La membrana cellulare, chiamata anche membrana plasmatica o membrana citoplasmatica, si riferisce a una membrana biologica che separa l'interno dall'esterno delle cellule. Questo aiuta a proteggere la cellula dal suo ambiente. La membrana cellulare è costituita da un doppio strato lipidico che comprende i colesteroli, posti tra i fosfolipidi in modo da mantenere la loro fluidità a diverse temperature. La membrana cellulare è anche costituita da proteine come le proteine periferiche e integrali che fungono da trasportatori di membrana (integrale). Alcune proteine sono vagamente attaccate al lato periferico (esterno) della membrana cellulare e agiscono come enzimi che modellano la cellula.
1. Cellula e membrana cellulare
La membrana cellulare è responsabile del controllo del movimento delle sostanze all'interno e all'esterno delle cellule e degli organelli. Pertanto, queste membrane sono selettivamente permeabili a molecole organiche e ioni. Le membrane cellulari sono anche coinvolte in diversi processi cellulari come la segnalazione cellulare, la conducibilità ionica e l'adesione cellulare e fungono anche da superfici di attacco di varie strutture extracellulari come la parete cellulare. Altre strutture extracellulari che si attaccano alla membrana cellulare sono lo strato di carboidrati noto come glicocalice e la rete intracellulare di fibre proteiche nota come citoscheletro.
2.La struttura di una membrana cellulare
Le membrane cellulari sono costituite da diverse molecole biologiche, principalmente proteine e lipidi . La composizione delle membrane cellulari non è fissa ma cambia costantemente per fluidità e cambiamenti nell'ambiente. Ad esempio, i livelli di colesterolo nella membrana cellulare dei neuroni primari umani cambiano e questo cambiamento di composizione influisce sulla fluidità durante tutte le fasi di sviluppo.
I principali fosfolipidi e glicolipidi di membrana sono la fosfatidilcolina, la fosfatidiletanolammina, il fosfatidilinositolo e la fosfatidilserina. La membrana cellulare è costituita da tre classi di lipidi anfipatici:
La quantità di ciascuno dipende dal tipo di cellula, ma in molti casi i fosfolipidi sono i più abbondanti. Nella maggior parte dei casi, i fosfolipidi rappresentano circa il 50% di tutti i lipidi nelle membrane plasmatiche, i glicolipidi rappresentano circa il 2% e gli steroli rappresentano il resto. Nello studio dei globuli rossi si è visto che il 30% della membrana plasmatica era costituito da lipidi. Tuttavia, in molte cellule eucariotiche, la composizione della membrana plasmatica è approssimativamente metà di lipidi e metà di proteine in peso.
La lunghezza, così come il grado di insaturazione delle catene di acidi grassi, influiscono sulla fluidità della membrana. I lipidi insaturi impediscono agli acidi grassi di impacchettarsi insieme, quindi, diminuendo la temperatura di fusione e aumentando la fluidità di una membrana.
La capacità di alcuni organismi di regolare la fluidità delle loro membrane cellulari alterando la composizione dei lipidi è nota come adattamento omeoviscoso.
Le membrane plasmatiche contengono anche carboidrati, prevalentemente glicoproteine. I carboidrati svolgono un ruolo nel riconoscimento cellula-cellula negli eucarioti. Si trovano sulla superficie della cellula per riconoscere le cellule ospiti e condividere le informazioni.
Le proteine nella membrana cellulare possono essere suddivise in tre tipi; proteine integrali, proteine ancorate ai lipidi e proteine periferiche. Le proteine integrali includono canali ionici, pompe protoniche e recettori accoppiati a proteine G. Queste proteine sono anche conosciute come proteine transmembrana.
Le proteine ancorate ai lipidi includono le proteine G.
Le proteine periferiche includono alcuni enzimi e alcuni ormoni.
La membrana cellulare ha un contenuto molto elevato di proteine, circa il 50% del volume della membrana. Queste proteine sono responsabili di diverse attività biologiche.
