Membrana celulară și citoplasma

Ce este o celulă? Ei bine, la un anumit nivel, este o pungă cu lichid. Membrana celulară — limita exterioară a celulei — este punga, iar citoplasma este lichidul.

Desigur, o celulă este mult mai mult decât o pungă cu lichid. Este o unitate complexă, foarte organizată, unitatea structurală a tuturor organismelor vii. Atât membrana celulară, cât și citoplasma sunt, de fapt, destul de sofisticate.

Membrana este o structură delicată, alcătuită din 2 straturi de lipide și proteine și controlează ce poate intra și ieși din celulă. Similar, citoplasma unei celule eucariote constă nu doar din citosol — o substanță gelatinoasă alcătuită din apă, ioni și macromolecule — ci și din organite și proteine structurale care alcătuiesc citoscheletul sau „scheletul celulei”.

În acest articol, ne vom uita mai îndeaproape la membrană celulară și la citoplasmă.

Atât celulele procariote, cât și cele eucariote au o membrană celulară, un strat dublu de lipide care separă interiorul celulei de mediul exterior. Acest dublu strat este alcătuit în mare parte din lipide specializate numite fosfolipide.

Un fosfolipid este alcătuit dintr-un cap fosfat, hidrofilic, iubitor de apă, împreună cu două cozi (catene) de acizi grași hidrofobi, care evită apă. Fosfolipide se aranjează spontan într-o structură cu straturi duble, cu cozile hidrofobe îndreptate spre interior și capetele hidrofile spre exterior. Această structură cu două straturi favorabilă din punct de vedere energetic, numită bistrat fosfolipidic, se găsește în multe membrane biologice.

După cum este prezentat mai jos, proteinele sunt, de asemenea, o componentă importantă a membranei celulare. Unele dintre ele trec complet prin membrană, servind drept canale sau receptori de semnalizare, în timp ce altele sunt doar atașate la margine. Diferite tipuri de lipide, cum este colesterolul, se pot regăsi în membrana celulei și îi pot afecta fluiditatea.

Membrana celulară este granița dintre interiorul și exteriorul celulei. Astfel, controlează trecerea diferitelor molecule — incluzând zaharuri, aminoacizi, ioni și apă — în și din celulă. Cât de ușor pot traversa membrana aceste molecule depinde de dimensiunea și polaritatea lor. Unele molecule mici, nepolare, cum ar fi oxigenul, pot trece direct prin porțiunea fosfolipidică a membranei. Molecule mai mari, mai polare, hidrofile, cum ar fi aminoacizii, în schimb, trebuie să traverseze membrana cu ajutorul proteinelor, un proces care este adesea reglat de celulă. Poți afla mai multe despre transportul celular în secțiunea membrane și transport.

Suprafața membranei celulare limitează schimbul de materiale dintre o celulă și mediul său. Unele celule sunt specializate în schimbul de deșeuri sau nutrienți și au modificări în vederea creșterii suprafeței membranei celulare. De exemplu, membranele unor celule absorbante de nutrienți sunt pliate în forme asemănătoare degetelor de mănușă, numite microvili, singular, microvil. Celule cu microvilli căptușesc suprafața internă a intestinului subțire, organul care absoarbe nutrienții din alimente digerate. Microvilii ajută celulele intestinale să își maximizeze absorbția nutrienților din alimente prin creșterea suprafeței membranei celulare.

Partea celulei numită citoplasmă este ușor diferită în eucariote și procariote. În celulele eucariote, care au nucleu, citoplasma este tot conținutul cuprins între membrana celulară și membrana nucleară. La procariote, care nu au nucleu, citoplasma înseamnă pur și simplu tot ce se găsește la interiorul membranei celulare.

O componentă majoră a citoplasmei atât în procariote, cât și în eucariote este citosolul, o soluție apoasă care conține ioni, micro și macromolecule. La eucariote, citoplasma include, de asemenea, organite delimitate de membrană, care sunt suspendate în citosol. Citoscheletul, o rețea de fibre cu rol de susținere și care dă forma celulei, face parte, de asemenea, din citoplasmă și ajută la organizarea componentelor celulare.

Chiar dacă citosolul conține predominant apă, are o consistență semisolidă, asemănătoare gelatinei, din cauza numeroaselor proteine suspendate. Citosolul conține numeroase macromolecule și molecule organice mai mici, inclusiv glucoză și alte zaharuri simple, polizaharide, aminoacizi, acizi nucleici și acizi grași. Ioni de sodiu, potasiu, calciu și alte elemente se găsesc, de asemenea, în citosol. Multe reacții metabolice, inclusiv sinteza proteinelor, au loc în această parte a celulei.