上一节主要介绍了细胞壁,接下来继续向细胞内深入就是细胞膜(cell membrane)了,细胞膜又称质膜(plasmalemma)。位于原生质体外围、紧贴细胞壁的膜结构。这一点无论是动物还是植物,质膜的主要结构和成分都是相似的(并不完全相同,比如植物的细胞膜上没有胆固醇),所以在这里我就穿插入整个细胞膜结构的具体阐述,这也是细胞生物学最为重要的部分。
图片上图就是细胞膜的结构示意图,细胞膜主要由蛋白质和脂质组成,以及少量的多糖、核酸、金属离子和水。在电子显微镜下有明显的暗-明-暗三条平行的带,内外两层暗带均由蛋白质分子组成,亮带即脂质组成的磷脂双分子层。一开始人们以为这样的结构应当是静态的,直到上世纪八十年代,Singer and Nicolson在大量实验的基础上得出细胞膜是有流动性的,并提出了流动镶嵌模型 fluid mosaic model,是目前公认的膜结构模型假说。
磷脂phospholipids是细胞膜的主要成分。磷脂形成一个磷脂双分子层,其中它们的亲水hydrophilic (被水吸引)头部区域自发地面向细胞质和细胞外液,而它们的疏水hydrophobic (被水排斥)尾部区域背向细胞质和细胞外液。磷脂双分子层是半渗透的,只允许某些分子传播穿过隔膜。
胆固醇cholesterol是动物细胞膜的另一种脂质成分。胆固醇分子选择性地分散在膜磷脂之间。这有助于防止磷脂过于紧密地堆积在一起,从而防止细胞膜变得僵硬。胆固醇在植物细胞膜中找不到。
糖脂glycolipids位于细胞膜表面并具有碳水化合物糖链附着在它们身上。它们可以帮助细胞识别身体的其他细胞。
细胞膜包含两种相关的蛋白质。外周膜蛋白peripheral membrane proteins(也称外在蛋白extrinsic protein)位于膜外部,并通过与其他蛋白质的相互作用与膜相连。整合膜蛋白integral membrane proteins(也称整合蛋白intrinsic protein)被插入膜中并且大多数穿过膜。这些跨膜蛋白的一部分暴露在膜的两侧。细胞膜蛋白质有许多不同的功能。
结构蛋白structural proteins帮助给予细胞支持和形状。
细胞膜受体蛋白cell membrane receptor proteins帮助细胞通过使用激素、神经递质(动物)和其他信号分子。
转运蛋白transport proteins例如球状蛋白质,通过促进扩散将分子转运穿过细胞膜。
糖蛋白类glycoproteins有一条碳水化合物链附着在它们身上。它们嵌入细胞膜,有助于细胞间的通讯和分子穿过细胞膜的运输。
细胞膜有着重要的生理功能,可以维持细胞的稳定代谢的胞内环境,而且可以调节和选择物质进出细胞(即细胞膜具有选择透过性),还可以通过胞吞胞吐的作用吸收、消化、外排大分子物质,在细胞识别、信号传递、纤维丝合成、微纤丝的组装方面都有重要的意义。
参考:
https://www.thoughtco.com/cell-membrane-373364
http://www.biology4kids.com/files/cell_membrane.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Cell_membrane
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