細胞膜の特徴、構造および機能

1972年には、部分的に透過性の膜が細胞を取り囲み、いくつかの重要な仕事を行い、細胞膜の構造と機能は体内のすべての細胞の適切な機能に関する重要な疑問であるという理論が提唱された。 細胞理論 は、顕微鏡の発明とともに、17世紀に広く普及しました。 植物や動物の組織は細胞で構成されていることが知られていました が、 デバイスの 分解能 が低いため動物細胞の周りに障壁が見られませんでした。 20世紀には、膜の化学的性質がより詳細に研究され、その基礎が脂質から構成されていることが分かった。

細胞膜の構造と機能

細胞膜は生細胞の細胞質を取り囲み、細胞内成分を物理的に外部環境から分離する。 キノコ、バクテリアおよび植物はまた、保護を提供し、大きな分子の通過を防ぐ細胞壁を有する。 細胞膜はまた、細胞骨格の形成および他の重要な粒子の細胞外マトリックスへの付着において役割を果たす。 これは、それらを一緒に保ち、体の組織および器官を形成するために必要です。 細胞膜の構造的特徴には、透過性が含まれる。 主な機能は保護です。 この膜は、タンパク質が埋め込まれたリン脂質層からなる。 この部分は、細胞接着、イオン伝導性およびシグナル伝達系などのプロセスに関与し、壁、グリコカリックスおよび内部細胞骨格を含むいくつかの細胞外構造の付着表面として働く。 膜はまた、選択的フィルターとして機能する細胞の可能性を保存する。 これは、イオンおよび有機分子を選択的に透過し、粒子の動きを制御する。

細胞膜を含む生物学的機構

1.受動拡散： 二酸化炭素 （CO2）や酸素（O2）などのいくつかの物質（小分子、イオン）は、拡散によって原形質膜を貫通することができます。 シェルは特定の分子やイオンに対する障壁として作用し、両側に集中することができます。

2.膜貫通タンパク質チャネルとトランスポーター：グルコースやアミノ酸などの栄養素が細胞に入り込む必要があり、一部の代謝産物はそれを残す必要があります。

エンドサイトーシスは、分子が吸収される過程である。 輸送される物質が飲み込まれる原形質膜に小さな変形（陥入）が生じる。 これはエネルギーを必要とし、したがって能動輸送の一形態である。

エキソサイトーシス：様々な細胞で起こり、エンドサイトーシスによってもたらされる物質の未消化残留物を除去し、ホルモンや酵素などの物質を分泌し、細胞バリアを通して物質を完全に輸送する。

分子構造

細胞膜は、主にリン脂質からなり、細胞全体を外部環境から分離する生物学的膜である。 形成過程は通常の条件下で自発的に起こる。 このプロセスを理解し、細胞膜の構造および機能ならびに特性を正確に記述するために、構造分極が本質的であるリン脂質構造の性質を評価することが必要である。 細胞質水生環境のリン脂質が臨界濃度に達すると、それらはミセルに結合し、これは水生環境においてより安定である。

膜特性

• 安定性。 これは、形成後、膜の崩壊が起こりにくいことを意味する。
• 強さ。 脂質膜は、極性物質が通過するのを防ぐのに十分な信頼性があり、溶解した境界（イオン、グルコース、アミノ酸に溶解している）およびはるかに大きな分子（タンパク質）は形成された境界を通過できません。
• 動的な性質。 これは 、細胞の構造 を考えると、おそらく最も重要な特性 です。 細胞膜は様々な変形を受け、折り畳まれて曲がり、崩壊することができない。 特別な状況では、例えば、小胞または出芽を合併するときに、それは妨げられることがあるが、しばらくの間しか。 室温では、その脂質成分は一定のカオス運動をしており、安定した流体境界を形成している。

液体モザイク模様

細胞膜の構造と機能について言えば、現代の視点では、液体モザイクモデルとしての膜は、1972年にSingerとNicholsonの科学者によって検討されたことに注意することが重要です。 それらの理論は、膜構造の3つの基本的特徴を反映している。 一体型膜タンパク質は、膜のモザイクパターンに寄与し、脂質組織の揮発性の性質のために、平面内で横方向に移動することができる。 膜貫通タンパク質も潜在的に可動性である。 膜構造の重要な特徴は、その非対称性である。 細胞の構造は何ですか？ 細胞膜、核、タンパク質など。 細胞は基本的な生活の単位であり、すべての生物は1つまたは複数の細胞から構成されており、それぞれの細胞は自然のバリアによって環境から隔てられています。 この細胞の外側境界は原形質膜とも呼ばれる。 リン脂質、コレステロール、タンパク質、炭水化物の4種類の分子から構成されています。 液体モザイクパターンは、細胞膜の構造を以下のように記述する：可撓性および弾性であり、全ての個々の分子が液体媒体中に単に浮遊するように、一貫性のある植物油に似ており、これらはすべてこのエンベロープ内で横方向に移動することができる。 モザイクは多くの異なる細部を含むものです。 原形質膜では、それはリン脂質、コレステロール分子、タンパク質および炭水化物によって表される。

