Boundless Microbiology

Components of Plasma Membranes

Het plasmamembraan beschermt de cel tegen zijn externe omgeving, medieert cellulair transport, en zendt cellulaire signalen door.

Structuur van plasmamembranen

Het plasmamembraan (ook wel celmembraan of cytoplasmamembraan genoemd) is een biologisch membraan dat het inwendige van een cel scheidt van zijn omgeving buiten.

De primaire functie van het plasmamembraan is de cel te beschermen tegen zijn omgeving. Samengesteld uit een fosfolipide bilaag met ingebedde proteïnen, is het plasmamembraan selectief doorlaatbaar voor ionen en organische moleculen en regelt het de beweging van stoffen in en uit de cellen. Plasmamembranen moeten zeer flexibel zijn om bepaalde cellen, zoals rode bloedcellen en witte bloedcellen, in staat te stellen van vorm te veranderen wanneer zij door nauwe haarvaten gaan.

Het plasmamembraan speelt ook een rol bij het verankeren van het cytoskelet om de cel vorm te geven, en bij het vasthechten aan de extracellulaire matrix en andere cellen om cellen te helpen groeperen om weefsels te vormen. Het membraan houdt ook de celpotentiaal in stand.

Kortom, als de cel wordt voorgesteld door een kasteel, is het plasmamembraan de muur die structuur biedt aan de gebouwen binnen de muur, regelt welke mensen het kasteel verlaten en betreden, en berichten overbrengt van en naar naburige kastelen. Net zoals een gat in de muur een ramp kan betekenen voor het kasteel, leidt een breuk in het plasmamembraan ertoe dat de cel lijdt en sterft.

Het plasmamembraan: Het plasmamembraan bestaat uit fosfolipiden en eiwitten die een barrière vormen tussen de externe omgeving en de cel, het transport van moleculen over het membraan regelen en via eiwitreceptoren met andere cellen communiceren.

Het plasmamembraan en cellulair transport

De verplaatsing van een stof over het selectief doorlaatbare plasmamembraan kan “passief” zijn – d.w.z. plaatsvinden zonder de input van cellulaire energie – of “actief” – d.w.z.., het transport vereist dat de cel energie verbruikt.

De cel maakt gebruik van een aantal transportmechanismen waarbij biologische membranen betrokken zijn:

1. Passieve osmose en diffusie: transporteert gassen (zoals O2 en CO2) en andere kleine moleculen en ionen
2. Transmembraaneiwitkanalen en -transporteurs: transporteert kleine organische moleculen zoals suikers of aminozuren
3. Endocytose: transporteert grote moleculen (of zelfs hele cellen) door ze op te slokken
4. Exocytose: verwijdert of scheidt stoffen af zoals hormonen of enzymen

Het plasmamembraan en cellulaire signalering

Tot de meest geavanceerde functies van het plasmamembraan behoort zijn vermogen om signalen door te geven via complexe eiwitten. Deze eiwitten kunnen receptoren zijn, die werken als ontvangers van extracellulaire input en als activatoren van intracellulaire processen, of markers, die cellen in staat stellen elkaar te herkennen.

Membraanreceptoren bieden extracellulaire aanhechtingsplaatsen voor effectoren zoals hormonen en groeifactoren, die vervolgens intracellulaire reacties teweegbrengen. Sommige virussen, zoals het Humane Immunodeficiëntie Virus (HIV), kunnen deze receptoren kapen om de cellen binnen te dringen en zo infecties te veroorzaken.

Membraanmerkers stellen cellen in staat elkaar te herkennen, wat van vitaal belang is voor cellulaire signaalprocessen die de weefsel- en orgaanvorming tijdens de vroege ontwikkeling beïnvloeden. Deze markeringsfunctie speelt later ook een rol bij het onderscheid tussen “eigen” en “niet-zelf” in de immuunrespons. Markereiwitten op menselijke rode bloedcellen bepalen bijvoorbeeld de bloedgroep (A, B, AB, of O).