مقدمه‌ای کوتاه بر ساختار غشای پلاسمایی و کارکرد‌های آن

غشای پلاسمایی متشکل از دو لایه لیپیدی و مولکول‌های پروتئینی است که به طور مستقیم یا غیر مستقیم به لایه‌های لیپیدی متصل هستند.
سلول‌های زنده حتی پروکاریوتی ساده یا یوکاریوتی پیشرفته غشایی دارد که سلول را از محیط خارجی جدا می‌کند. این غشا با نام‌های غشای سلولی یا غشای پلاسمایی شناخته می‌شود. در برخی گونه‌های باکتریایی و گیاهان، غشای پلاسمایی در داخل دیواره سلولی محکم قرار گرفته است که از آن محافظت می‌کند. این در حالیست که در سلول‌های حیوانی، دیواره سلولی وجود ندارد و پروتوپلاسم با غشای پلاسمایی احاطه شده است.
در کنار جدا کردن سلول از محیط خارجی، غشای پلاسمایی کارکرد اصلی تنظیم انتقال مواد از داخل به خارج آن و برعکس را انجام می‌دهد. ویژگی ساختار غشای سلولی نقش حیاتی در کارکرد سلول ایفا می‌کند. به عبارت ساده‌تر، غشای پلاسمایی به گونه‌ای مشابه پوست حیوانات عمل می‌کند. فرضیات علمی مختلفی برای تشریح ساختار غشای پلاسمایی ارائه شده‌اند که از این میان نظریه مدل موزاییک سیال بیشتر از همه مورد اقبال قرار گرفته است.
مدل موزاییک سیال توسط S.J.Singer و Garth Nicolson در سال 1972 پیشنهاد شد. مطابق این نظریه، غشای سلولی شامل کربوهیدرات‌ها و انواع مختلف لیپید‌ها و پروتئین‌هاست. این مدل مطابق ساختار غشای پلاسمایی که محکم نیست و بیشتر حالت مایع دارد نام‌گذاری شده است. با این وجود، مولکول‌ها به گونه‌ای خاص آرایش پیدا کرده‌اند تا فقط مواد خاصی بتوانند وارد سلول یا از آن خارج شوند.
ساختار دو لایه لیپیدی: قسمت اصلی غشای سلولی ساختار دو لایه لیپیدی است. انواع لیپید‌های موجود در غشای پلاسمایی، فسفولیپید‌ها، کلسترول و گلیکولیپید‌ها هستند. ولی، اکثریت مولکول‌ها از نوع فسفولیپید‌ها هستند که دارای گروه فسفات هستند. از اینرو، دو لایه لیپیدی غشای سلولی به عنوان لایه‌های فسفولیپیدی شناخته می‌شوند.
لایه‌های لیپیدی آبگریز هستند درحالیکه نوک‌های فسفات آب‌دوست هستند. ساختار دو لایه فسفولیپیدی به گونه‌ای خاص آرایش یافته است که قسمت‌های آبگریز به سمت همدیگر جهت‌گیری پیدا کرده‌اند و قسمت‌های آب‌دوست قطبی در قسمت بیرونی لایه‌ها قرار گرفته‌اند. بنابراین، هر دو طرف غشای پلاسمایی، یکی قسمتی که روبروی سیتوزول و دیگری قسمتی که روبروی محیط خارجی قرار دارد، هر دو ماهیت آب‌دوست دارند.
پروتئین‌های غشاء: جزء کلیدی دیگر غشای پلاسمایی پروتئین‌ها هستند که به انتقال انتخابی مولکول‌هایی مانند ساکاروز، اسیدهای آمینه و یون‌ها کمک می‌کنند. بسته به موقعیت واقعی پروتئین‌ها در لایه فسفولیپیدی، دو نوع پروتئین شناسایی شده‌اند. پروتئین‌های داخلی غشا به لیپید‌های ساختار دو لایه متصل می‌شوند. این پروتئین‌ها که از لایه فسفولیپیدی عبور می‌کنند پروتئین‌های گذرنده نامیده می‌شوند. پروتئین‌های محیطی به طور غیر مستقیم یا آزادانه به غشا متصل هستند. آن‌ها با پیوند غیر کوالانسی به لیپید‌ها یا انتهای پروتئین‌های داخلی متصل می‌شوند.
کربوهیدرات‌ها: علاوه بر فسفولیپید‌ها و پروتئین‌ها، غشای سلولی همچنین شامل کربوهیدرات‌هاست. این مولکول‌ها به طور منحصر به فرد در قسمت بیرونی غشای سلولی قرار گرفته‌اند و به پروتئین‌ها یا فسفولیپید‌ها متصل می‌شوند.
کارکرد غشای پلاسمایی: انتقال سلولی
هنگام بحث درباره کارکرد غشای پلاسمایی، نقش‌های اولیه شناسایی سلول و تنظیم انتقال سلولی هستند. مولکول‌های کوچک مانند اکسیژن، نیتروژن و غیره می‌توانند آزادانه وارد سلول یا از آن خارج شوند که انتقال غیر فعال نامیده می‌شود درحالیکه مولکول‌های بزرگ مانند اسید‌های آمینه به طور انتخابی وارد سلول می‌شوند که انتقال فعال نامیده می‌شود. برای مثال، از طریق انتقال فعال مواد زائد دفع می‌شوند و در عین حال مواد مفید دیگر وارد سلول می‌شوند.
لیپید‌ها، پروتئین‌ها و کربوهیدرات‌ها به این ترتیب غشای سلولی را تشکیل می‌دهند. لیپید‌ها و پروتئین‌های غشا می‌توانند آزادانه در غشا حرکت کنند چون، در محیط مایع قرار دارند. در واقع، ثبات غشای پلاسمایی در دمای طبیعی بدن مشابه ثبات روغن گیاهی است.