リン脂質

リン脂質は、細胞膜の基本構造を構成する。 これらの分子は2つの異なる末端を有する：頭と尾。 ヘッドエンドはリン酸基を含み親水性である。 これは水分子に引き寄せられることを意味する。 尾部は、脂肪酸の鎖と呼ばれる水素と炭素原子からなる。 これらの鎖は疎水性であり、水分子と混合したくない。 このプロセスは、植物油を水に注ぎ込むときに起こることに似ています。つまり、それはそれに溶けません。 細胞膜の構造の特徴は、リン脂質からなるいわゆる脂質二重層と関連している。 親水性リン酸塩頭部は、細胞内および細胞外液の形態の水が存在するところに常に位置する。 膜中のリン脂質の疎水性尾部は、それらが水から遠ざかるように構成されている。

コレステロール、タンパク質、炭水化物

「コレステロール」という言葉を聞いて、人々は通常これが悪いと思っています。 しかしながら、実際、コレステロールは細胞膜の非常に重要な成分である。 その分子は、水素と炭素原子の4つの環からなる。 それらは疎水性であり、脂質二重層中の疎水性尾部の間に生じる。 それらの重要性は、一貫性を維持することであり、膜を強化し、交叉を防止する。 コレステロール分子はまた、リン脂質尾部が接触して硬化するのを防ぐ。 これにより、流動性と柔軟性が確保されます。 膜タンパク質は、化学反応を促進する酵素として機能し 、特定の分子の受容体として作用し、または細胞膜を介して物質を輸送する。

炭水化物または糖類は、細胞膜の細胞外側にのみ見出される。 一緒にグリコカリックスを形成する。 これは、原形質膜の減衰および保護を提供する。 グリコカリシスの炭水化物の構造とタイプに基づいて、体は細胞を認識し、細胞が存在するかどうかを判断することができます。

膜タンパク質

動物細胞の 細胞膜の構造は、タンパク質のような重要な成分なしに想像することはできない。 それにもかかわらず、それらは他の重要な構成要素である脂質に比べてサイズがかなり劣る可能性がある。 基本膜タンパク質には3つのタイプがある。

• 積分。 それらは二重層、細胞質および細胞外環境を完全にカバーする。 彼らは輸送とシグナル機能を果たします。
• 周辺機器。 タンパク質は、それらの細胞質または細胞外表面に静電結合または水素結合によって膜に付着する。 それらは、主にインテグラルタンパク質の付着手段として関与している。
• 膜貫通型。 それらは酵素的およびシグナル伝達機能を果たし、また膜の脂質二重層の基本構造を調節する。

生体膜の機能

水中の炭化水素の挙動を制御する疎水性効果は、膜脂質および膜タンパク質によって形成される構造を制御する。 膜の多くの特性は、すべての生物学的膜の基本構造を形成する脂質二重層の担体によって提供される。 インテグラル膜タンパク質は、脂質二重層中に部分的に隠れている。 膜貫通タンパク質は、その主要配列中にアミノ酸の特殊な構成を有する。

末梢膜タンパク質は可溶性に非常に類似しているが、膜にも結合している。 特殊細胞膜は特殊な細胞機能を有する。 細胞膜の構造と機能はどのように体に影響を与えますか？ 生物膜が配置される方法から、生物全体の機能性の提供が左右される。 細胞内小器官、細胞外および細胞間膜相互作用から、生物学的機能の構成および性能に必要な構造が作製される。 多くの構造的および機能的特徴は、細菌、 真核細胞 およびエンベロープウイルスに共通している。 全ての生物学的膜は脂質二重層上に構築され、これは多くの共通特性を引き起こす。 膜タンパク質は多くの特異的機能を有する。

• 制御する。 血漿細胞膜は、環境との細胞相互作用の境界を決定する。
• 輸送。 細胞内膜は、異なる内部組成を有するいくつかの機能ブロックに分割され、それぞれは、必要な輸送機能と制御の透過性との組み合わせによって支持される。
• シグナル伝達。 膜の融合は、細胞内小胞の警告のメカニズムを提供し、様々な種類のウイルスが細胞に自由に入るのを防止する。

意味と結論

外側の細胞膜の構造は全身に影響を与える。 それは、選択された物質のみの浸透を可能にし、完全性を保護する上で重要な役割を果たす。 それは、細胞骨格と細胞壁を固定するための良い基盤でもあり、細胞の形状を維持するのに役立ちます。 脂質は、ほとんどの細胞の膜の質量の約50％を構成するが、この指標は膜のタイプによって異なる。 哺乳動物の外側細胞膜の構造はより複雑であり、4つの基本的なリン脂質が存在する。 脂質二重層の重要な特性は、それらが個々の分子が自由に回転し、横方向に動くことができる二次元液体のようにふるまうことである。 このような流動性は、膜の重要な特性であり、温度および脂質組成に依存して決定される。 炭化水素環構造のために、コレステロールは膜の流動性を決定する役割を果たす。 小分子に対する生体膜の選択的な透過性は、細胞がその内部構造を制御および維持することを可能にする。

細胞の構造（細胞膜、核など）を考慮すると、身体は外部の助けなしにはそれ自体に害を与えることができず、常に各細胞を復元し、保護し、適切に機能する方法を模索する自己制御システムであると結論付けることができる。