مقدمه ای کوتاه بر ساختار غشاء پلاسما و عملکرد آن

مقبول ترین نظریه برای ساختار غشاء پلاسما مدل موزاییک سیال می باشد. مطابق با این مدل، غشاء پلاسما شامل دو لایه ی لیپیدی و مولکول های پروتئینی مرتبط بوده که به طور مستقیم یا غیر مستقیم به لایه های لیپیدی متصل می باشد.
هر نوع از سلول زنده، خواه یک پروکاریوت ساده یا یک یوکاریوت پیشرفته یک غشاء بوده که ترکیبات سلولی را از محیط خارجی جدا می کند. این غشاء با نام های مختلفی مانند غشاء سلولی، غشاء پلاسمایی یا به بیان ساده، پلاسمالما شناخته می شود. در برخی سویه های باکتریایی و گیاهان، غشاء پلاسما درون دیواره ی سلولی محکمی محصور شده که وظیفهی حفاظتی را به عهده دارد. در حالی که در برخی سلول های حیوانی، دیواره ی سلولی وجود نداشته و پروتوپلاسم توسط غشاء پلاسما محصور می شود.
علاوه بر جداسازی اجزاء سلولی از خارج، غشاء پلاسما وظیفه ی مهم تنظیم حمل و نقل مواد از داخل سلول به بیرون و بالعکس را نیز به عهده دارد. اختصاصی بودن ساختار غشاء سلولی نیز نقش حیاتی را در عملکرد کلی سلول ایفاء می کند. به بیان ساده، این غشاء در یک شیوه ی مشابه در پوست حیوانات عمل می کند. فرضیه های علمی متنوعی برای توضیح ساختار غشاء پلاسما پیشنهاد شده که محبوب ترین نظریه ی پذیرفته شده، مدل موزاییک سیال می باشد.
ساختار غشاء پلاسماء: مدل موزاییک سیال
مدل موزاییک سیال توسط سینگر و گارت نیکولسون در سال 1972 پیشنهاد شده است. همانطور که در این نظریه می خوانیم، غشاء سلول شامل کربوهیدرات ها و انواع مختلفی از لیپیدها و پروتئین ها می باشد و این مدل مطابق با ساختار غشاء پلاسماء نام گذاری شده که محکم نیست، اما بیشتر از یک نوع مایع حاوی مولکول های مختلفی مانند یک الگوی موزاییک می باشد. با این وجود، این مولکول ها به شیوه ای خاص مرتب شده اند، بنابراین امکان حرکت انتخابی مواد از داخل به بخش بیرونی سلول و بالعکس وجود دارد. مطالب زیر خلاصه ای از مدل موزاییک سیال را نشان می دهد.
لیپید دولایه: بخش اساسی ساختار غشاء سلول، لیپید دو لایه می باشد. انواع لیپیدهای موجود در غشاء پلاسما، فسفولیپیدها، کلسترول و گلیکولیپیدها می باشند. با این حال، اکثر مولکول ها از نوع فسفولیپید (حاوی یک گروه فسفات) هستند. از این رو، دو لایه ی لیپیدی از غشاء سلول به عنوان لایه های فسفولیپیدی بهتر شناخته می شوند.
دنباله های لیپید آبگریز بوده، در حالی که سرهای فسفات آب دوست هستند. بر همین اساس، فسفولیپید دو لایه در یک شیوه ی خاص با دنباله های آبگریز غیر قطبی در جهت هسته مرتب شده اند (روبروی یکدیگر) و سرهای آبدوست قطبی در طرف بیرونی لایه های مرتب شده اند. بنابراین، هر دو طرف غشاء پلاسما یکی روبروی سیتوسول و دیگری روبروی محیط بیرونی، ماهیت آبدوست دارند.
پروتئین های غشاء: یکی دیگر از اجزاء کلیدی غشاء پلاسما پروتئین ها می باشد که به انتقال انتخابی ماکرو مولکول‎ هایی مانند ساکارز، آمینواسیدها و یون ها کمک می کند. بر اساس محل واقعی پروتئین ها با اشاره به لایه های مضاعف فسفولیپیدی، دو نوع پروتئین شناسایی شده اند.
پروتئین های غشایی صحیح که به لیپیدهای با ساختار دو لایه متصل هستند. آن ها پروتئینهایی صحیحی بوده که فسفولیپید دو لایه ای را پیموده و پروتئین های عرض غشاء می نامند.
پروتئین های غشایی محیطی که به طور غیر مستقیم یا آزادانه به غشاء متصل می باشند. آن ها به صورت غیر کوالانسی به لیپیدها یا انتهای پروتئین های صحیح متصل هستند.
کربوهیدرات ها: علاوه بر فسفولیپیدها و پروتئین ها، غشاء سلولی نیز شامل کربوهیدرات ها به ویژه گلیکوپروتئین ها و گلیکولیپیدها می باشد. این مولکول ها به طور انحصاری در طرف بیرونی غشاء سلولی به پروتئین ها یا فسفولیپیدها، در جایی که بخش های کربوهیدرات در سطح خارجی سلول مرتب شدهاند، متصل می باشد.
عملکرد غشاء پلاسما: حمل و نقل سلول
در حالی که درباره ی عملکرد غشاء پلاسما صحبت می کنیم، نقش اولیه ی آن ها تشخیص سلول و تنظیم انتقال سلولی می باشد. مولکول های کوچک مانند اکسیژن، نیتروژن و غیره به صورت آزادانه به خارج و یا داخل حرکت می کنند (انتقال غیر فعال)، در حالی که مولکول های بزرگتر مانند آمینواسیدها به صورت انتخابی از طریق غشاء در برابر شیب غلظت (انتقال فعال) با هزینه ی انرژی عبور می کنند. برای مثال، از طریق انتقال فعال مواد زائد خارج شده، در حالی که مواد مفید به داخل سلول وارد می شوند.
به این ترتیب، لیپیدها، پروتئین ها و کربوهیدرات ها، غشاء سلولی را می سازند. لیپیدها و پروتئین های غشاء می توانند به صورت آزادانه در غشاء حرکت کنند، اگر آن ها در یک مایع معلق باشند. در واقع، ثبات غشاء پلاسما در دمای نرمال بدن مشابه با ثبات آن در روغن های گیاهی می باشد. با این اطلاعات مختصر در رابطه با ساختار و عملکرد غشاء سلولی، امیدواریم که شک های شما در رابطه با آرایش مولکول های غشاء و نقش آن ها در انتقال و عملکرد سلول برطرف شده باشد.