A plazmamembrán tulajdonságai közül a szelektív permeabilitása az egyik legfontosabb. Ennek köszönhetően egy többsejtű szervezet folyékony közegének részekre oszlik, amelyek mindegyikében kialakul a saját elektrolit- és szervesanyag-összetétele. Bármely plazmamembránnal keretezett organellum vagy sejt szigorúan elválasztja a test környezetét, és szabályozza az anyagok kétirányú szállítását.
Definíció és jellemzők
A szelektív permeabilitás a membrán foszfolipid kettős rétegének egyedülálló tulajdonsága, amelynek vastagságába ioncsatornák vannak beépítve. Ez a minőség minden sejtre, valamint membránszervecskékre jellemző: lizoszómák, mitokondriumok, sejtmag, Golgi komplexum, retikulum. A membrán szelektivitása a szerkezetén alapul, amely magában foglalja a foszfolipidek hidrofób régióit.
Oktatás utánfomfolipid kettősréteg, hidrofób területekkel egymással szemben, a víz áteresztőképessége a plazmalemmán korlátozott. A sejten belül és kívül csak transzmembrán csatornákon keresztül juthat be, amelyeken keresztül történő szállítása az ozmózis törvényei szerint diffúzióval történik. A vízmolekulák szelektív permeabilitását az ozmotikus nyomás szabályozza. A sejten belüli sók koncentrációjának növekedése esetén a víz a csatornákon keresztül behatol a citoplazmába, az extracelluláris ozmotikus nyomás növekedése esetén pedig az intercelluláris térbe.
Közlekedés
A sejtmembrán két kompartmentet választ el – a sejtközi teret a citoplazmával (vagy az organellum üregét és a citoplazmát). És az egyes rekeszek között állandó anyagcserének kell lennie. A plazmalemmát az aktív és passzív transzport jellemzi.
Az aktív energiaköltségekkel jár, és lehetővé teszi az anyagok szállítását egy alacsonyabb koncentrációjú területről egy nagyobb területre. A passzív transzport a lipofil anyagok szabad behatolása a sejtbe a plazmalemmán keresztül, valamint az ionok speciális csatornákon keresztül történő átvitele egy magas koncentrációjú területről egy olyan területre, ahol alacsonyabb az azonos típusú ionok tartalma.
Transzmembrán receptorok
A membrán ionok szelektív permeabilitását a plazmalemmába épített speciális ioncsatornák szabályozzák. Mindegyik ion esetében más és más, és szabályozzák a hidratált ionok gyors aktív transzportját vagy passzív lassú transzportját. A kálium ioncsatornái mindignyitott, és a káliumcsere a membránpotenciáltól függően történik.
A nátriumot lassú és gyors csatornák egyaránt jellemzik. A lassúak hasonló elven működnek, mint a káliumosak, a gyors csatornák működése pedig példa az energiaköltséggel fellépő aktív transzportra. Akciós potenciál generálás esetén történik, amikor a nátriumionok nagy intenzitású intracelluláris beáramlását gyors csatornák rövid távú aktiválása, majd a membrán feltöltődése biztosítja.
A plazmalemma szelektív permeabilitása fontos a fehérjemolekulák, aminosavak, vitaminok és a sejtenzimrendszerek fontos kofaktorai szállításához. Ezek a molekulák polárisak és hidrofilek, ezért nem képesek áthatolni a hidrofób lipid kettősrétegen. Szállításukra speciális csatornák vannak a membrán vastagságában, amelyek komplex glikoproteinek.
Membrántranszfer
Speciális ligandumok receptorokhoz való kapcsolódása aktiválja az anyag sejtbe jutását. Az ilyen molekulák mindegyik típusához saját specifikus hordozó van beépítve a membrán vastagságába. Ez a legszigorúbb és legspecifikusabb módja a sejt szelektív permeabilitásának megszervezésének – garancia arra, hogy a fejlődésnek ebben a fázisában felesleges anyag ne hatoljon be a citoplazmába.
A transzmembrán specifikus hordozó szerkezete a sejtmag genetikai anyagában van kódolva. És az új összeszerelésének folyamataaz anyagok szállításának csatornáját maga a sejt szabályozza. Ez azt jelenti, hogy differenciálódásának minden szakaszában képes bizonyos anyagok citoplazmájába való beáramlását elindítani vagy leállítani, a külső körülményektől függően.
Intracelluláris receptorok
A sejt- és membránszervecskék szelektív permeabilitással rendelkeznek az intracelluláris receptoroknak köszönhetően. Úgy tervezték, hogy fogadják a lipofil anyagoktól érkező jeleket. A hidrofób molekulákkal ellentétben az ilyen molekulák képesek beépülni a membrán lipid kettős rétegébe, és hosszú ideig úsznak benne, majd behatolnak a citoplazmába, és kapcsolatba lépnek az intracelluláris vagy nukleáris receptorral.
Példa erre a szteroid hormonok behatolása. Szabadon áthaladnak a citolemmán, és egy adott receptorral való érintkezés után aktiválnak vagy elnyomnak egy bizonyos láncszemet a metabolikus láncokban. A lipofil anyagok szabad áthaladásának lehetősége a plazmamembránon szintén a szelektív permeabilitás egyik példája.
Minden lipofil anyag, amely képes legyőzni a lipid kettősréteget, feloldódni benne, rendelkezik intracelluláris receptorral. A hidrofil molekulák taszítják a membrán polarizált régióit, ezért vagy egy transzmembrán transzporterhez, vagy a membrán felszíni receptormolekuláihoz kell kapcsolódniuk, hogy jeleket továbbítsanak, vagy bejussanak a sejtbe.