Плазмена мембрана и цитоплазма

Какво представлява клетката? Ами на определено ниво тя е пакет, пълен със слуз. Плазмената мембрана, външната граница на клетката, е пакетът, а цитоплазмата е слузта.

Разбира се, клетката е много повече от просто пакет със слуз. Тя е комплексна и високо организирана единица, основната градивна единица на всички живи организми. Плазмената мембрана и цитоплазмата също са доста сложни.

Мембраната е деликатна двуслойна структура от липиди и белтъци. Тя контролира какво влиза и излиза от клетката. А цитоплазмата на еукариотните клетки не се състои само от цитозол – вещество, подобно на гел, съставено от вода, йони и макромолекули. В нея има и органели, както и структурни белтъци, които изграждат цитоскелета, или скелета на клетката.

В тази статия ще се запознаем по-oтблизо с плазмената мембрана и с цитоплазмата.

И прокариотните, и еукариотните клетки имат плазмена мембрана, която представлява двоен слой от липиди, разделящ вътрешността на клетката от външния свят. Този двоен слой се състои основно от специализирани липиди, наречени фосфолипиди.

Фосфолипидите са изградени от хидрофилни, обичащи водата фосфатни главички, и две хидрофобни опашки, които не обичат водата и са изградени от мастни киселини. Фосфолипидите се подреждат в двоен слой с хидрофобните си опашки навътре, а хидрофилните главички навън. Тази двойна структура, която е енергетично благоприятна, се нарича фосфолипиден бислой и се среща в много биологични мембрани.

Както е показано по-долу, белтъците са също много важна част на плазмената мембрана. Някои от тях се намират изцяло в мембраната като канали или сигнални рецептори, а други са прикрепени към края. Различни видове липиди като холестерола също могат да бъдат намерени в клетъчната мембрана и те влияят на нейната флуидност.

Плазмената мембрана е границата между вътрешността на клетката и външната среда. Тя контролира пропускането на различни вещества като захари, аминокиселини, йони и вода в клетката. Преминаването на тези вещества зависи от големината и полярността на техните молекули. Някои малки, неполярни молекули като тези на кислорода минават направо през фософолипидната част на мембраната. По-големи и по-полярни хидрофилни молекули като тези на аминокиселините минават през белтъчни канали, за да влязат в клетката. Можеш да научиш повече за това в раздела мембрани и транспорт

Повърхността на плазмената мембрана ограничава обмяната на вещества между клетката и околната среда. Някои клетки специализират в обмяна на отпадъци или полезни вещества и притежават модификации, за да увеличат площта на плазмената мембрана. Например мембраните на някои клетки, абсорбиращи полезни вещества, имат пръстовидни израстъци, наречени микровили. Микровилите покриват вътрешната част на тънкото черво, органът, който абсорбира хранителни вещества от смляната храна. Микровилите помагат на клетките на тънкото черво да увеличат максимално абсорбирането на полезни вещества от храната като увеличават площта на плазмената мембраната.

Частта от клетката, която наричаме цитоплазма, се различава малко между еукариотните и прокариотните клетки. При еукариотните клетки, които имат ядро, цитоплазмата е всичко между плазмената мембрана и ядрената обвивка. При прокариотите, които нямат ядро, цитоплазма означава всичко, което е заградено от плазмената мембрана.

Но въпреки това основният компонент на цитоплазмата и при прокариотите, и при еукариотите е цитозолът. Цитозолът е воден разтвор, подобен на гел, който съдържа йони, малки молекули и макромолекули. При еукариотите цитоплазмата включва и мембранни органели, които се намират в цитозола. Цитоскелетът, мрежа от нишки, които поддържат клетката и ѝ дават форма, също е част от цитоплазмата и помага за организирането на елементите ѝ.

Въпреки че цитозолът се състои основно от вода, той има полутвърда консистенция, подобна на желе. Това е така, защото съдържа много белтъци. Цитозолът съдържа богат "бульон" от макромолекули и по-малки органични молекули като глюкоза и други прости захари, полизахариди, аминокиселини, нуклеинови киселини и мастни киселини. Йони на натрия, калия, калция и други елементи също се срещат в цитозола. Много метаболитни реакции, например синтеза на белтъци, протичат в тази част на клетката.