Cellemembran

Skematisk tegning af en cellemembran. 1. Glycolipid. 2. Polypeptidkæde. 3. Oligosakkarid. 4. Fosfolipid. 5. Membranprotein. 6. Transmembran alfa-helix. 7. Kolesterol.

En biologisk cellemembran, også kaldet plasmamembran, adskiller en levende celles indre fra det omgivende miljø.

Cellemembranen fungerer som en selektiv barriere, der regulerer hvilke stoffer, der passerer ind og ud af cellen. Derudover har cellemembranen vigtige receptormolekyler (modtagermolekyler) på overfladen. Disse molekyler gør cellen i stand til at reagere på kemiske signalstoffer som fx hormoner ved signaltransduktion, mens f.eks. glycoproteiner på cellens overflade medvirker ved celle-celle genkendelse.

Svært stof Denne artikel omhandler svært stof. Der er endnu ikke taget hensyn til ikke-eksperter. Du kan hjælpe ved at skrive en letforståelig indledning.

Cellemembranens opbygning

Cellemembranen er opbygget som en flydende mosaik af et lipid (fedt) dobbeltlag med indlejrede proteiner. I lipid dobbeltlaget i f.eks. animalske celler, findes der især tre slags polære lipider: fosfolipider, sphingolipider og steroler. De to lag lipidmolekyler i lipid dobbeltlaget er organiseret så den hydrofile, polære del af et molekyle enten vender ud mod, og vekselvirker med, vand eller interstitialvæske udenfor cellen eller på membranens inderside vender ind mod og vekselvirker med cytoplasma i cellen. Inde i membranen er de hydrofobe (hydro=vand, fob=skyende) dele af lipiderne "gemt" og beskyttet mod kontakt med vandet. Såvel de hydrofile vekselvirkninger ved membranens overflade som hydrofobe vekselvirkninger mellem lipidmolekylernes alifatiske dele i membranens indre er med til at stabilisere og binde strukturen sammen. Det er den termodynamisk mest stabile struktur. (Hældes f.eks. fosfolipid i vand vil der ved de rigtige koncentrationsforhold mellem vand og olie spontant opstå lipid dobbeltlag, svarende til cellemembranen.)

Proteiner i cellemembranen

Et eksempel på et integralt membranprotein er Natrium-kalium-pumpen

Vekselvirkninger mellem indlejrede membranproteiner og membranlipider giver anledning til protein-lipid klynger, der bevæger sig rundt, eller ”flyder” lateralt mellem hinanden - en flydende mosaik. Nogle af proteinerne ligger som ”isbjerge” i dobbeltlipidlaget – nogle er perifere proteiner, dvs at de kun gennembryder den ene side af lipid dobbeltlaget og har kontakt enten med cytoplasma i cellen eller med miljøet uden for cellen. Andre proteiner, de integrale proteiner, gennembryder lipid dobbeltlaget og har kontakt med både den indre og ydre overflade og går gennem membranens hydrofobe indre. Hydrofobe dele af proteinerne er typisk begravet i cellemembranens hydrofobe indre, hvor de vekselvirker med lipidernes hydrofobe dele, mens hydrofile dele har kontakt med overfladen eller stikker op som isbjerge. Nogle af de integrale proteiner er receptorer, der sørger for den fysisk-kemiske kommunikation over cellemembranen. Andre af de integrale proteiner er involveret i den kemiske transport over cellemembranen, som f.eks natrium/kalium-pumpen (Na⁺/K⁺-pumpen eller Na⁺/K⁺-ATPase) der pumper natriumioner ud af cellerne og kaliumioner ind i cellerne. I cellemembranen indgår desuden integriner, cadheriner, desmosomer, clathrin-coated pits, caveolae og forskellige strukturer involveret i celleadhæsion så som NCAM.

Kolesterol i cellemembranen

Hos dyrene findes sterolen kolesterol også i cellemembranen og er med til at gøre membranen mere viskøs, da kolesterol giver cellemembranen højere smeltepunkt ved at reducere lipidernes bevægelsesfrihed.

Mere

Biologiske membraner er opbygget af amphipatiske molekyler, der ligger i et dobbeltlag. De har et polært hoved, der vender mod vandsiden, og en lang upolær hale, der vender ind mod midten af dobbeltmembranen. I membranen optræder også andre molekyler, især mange proteiner, og i eukaryote celler cholesterol.

I prokaryoter er der kun en enkelt membran, cellemembranen, som afgrænser cellens indre fra omverden. I eukaryoter er der derudover diverse organeller, der afgrænser et lumen ved hjælp af en eller to membraner.

Eksterne henvisninger

• Wikimedia Commons har flere filer relateret til Cellemembran

• Se "Cellemembranen - nogle væsentlige egenskaber" for en forenklet model af en cellemembran.