Het celmembraan, ook wel het plasmamembraan of cytoplasmatisch membraan genoemd, verwijst naar een biologisch membraan dat de binnenkant van de buitenkant van cellen scheidt. Dit helpt bij het beschermen van de cel tegen zijn omgeving. Het celmembraan bestaat uit een lipide dubbellaag die cholesterol omvat, die tussen fosfolipiden zit om hun vloeibaarheid onder verschillende temperaturen te behouden. Het celmembraan bestaat ook uit eiwitten zoals de perifere en integrale eiwitten die dienen als membraantransporters (integraal). Sommige eiwitten zijn losjes gehecht aan de perifere (buitenste) zijde van het celmembraan en fungeren als enzymen die de cel vormen.
1. Cel en het celmembraan
Het celmembraan is verantwoordelijk voor het regelen van de beweging van stoffen in en uit cellen en organellen. Daarom zijn deze membranen selectief permeabel voor organische moleculen en ionen. Celmembranen zijn ook betrokken bij verschillende cellulaire processen zoals celsignalering, ionengeleiding en celadhesie, en ze dienen ook als bevestigingsoppervlak voor verschillende extracellulaire structuren zoals de celwand. Andere extracellulaire structuren die aan het celmembraan hechten, zijn de koolhydraatlaag die bekend staat als glycocalyx en het intracellulaire netwerk van eiwitvezels dat bekend staat als het cytoskelet.
2.De structuur van een celmembraan
Celmembranen bestaan uit verschillende biologische moleculen, voornamelijk eiwitten en lipiden . De samenstelling van celmembranen is niet vast, maar verandert voortdurend voor vloeibaarheid en veranderingen in de omgeving. Het cholesterolgehalte in het membraan van menselijke primaire neuronen verandert bijvoorbeeld, en deze verandering in samenstelling beïnvloedt de vloeibaarheid tijdens de ontwikkelingsstadia.
De belangrijkste membraanfosfolipiden en glycolipiden zijn fosfatidylcholine, fosfatidylethanolamine, fosfatidylinositol en fosfatidylserine. Het celmembraan bestaat uit drie klassen van amfipathische lipiden:
De hoeveelheid van elk is afhankelijk van het celtype, maar in veel gevallen komen fosfolipiden het meest voor. In de meeste gevallen zijn fosfolipiden goed voor ongeveer 50% van alle lipiden in de plasmamembranen, glycolipiden voor ongeveer 2% en sterolen voor de rest. Bij de studie van de rode bloedcellen werd gezien dat 30% van het plasmamembraan uit lipiden bestond. In veel eukaryote cellen is de samenstelling van het plasmamembraan echter ongeveer half lipiden en half eiwitten per gewicht.
De lengte, evenals de mate van onverzadiging van vetzuurketens, beïnvloeden de vloeibaarheid van het membraan. Onverzadigde lipiden voorkomen dat vetzuren samen verpakken, waardoor de smelttemperatuur daalt en de vloeibaarheid van een membraan toeneemt.
Het vermogen van sommige organismen om de vloeibaarheid van hun celmembranen te reguleren door de samenstelling van lipiden te veranderen, staat bekend als homeovisceuze aanpassing.
Plasmamembranen bevatten ook koolhydraten, voornamelijk glycoproteïnen. Koolhydraten spelen een rol bij cel-celherkenning in eukaryoten. Ze bevinden zich op het oppervlak van de cel om gastheercellen te herkennen en informatie te delen.
De eiwitten in het celmembraan zijn onder te verdelen in drie typen; integrale eiwitten, lipide-verankerde eiwitten en perifere eiwitten. Integrale eiwitten omvatten ionenkanalen, protonpompen en aan G-eiwit gekoppelde receptoren. Deze eiwitten worden ook wel transmembraaneiwitten genoemd.
De lipide verankerde eiwitten omvatten de G-eiwitten.
De perifere eiwitten omvatten enkele enzymen en enkele hormonen.
Het celmembraan heeft een zeer groot gehalte aan eiwitten, ongeveer 50% van het membraanvolume. Deze eiwitten zijn verantwoordelijk voor verschillende biologische activiteiten.
