Med lastnostmi plazemske membrane je njena selektivna prepustnost ena glavnih. Zahvaljujoč njemu se oblikuje delitev tekočih medijev večceličnega organizma na predelke, v vsakem od katerih se oblikuje lastna sestava elektrolitov in organskih snovi. Vsaka organela ali celica, uokvirjena s plazemsko membrano, strogo ločuje okolje telesa in uravnava transport snovi v dveh smereh.
Definicija in značilnosti
Selektivna prepustnost je edinstvena lastnost fosfolipidnega dvosloja membrane z ionskimi kanali, vgrajenimi v njeno debelino. Ta kakovost je značilna za vsako celico, pa tudi za membranske organele: lizosome, mitohondrije, jedro, Golgijev kompleks, retikulum. Selektivnost membrane temelji na njeni strukturi, ki vključuje hidrofobne regije fosfolipidov.
Po izobraževanjufomfolipidni dvosloj s hidrofobnimi območji, obrnjenimi drug proti drugemu, je prepustnost vode skozi plazmalemo omejena. V celico in zunaj nje lahko pride le skozi transmembranske kanale, transport skozi katere poteka po zakonih osmoze z difuzijo. Selektivna prepustnost za molekule vode se uravnava z osmotskim tlakom. V primeru povečanja koncentracije soli znotraj celice voda prodre po kanalih v citoplazmo, v primeru povečanja zunajceličnega osmotskega tlaka pa hiti v medcelični prostor.
Prevoz
Celična membrana ločuje dva oddelka - medcelični prostor s citoplazmo (ali votlino organele in citoplazmo). In med vsakim predelkom mora biti stalna izmenjava snovi. Za plazmalemo je značilen aktivni in pasivni transport.
Active nadaljuje s stroški energije in vam omogoča transport snovi iz območja z nižjo koncentracijo v večje. Pasivni transport je prost prodiranje lipofilnih snovi v celico skozi plazmalemo, pa tudi prenos ionov po posebnih kanalih iz območja z visoko koncentracijo v območje z nižjo vsebnostjo istovrstnih ionov.
Transmembranski receptorji
Selektivno prepustnost membrane za ione uravnavajo specializirani ionski kanali, vgrajeni v plazmalemo. Za vsak ion so različni in uravnavajo hiter aktivni transport ali pasivno počasen transport hidratiranih ionov. Ionski kanali za kalij vednoodprt, in izmenjava kalija se izvaja glede na membranski potencial.
Za natrij je značilna prisotnost tako počasnih kot hitrih kanalov. Počasni delujejo na podobnem principu kot kalijevi, delovanje hitrih kanalov pa je primer aktivnega transporta, ki se pojavi s stroški energije. Poteka v primeru generiranja akcijskega potenciala, ko se s kratkotrajno aktivacijo hitrih kanalov zagotovi visokointenziven znotrajcelični dotok natrijevih ionov, ki mu sledi ponovno polnjenje membrane.
Selektivna prepustnost plazmaleme je pomembna za transport beljakovinskih molekul, aminokislin, vitaminov in pomembnih kofaktorjev celičnih encimskih sistemov. Te molekule so polarne in hidrofilne, zato ne morejo prodreti v hidrofobni lipidni dvosloj. Za njihov transport so v debelini membrane posebni kanali, ki so kompleksni glikoproteini.
transmembranski prenos
Pritrditev specializiranih ligandov na receptorje aktivira prehod snovi v celico. Za vsako vrsto takšnih molekul je v debelino membrane vgrajen svoj specifičen nosilec. To je najstrožji in najbolj specifičen način organiziranja selektivne prepustnosti celice - zagotovilo, da nobena snov, ki je nepotrebna v tej fazi njenega razvoja, ne bo prodrla v citoplazmo.
Struktura transmembransko specifičnega nosilca je kodirana v genskem materialu jedra. In postopek sestavljanja novegakanal za transport snovi uravnava celica sama. To pomeni, da lahko na vsaki stopnji svoje diferenciacije sproži ali ustavi pretok določenih snovi v svojo citoplazmo, odvisno od zunanjih pogojev.
Notracelularni receptorji
Celične in membranske organele imajo selektivno prepustnost zaradi znotrajceličnih receptorjev. Zasnovani so za sprejemanje signalov od lipofilnih snovi. Za razliko od hidrofobnih se takšne molekule lahko integrirajo v lipidni dvosloj membrane in v njem dolgo plavajo, nato pa prodrejo v citoplazmo in stopijo v stik z znotrajceličnim ali jedrskim receptorjem.
Primer je prodor steroidnih hormonov. Prosto prehajajo skozi citolemo in po stiku s specifičnim receptorjem aktivirajo ali zatrejo določen člen v presnovnih verigah. Primer selektivne prepustnosti je tudi možnost prostega prehoda lipofilnih snovi skozi plazemsko membrano.
Vse lipofilne snovi, ki lahko premagajo lipidni dvosloj in se v njem raztopijo, imajo znotrajcelični receptor. Hidrofilne molekule odbijajo polarizirane regije membrane in se morajo zato pritrditi na transmembranski transporter ali pritrditi na površinske receptorske molekule membrane, da prenašajo signale ali vstopijo v celico.
