Ląstelių gyvybinė veikla tampa įmanomatik todėl, kad skirtingi fermentai ir medžiagos nesimaišo, o ląstelė yra neatskiriama. Visa tai tampa įmanoma tik per įvairias membranas. Ir ląstelė, kaip visuma, yra ribojama iš kitos pagal specialią struktūrą, vadinamą citoplazmos membrana.
Ar jis matomas šviesos mikroskopu? Atsakymas yra ne, taip, mes matome ribas, tačiau pati membrana yra per plona struktūra. Kartais mes net nematome ląstelių ribų, pavyzdžiui, kai kepenų ląsteles tiriame šviesos mikroskopu. Nors kodėl tada kitais atvejais matome ląstelių ribas, ar tai membranos?
Tiesą sakant, tai yra virš ląstelių esantys angliavandenių sluoksniai, esantys tarp ląstelių. Jie sugeria dažus, todėl sėkmingai perpjaudami galite pagalvoti, kad tai yra plazmos membrana.
Eksperimentų metu nustatyta, kad ląstelės,kurie buvo panardinti į skirtingo osmosinio slėgio tirpalus, išsipučia ar susitraukia, o tai reiškia, kad juos supa membrana, kuriai būdingas selektyvus pralaidumas.
Taip pat nustatyta, kad ląstelės membranagerai praleidžia, jei lipiduose tirpios medžiagos bando prasiskverbti į jį. Klasikinėje koncepcijoje membranos molekulių hidrofiliniai galai buvo laikomi nukreiptais į išorę, o hidrofobiniai - į vidų. Tačiau elektroninė mikroskopija įrodė, kad reikalas yra daug sudėtingesnis. Visų pirma, elektroninės nuotraukos rodo, kad išoriniai sluoksniai tampa tankūs, o ne vidiniai, tai yra, lipidų sluoksniai yra kraštuose.
Plazmos membrana dėl josprietaisas nelaidus makromolekulėms, todėl citoplazmos baltymai negali palikti ląstelės per jį. Baltymai, būdami ląstelėje, sukuria osmosinį slėgį, todėl į ląstelę patenka reikiamas vandens kiekis. Tačiau šis procesas nėra begalinis, nes lauke esančiame audinių skystyje yra ir kitų medžiagų, kurios subalansuoja osmosinį slėgį.
Kad potencialų skirtumas būtų stabilus,plazmos membrana turi pasižymėti dielektrinėmis savybėmis. Tai taip pat paskatino mokslininkus manyti, kad membranoje yra daug lipidų, turinčių dielektrinių savybių. Nenoriai plazmos membrana atskleidė savo savybes.
Jo struktūra ir funkcijos yra susijusios, pavyzdžiui,gebėjimas išlaikyti neįprastą kalio ir natrio jonų koncentracijos skirtumą yra susijęs su specialiu membranos mechanizmu - natrio-kalio pompa. Šiuo atveju jonus perduoda specialus fermentas, veikiantis ląstelės energiją, šis procesas jai brangiai kainuoja. Ląstelė turi „sumokėti“ už likutį. Taip pat reikia „investicijų“ ir gliukozės, riebalų rūgščių, aminorūgščių perkėlimo.
Įdomi ląstelės membranos savybė taip pat yrayra jo asimetrija, tai yra, vidiniai ir išoriniai paviršiai nėra vienodi, nors iš pradžių tyrėjai, remdamiesi elektronų mikroskopijos duomenimis, taip tikėjo. Visos angliavandenių turinčios glikoproteino molekulių dalys išsikiša už išorinio membranos paviršiaus ir dalyvauja formuojantis virš lipidinio sluoksnio. Išoriniame ląstelės paviršiuje taip pat yra specialių molekulių, vadinamų receptoriais; jos veikia su tam tikromis molekulėmis išorinėje aplinkoje. Tai reguliuoja ląstelės veiklą, ją galima stimuliuoti ar slopinti, atsižvelgiant į kūno poreikius. Vidinėje membranos pusėje yra daug cholesterolio.
Biocheminiai ląstelės membranos tyrimaiįrodyta, kad vidinės ir išorinės membranos baltymai nėra tapatūs, o šių dviejų paviršių sudėtyje esantys įvairūs fosfolipidai taip pat yra labai įvairūs. Kai kurias iš šių savybių galima pamatyti net naudojant elektroninį mikroskopą.
Kaip matote, elementari membrana nėra tokia paprasta, ir norėdami suprasti visus vykstančius procesus, mokslininkai turėjo sukonstruoti ir atmesti daugybę hipotezių.
