Una membrana cellulare animale è la barriera tra l'interno della cellula e l'ambiente esterno, simile a come la pelle funge da barriera per i corpi dei vertebrati. La struttura della membrana cellulare è un mosaico fluido costituito da tre tipi di molecole organiche: lipidi, proteine ​​e carboidrati. La membrana cellulare controlla il movimento di sostanze come sostanze nutritive e rifiuti attraverso la membrana, dentro e fuori la cellula.

Bistros fosfolipidico

Gli elementi costitutivi fondamentali di una membrana cellulare sono i fosfolipidi. I fosfolipidi contengono un'estremità idrofoba (insolubile in acqua) costituita da due catene di acidi grassi di molecole non polari come carboni e idrogeni. L'altra estremità è idrofila (solubile in acqua) e contiene molecole di fosfato polare. Questi fosfolipidi sono disposti in un doppio strato con il loro gruppo idrofilo esposto ad acqua su ciascun lato della membrana e le molecole non polari idrofobiche protette all'interno del doppio strato. Lo strato lipidico comprende circa la metà dell'intera massa della membrana, a seconda del tipo di membrana. Il colesterolo è un altro tipo di lipidi all'interno di una membrana cellulare. Le molecole di colesterolo sono posizionate all'interno del doppio strato per collegare le molecole di acidi grassi e stabilizzare e rafforzare la membrana.

Proteine ​​incorporate

Le proteine ​​costituiscono tra il 25% e il 75% della massa della membrana cellulare, a seconda il tipo di membrana. Le proteine ​​di membrana vengono inserite nel doppio strato fosfolipidico sulle superfici esposte ed eseguono le varie funzioni della cellula. Le proteine ​​sono considerate integrali o periferiche, a seconda della loro associazione con la membrana. Le proteine ​​periferiche si trovano su un lato della superficie della membrana e si associano indirettamente attraverso le interazioni proteina-proteina. Proteine ​​integrali o transmembrane sono incorporate all'interno della membrana, esposte all'ambiente da entrambi i lati.

Glicoproteine ​​e glicolipidi

I carboidrati comprendono solo una piccola percentuale della membrana cellulare ma hanno funzioni importanti. Le molecole di carboidrati sono generalmente catene corte e ramificate di semplici unità zuccherine, e sono attaccate covalentemente sulla superficie della membrana cellulare alla maggior parte delle proteine ​​di membrana integrali e occasionalmente al doppio strato lipidico stesso. Quando i carboidrati sono legati alle proteine ​​o ai lipidi, vengono chiamati glicoproteine ​​e glicolipidi. I carboidrati sulla superficie di una membrana cellulare variano significativamente tra singole cellule, tipi di cellule, individui nella stessa specie e specie nelle specie. Questa diversità consente ai carboidrati di funzionare come marcatori per differenziare una cellula da un'altra.

Funzioni e interazioni

La funzione principale del doppio strato fosfolipidico è quella di proteggere e mantenere la struttura cellulare. Il doppio strato consente la fluidità e il movimento delle proteine ​​associate per le necessarie interazioni proteiche. Le interazioni tra proteine ​​sono essenziali per la funzione cellulare.

Le proteine ​​periferiche fungono da recettori per sostanze chimiche come gli ormoni e consentono la segnalazione o il riconoscimento delle cellule. Sulla superficie interna della cellula, si attaccano al citoscheletro, contribuendo a mantenere la forma o catalizzare le reazioni nel citoplasma. Le proteine ​​integrali trasportano molecole attraverso la superficie della membrana e quelle che sono legate ai carboidrati come glicoproteine ​​sono coinvolte nel riconoscimento da cellula a cellula.

Senza i diversi marcatori di carboidrati sulla superficie della membrana extracellulare, le cellule non sarebbero in grado per ordinare e differenziare le cellule durante lo sviluppo dell'embrione, per esempio, o consentire al sistema immunitario di riconoscere le cellule estranee.