วนต่างๆ ของเมมเบรนในพลาสมา
โครงสร้างเมมเบรนทำหน้าที่แยกสภาพแวดล้อมของเซลล์ออกจากเซลล์นอกเซลล์ นิวเคลียสจากไซโตพลาสซึม และวัสดุภายในออร์แกเนลล์ต่างๆ จากเมทริกซ์ไซโตพลาสซึม
ในทุกเซลล์ ไม่ว่าจะเป็นสัตว์หรือผัก ชั้นนอกของโปรโตพลาสซึมมีลักษณะทางสัณฐานวิทยาและการทำงานของเมมเบรนที่วางไว้เพื่อแยกสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันสองแบบ ซึ่งสามารถระบุได้ด้วยสารละลายที่มีลักษณะและองค์ประกอบทางเคมีและกายภาพที่แตกต่างกัน หน้าที่ของไดอะแฟรมนี้คือยอมให้น้ำและตัวถูกละลายขนาดเล็กอื่นๆ ภายในเซลล์ไหลผ่าน ตรงข้ามกับตัวถูกละลายที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง โดยทั่วไป ทิศทางของการไหลจะถูกกำหนดโดยความเข้มข้นขององค์ประกอบของสารละลายที่ด้านข้าง ของเมมเบรน การไหลจะเกิดขึ้นในทิศทางจากสารละลายที่เจือจางที่สุดไปยังสารละลายที่มีความเข้มข้นมากที่สุดเสมอ นั่นคือ มักจะทำให้สมดุลของความเข้มข้นทั้งสองและหยุดลงเมื่อถึงความเท่าเทียมกัน ความดันที่จำเป็นในการหยุดการเคลื่อนไหวนี้อย่างสมบูรณ์เรียกว่าแรงดันออสโมติก ยิ่งสารละลายมีความเข้มข้นมากขึ้นเท่านั้น

เยื่อหุ้มเซลล์ไม่ใช่เมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านในอุดมคติ เนื่องจากไม่สามารถซึมผ่านได้สำหรับตัวถูกละลายบางชนิด แต่ไม่ใช่ทั้งหมด การซึมผ่านหรืออย่างอื่นของเมมเบรนต่อตัวทำละลายไม่ได้ขึ้นอยู่กับลักษณะโครงสร้างทางเคมีและกายภาพเพียงอย่างเดียว แต่ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ที่เชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับเมแทบอลิซึมของเซลล์

เซลล์ที่สัมพันธ์กับพฤติกรรมที่สัมพันธ์กับแรงดันออสโมติกและแรงดันสิ่งแวดล้อม แบ่งออกเป็น: poikilosmotic และ homoosmotic อดีตมีแรงดันออสโมติกเท่ากับหรือเกือบเท่าสภาพแวดล้อมของพวกเขา อย่างหลังสามารถรักษาแรงดันออสโมติกภายในละติจูดที่กว้างของค่า ซึ่งแตกต่างจากค่าสิ่งแวดล้อมมาก โดยคำนึงถึงลักษณะเหล่านี้ของพฤติกรรมของเซลล์สัตว์และเซลล์พืช J. Traube ได้สร้างเครื่องมือพิเศษขึ้นซึ่งประกอบด้วยเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้อย่างแม่นยำซึ่งต้องทำซ้ำพฤติกรรมของเซลล์ที่มีชีวิตเมื่อเผชิญกับสารละลายที่กำหนด เริ่มแรกฟิล์มทองแดงเฟอร์โรไซยาไนด์ถูกใช้เป็นเมมเบรน ต่อมาได้มีการแนะนำเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ซึ่งเป็นไปได้ที่จะตรวจสอบเอนทิตีของแรงดันออสโมติกจำนวนมาก
สุดท้าย กล่าวได้ว่าการผ่านของสารต่างๆ ผ่านเมมเบรนพลาสม่าสามารถเกิดขึ้นได้โดยการแพร่กระจายอย่างง่าย การอำนวยความสะดวก หรือโดยการขนส่งเชิงรุก

การแพร่กระจายอย่างง่าย: การขนส่งแบบพาสซีฟผ่าน lipid bilayer การแพร่กระจายคือการเคลื่อนที่ของโมเลกุลจากโซนหนึ่งไปยังอีกโซนหนึ่งหลังจากการกวนความร้อนแบบสุ่ม ในการแพร่แบบง่าย การซึมผ่านของเมมเบรนถูกกำหนดโดยปัจจัยต่อไปนี้: (a) ความสามารถในการละลายไขมันของสารกระจาย (b) ขนาดและ รูปร่างของโมเลกุลที่กระจายตัว (c) อุณหภูมิและ (d) ความหนาของเมมเบรน

การแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวก: การขนส่งแบบพาสซีฟผ่านโปรตีนเมมเบรน การแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวกจะดำเนินการโดยโปรตีนการขนส่งสองประเภท: (a) สารขนส่งซึ่งผูกโมเลกุลไว้ที่ด้านหนึ่งของเมมเบรนและขนส่งไปยังอีกด้านหนึ่งด้วยการดัดแปลงโครงสร้างและ (b) ช่องซึ่งก่อให้เกิดรูพรุนที่ขยายจากหนึ่ง ด้านข้างของเมมเบรนไปอีกด้านหนึ่ง ในการอำนวยความสะดวกในการแพร่กระจาย การซึมผ่านของเมมเบรนถูกกำหนดโดยปัจจัยสองประการ: (a) ความเร็วในการขนส่งของตัวพาหรือช่องสัญญาณแต่ละตัวและ (b) จำนวนตัวพาหรือช่องสัญญาณที่มีอยู่ในเมมเบรน

การขนส่งที่ใช้งาน การขนส่งเชิงรุกมีสองประเภทหลัก: การขนส่งเชิงรุกหลัก ซึ่งใช้ ATP หรือรูปแบบอื่นของพลังงานเคมี และการขนส่งเชิงแอคทีฟทุติยภูมิ ซึ่งใช้การไล่ระดับเคมีไฟฟ้าของสารเป็นแหล่งพลังงานเพื่อกระตุ้นการขนส่งแบบแอคทีฟของสารที่มีปริมาณสูง

คลิกที่ชื่อออร์แกเนลล์ต่างๆ เพื่ออ่านการศึกษาเชิงลึก

ภาพที่นำมาจาก www.progettogea.com