Endast en mycket tunn och flexibel barriär skiljer cellens innehåll från dess omgivning. Denna barriär, som kallas cellmembranet (eller plasmamembranet), släpper selektivt igenom vissa molekyler samtidigt som oönskade ämnen hålls ute. Membranet gör det också möjligt för cellen att kommunicera med andra celler och med miljön runt omkring. Både växter och djur har cellmembran, men växter, jästsvampar och bakterier har dessutom en stel cellvägg utanför membranet som ger extra stöd och struktur. Cellmembranets unika funktioner styr dess struktur och egenskaper.
En tvåskiktad struktur av speciella lipider, kallade fosfolipider, utgör grunden i cellmembranet. Varje fosfolipid består av två fettsyrekedjor fästa vid en fosfat-glycerolhuvudgrupp. Fettsyrorna är hydrofoba (vattenavvisande), medan fosfathuvudet är hydrofilt (vattenattraherande). De två fosfolipidskikten placerar sig så att fettsyrekedjorna hamnar på insidan av skikten. När dubbelskiktet kommer i kontakt med vatten omorganiserar sig fosfolipidmolekylerna så att fettsyresvansarna hålls borta från vattnet.
Två typer av proteiner finns utspridda i cellmembranet: integrerade proteiner och perifera proteiner. Integrerade proteiner, som byggs upp av långa aminosyrekedjor, går genom hela membranet. Vissa delar av proteinet interagerar med den yttre miljön medan andra delar interagerar med cellens inre – därför kallas de även transmembrana proteiner. Integrerade proteiner har två huvudsakliga funktioner: de fungerar som porer som släpper in vissa joner och näringsämnen i cellen, och de överför signaler in till och ut från cellen.
Perifera proteiner fäster däremot endast vid membranets yta och fungerar som förankring för cytoskelettet eller för extracellulära fibrer.
Cellens yta täcks av ett kolhydratskikt som kallas glykokalyx. Glykokalyxen består av korta oligosackarider som sitter fast vid vissa typer av transmembrana proteiner. Den ger cellen sin identitet genom en uppsättning markörer som kan skilja mellan kroppsegna celler och främmande eller angripande celler. Glykokalyxen skyddar också cellytan.
Kolesterol är en annan typ av lipid som finns i cellmembranet. Utspritt bland fettsyrekedjornas inre hindrar kolesterolet svansarna från att packas ihop för tätt och hjälper till att hålla membranet flytande.
Singer och Nicolson föreslog år 1972 (i tidskriften Science) den så kallade flytande mosaikmodellen. Enligt denna modell har cellmembranet två väsentliga egenskaper som gör att det kan utföra sina funktioner. För det första är cellmembranet en mosaikstruktur av olika molekyler. Varje celltyp i flercelliga och encelliga organismer har en unik samling och kombination av proteiner, kolhydrater och lipider. Som exempel kan nämnas att membranet hos röda blodkroppar innehåller mer än 50 olika sorters proteiner.
Cellmembranets andra viktiga egenskap är dess fluiditet. Fosfolipiderna rör sig fritt och omorganiserar sig inom varje lager i membranet, men de passerar sällan den hydrofoba regionen och övergår till det motsatta lagret. De hydrofila huvudena ligger alltid på utsidan medan de hydrofoba svansarna stannar i dubbelskiktets kärna.
Membranets flytande karaktär leder till asymmetriska dubbelskikt. Som svar på förändrade miljöförhållanden eller olika temperaturer inuti och utanför cellen kan det vid varje givet tillfälle finnas fler proteiner eller kolhydratmolekyler i respektive lager, vilket möjliggör en selektiv passage av molekyler och joner genom membranet.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online