In 1972 werd een theorie naar voren gebracht volgenswelk gedeeltelijk permeabel membraan de cel omgeeft en een aantal vitale taken vervult, en de structuur en functie van celmembranen zijn belangrijke vragen met betrekking tot het goed functioneren van alle cellen in het lichaam. Cellulaire theorie werd wijdverspreid in de 17e eeuw, samen met de uitvinding van de microscoop. Het werd bekend dat planten- en dierenweefsels uit cellen bestaan, maar vanwege de lage resolutie van het apparaat was het onmogelijk om barrières rond de dierlijke cel te zien. In de 20e eeuw werd de chemische aard van het membraan in meer detail bestudeerd, er werd vastgesteld dat het op lipiden is gebaseerd.
Het celmembraan omringt het cytoplasma van de levendencellen, waarbij de intracellulaire componenten fysiek van de externe omgeving worden gescheiden. Schimmels, bacteriën en planten hebben ook celwanden die bescherming bieden en de doorgang van grote moleculen voorkomen. Celmembranen spelen ook een rol bij de vorming van het cytoskelet en de hechting aan de extracellulaire matrix van andere vitale deeltjes. Dit is nodig om ze bij elkaar te houden en weefsels en organen van het lichaam te vormen. De structurele kenmerken van het celmembraan omvatten permeabiliteit. De belangrijkste functie is bescherming. Het membraan bestaat uit een fosfolipidelaag met geïntegreerde eiwitten. Dit deel is betrokken bij processen zoals celadhesie, ionische geleidbaarheid en signaleringssystemen en dient als een montageoppervlak voor verschillende extracellulaire structuren, waaronder de wand, glycocalyx en het binnenste cytoskelet. Het membraan behoudt ook het potentieel van de cel en werkt als een selectief filter. Het is selectief permeabel voor ionen en organische moleculen en regelt de beweging van deeltjes.
1. Passieve diffusie: Bepaalde stoffen (kleine moleculen, ionen), zoals kooldioxide (CO2) en zuurstof (O2), kunnen door het plasmamembraan diffunderen. De schaal fungeert als een barrière voor bepaalde moleculen en ionen die zich aan beide kanten kunnen concentreren.
2. Transmembraaneiwit van kanalen en transporters: voedingsstoffen zoals glucose of aminozuren moeten de cel binnenkomen en sommige metabolische producten moeten deze verlaten.
3. Endocytose is het proces waarbij moleculen worden geabsorbeerd. Er ontstaat een lichte vervorming (intussusceptie) in het plasmamembraan waarin de te transporteren stof wordt ingeslikt. Het kost energie en is dus een vorm van actief transport.
4. Exocytose: vindt plaats in verschillende cellen om onverteerde residuen die door endocytose zijn binnengebracht te verwijderen, om stoffen zoals hormonen en enzymen af te scheiden en om de stof volledig door de celbarrière te transporteren.
Het celmembraan is een biologisch membraan,voornamelijk bestaande uit fosfolipiden en de inhoud van de hele cel te scheiden van de externe omgeving. Het vormingsproces vindt spontaan plaats onder normale omstandigheden. Om dit proces te begrijpen en de structuur en functie van celmembranen correct te beschrijven, evenals eigenschappen, is het noodzakelijk om de aard van fosfolipidestructuren te beoordelen, die worden gekenmerkt door structurele polarisatie. Wanneer fosfolipiden in het aquatisch milieu van het cytoplasma een kritische concentratie bereiken, combineren ze tot micellen, die stabieler zijn in het aquatisch milieu.
Over de structuur en functie van celmembranen gesproken,Het is belangrijk op te merken dat in de moderne opvatting het membraan als een vloeibaar mozaïekmodel in 1972 werd beschouwd door wetenschappers Singer en Nicholson. Hun theorie weerspiegelt drie hoofdkenmerken van de membraanstructuur. Integrale membraaneiwitten dragen bij aan een mozaïekpatroon voor het membraan en zijn in staat tot laterale beweging in een vlak vanwege de variabele aard van de lipidenorganisatie. Transmembraaneiwitten zijn ook potentieel mobiel. Een belangrijk kenmerk van de membraanstructuur is de asymmetrie. Wat is de structuur van een cel? Celmembraan, kern, eiwitten, enzovoort. De cel is de basiseenheid van het leven en alle organismen bestaan uit een of meerdere cellen, die elk een natuurlijke barrière hebben die ze van de omgeving scheidt. Deze buitenste rand van de cel wordt ook wel het plasmamembraan genoemd. Het bestaat uit vier verschillende soorten moleculen: fosfolipiden, cholesterol, eiwitten en koolhydraten. Het vloeibare mozaïekmodel beschrijft de structuur van het celmembraan als volgt: flexibel en elastisch, lijkt qua consistentie op plantaardige olie, zodat alle individuele moleculen eenvoudigweg in een vloeibaar medium drijven en ze allemaal zijwaarts kunnen bewegen binnen dit membraan. Een mozaïek is iets dat veel verschillende details bevat. In het plasmamembraan wordt het vertegenwoordigd door fosfolipiden, cholesterolmoleculen, eiwitten en koolhydraten.
Fosfolipiden vormen de basisstructuurcelmembraan. Deze moleculen hebben twee verschillende uiteinden: een kop en een staart. Het hoofdeinde bevat een fosfaatgroep en is hydrofiel. Dit betekent dat het wordt aangetrokken door watermoleculen. De staart bestaat uit waterstof- en koolstofatomen, vetzuurketens genaamd. Deze ketens zijn hydrofoob en mengen zich niet graag met watermoleculen. Dit proces is vergelijkbaar met wat er gebeurt als je plantaardige olie in water giet, dat wil zeggen dat het er niet in oplost. De structurele kenmerken van het celmembraan zijn geassocieerd met de zogenaamde lipide dubbellaag, die bestaat uit fosfolipiden. Hydrofiele fosfaatkoppen bevinden zich altijd waar er water is in de vorm van intracellulaire en extracellulaire vloeistof. De hydrofobe staarten van fosfolipiden in het membraan zijn zo georganiseerd dat ze uit de buurt van water blijven.
Als mensen het woord "cholesterol" horen, denken ze meestaldat is slecht. Cholesterol is echter een zeer belangrijk onderdeel van celmembranen. De moleculen zijn samengesteld uit vier ringen van waterstof- en koolstofatomen. Ze zijn hydrofoob en worden aangetroffen tussen hydrofobe staarten in de lipide dubbellaag. Hun belang ligt in het handhaven van de consistentie, ze versterken de membranen en voorkomen dat ze kruisen. Cholesterolmoleculen zorgen er ook voor dat fosfolipide-staarten niet in contact komen en verharden. Dit garandeert vloeibaarheid en flexibiliteit. Membraaneiwitten werken als enzymen om chemische reacties te versnellen, werken als receptoren voor specifieke moleculen of transporteren stoffen door het celmembraan.
Koolhydraten of sachariden komen alleen voor opde extracellulaire kant van het celmembraan. Samen vormen ze een glycocalyx. Het biedt demping en bescherming van het plasmamembraan. Op basis van de structuur en het type koolhydraten in de glycocalyx kan het lichaam cellen herkennen en bepalen of ze er wel of niet zouden moeten zijn.
De structuur van het celmembraan van een dierlijke celhet is onmogelijk voor te stellen zonder zo'n belangrijke component als eiwit. Desondanks kunnen ze aanzienlijk kleiner zijn dan een ander belangrijk onderdeel - lipiden. Er zijn drie soorten basismembraaneiwitten.
Hydrofoob effect dat reguleerthet gedrag van koolwaterstoffen in water, controleert de structuren gevormd door membraanlipiden en membraaneiwitten. Veel membraaneigenschappen worden verleend door de dragers van lipide bi-lagen, die de basisstructuur vormen voor alle biologische membranen. Integrale membraaneiwitten zijn gedeeltelijk verborgen in de lipide dubbellaag. Transmembraaneiwitten hebben een gespecialiseerde organisatie van aminozuren in hun primaire sequentie.
Perifere membraaneiwitten lijken erg opoplosbaar, maar ze zijn ook membraangebonden. Gespecialiseerde celmembranen hebben gespecialiseerde celfuncties. Hoe beïnvloeden de structuur en functie van celmembranen het lichaam? De werking van het hele organisme hangt af van hoe biologische membranen zijn gerangschikt. Vanuit intracellulaire organellen, extracellulaire en intercellulaire interacties van membranen worden structuren gecreëerd die nodig zijn voor het organiseren en uitvoeren van biologische functies. Veel structurele en functionele kenmerken zijn gemeenschappelijk voor bacteriën, eukaryote cellen en omhulde virussen. Alle biologische membranen zijn gebouwd op een lipide dubbellaag, die de aanwezigheid van een aantal gemeenschappelijke kenmerken bepaalt. Membraaneiwitten hebben veel specifieke functies.
De structuur van het buitenste celmembraan heefteffect op het hele lichaam. Het speelt een belangrijke rol bij het beschermen van de integriteit door alleen geselecteerde stoffen binnen te laten. Het is ook een goede basis voor de aanhechting van het cytoskelet en de celwand, wat helpt bij het behouden van de vorm van de cel. Lipiden vormen ongeveer 50% van de membraanmassa van de meeste cellen, hoewel dit cijfer varieert afhankelijk van het type membraan. De structuur van het buitenste celmembraan van zoogdieren is complexer, het bevat vier belangrijke fosfolipiden. Een belangrijke eigenschap van lipide bi-lagen is dat ze zich gedragen als tweedimensionale vloeistoffen, waarin individuele moleculen vrij kunnen roteren en in laterale richtingen kunnen bewegen. Deze vloeibaarheid is een belangrijke eigenschap van membranen, die wordt bepaald afhankelijk van temperatuur en lipidesamenstelling. Vanwege de koolwaterstofringstructuur speelt cholesterol een rol bij het bepalen van de vloeibaarheid van het membraan. Door de selectieve permeabiliteit van biologische membranen voor kleine moleculen kan de cel zijn interne structuur controleren en behouden.
Gezien de structuur van de cel (celmembraan,kern, enzovoort), kunnen we concluderen dat het lichaam een zelfregulerend systeem is dat, zonder hulp van buitenaf, zichzelf niet kan schaden en altijd zal zoeken naar manieren om elke cel te herstellen, te beschermen en naar behoren te laten functioneren.
