πλασματική μεμβράνη (διπλοστιβάδα φωσφολιπιδίων) (μοντέλο του υγρού μωσαϊκού)

## πλασματική μεμβράνη

[Cell Membranes and the Fluid Mosaic Model | Boundless Anatomy and Physiology](https://courses.lumenlearning.com/boundless-ap/chapter/cell-membranes-and-the-fluid-mosaic-model/) 

*κύτταρο*: Η βασική μονάδα ενός ζωντανού οργανισμού, που αποτελείται από ποσότητα πρωτοπλάσματος περιβαλλόμενη από κυτταρική μεμβράνη, ικανή να συνθέτει πρωτεΐνες και να αναπαράγει τον εαυτό της.

### Συστατικά των Πλασματικών Μεμβρανών

Η πλασματική μεμβράνη προστατεύει το κύτταρο από το εξωτερικό του περιβάλλον, μεσολαβεί στις κυτταρικές μεταφορές και μεταδίδει κυτταρικά σήματα.

#### Σημαντικά Σημεία

##### Κύρια Σημεία

* Τα κύρια συστατικά της πλασματικής μεμβράνης είναι λιπίδια (φωσφολιπίδια και χοληστερόλη), πρωτεΐνες και υδατάνθρακες.
* Η πλασματική μεμβράνη προστατεύει τα ενδοκυτταρικά στοιχεία από το εξωκυτταρικό περιβάλλον.
* Η πλασματική μεμβράνη μεσολαβεί σε κυτταρικές διεργασίες ρυθμίζοντας τα υλικά που εισέρχονται και εξέρχονται από το κύτταρο.
* Η πλασματική μεμβράνη φέρει δείκτες που επιτρέπουν στα κύτταρα να αναγνωρίζουν το ένα το άλλο και μπορεί να μεταδίδει σήματα σε άλλα κύτταρα μέσω υποδοχέων.

##### Βασικοί Όροι

* *πλασματική μεμβράνη*: Η ημιδιαπερατή φραγή που περιβάλλει το κυτταρόπλασμα ενός κυττάρου.
* *υποδοχέας*: Μια πρωτεΐνη στην κυτταρική μεμβράνη που δεσμεύεται με συγκεκριμένα μόρια ώστε να μπορούν να εισαχθούν στο κύτταρο.

#### Δομή των Πλασματικών Μεμβρανών

Η πλασματική μεμβράνη (γνωστή και ως κυτταρική μεμβράνη ή κυτταροπλασματική μεμβράνη) είναι μια βιολογική μεμβράνη που διαχωρίζει το εσωτερικό ενός κυττάρου από το εξωτερικό του περιβάλλον.

Η κύρια λειτουργία της πλασματικής μεμβράνης είναι η προστασία του κυττάρου από το περιβάλλον του. **Αποτελούμενη από διπλό στρώμα φωσφολιπιδίων με ενσωματωμένες πρωτεΐνες, η πλασματική μεμβράνη είναι επιλεκτικά διαπερατή σε ιόντα και οργανικά μόρια και ρυθμίζει την κίνηση των ουσιών μέσα και έξω από τα κύτταρα.** Οι πλασματικές μεμβράνες πρέπει να είναι πολύ ευέλικτες ώστε να επιτρέπουν σε ορισμένα κύτταρα, όπως τα ερυθρά και λευκά αιμοσφαίρια, να αλλάζουν σχήμα καθώς περνούν μέσα από στενά τριχοειδή αγγεία.

Η πλασματική μεμβράνη επίσης παίζει ρόλο στη σύνδεση του κυτταροσκελετού για να παρέχει σχήμα στο κύτταρο και στη σύνδεση με το εξωκυτταρικό στρώμα και άλλα κύτταρα ώστε να συγκροτούνται οι **ιστοί**. Η μεμβράνη διατηρεί επίσης το κυτταρικό δυναμικό.

Εν συντομία, αν το κύτταρο παριστάνεται ως ένα κάστρο, η πλασματική μεμβράνη είναι ο τοίχος που παρέχει δομή στα κτίρια εντός του κάστρου, ρυθμίζει ποιοι εισέρχονται και εξέρχονται και μεταφέρει μηνύματα προς και από γειτονικά κάστρα. Όπως μια τρύπα στον τοίχο μπορεί να είναι καταστροφική για το κάστρο, έτσι και μια ρήξη στην πλασματική μεμβράνη προκαλεί λύση και θάνατο του κυττάρου.


*Η πλασματική μεμβράνη*: Η πλασματική μεμβράνη αποτελείται από φωσφολιπίδια και πρωτεΐνες που παρέχουν φραγή μεταξύ του εξωτερικού περιβάλλοντος και του κυττάρου, ρυθμίζουν τη μεταφορά μορίων διαμέσου της μεμβράνης και επικοινωνούν με άλλα κύτταρα μέσω πρωτεϊνικών υποδοχέων.

#### Η Πλασματική Μεμβράνη και η Κυτταρική Μεταφορά

Η κίνηση μιας ουσίας διαμέσου της επιλεκτικά διαπερατής πλασματικής μεμβράνης μπορεί να είναι είτε «παθητική»—δηλαδή να συμβαίνει χωρίς κατανάλωση ενέργειας από το κύτταρο—είτε «ενεργητική»—δηλαδή η μεταφορά της να απαιτεί κατανάλωση ενέργειας από το κύτταρο.

Το κύτταρο χρησιμοποιεί διάφορους μηχανισμούς μεταφοράς που εμπλέκουν βιολογικές μεμβράνες:

1. Παθητική ώσμωση και διάχυση: μεταφέρει αέρια (όπως O_2 και CO_2) και άλλα μικρά μόρια και ιόντα
2. Διαμεμβρανικοί πρωτεϊνικοί πόροι και μεταφορείς: μεταφέρουν μικρά οργανικά μόρια όπως σάκχαρα ή αμινοξέα
3. Ενδοκύττωση: μεταφέρει μεγάλα μόρια (ή ακόμη και ολόκληρα κύτταρα) με κατάποσή τους
4. Εξωκύττωση: απομακρύνει ή εκκρίνει ουσίες όπως ορμόνες ή ένζυμα

#### Η Πλασματική Μεμβράνη και η Κυτταρική Σηματοδότηση

Μία από τις πιο σύνθετες λειτουργίες της πλασματικής μεμβράνης είναι η ικανότητά της να μεταδίδει σήματα μέσω πολύπλοκων πρωτεϊνών. Αυτές οι πρωτεΐνες μπορεί να είναι υποδοχείς, που λειτουργούν ως δέκτες εξωκυτταρικών ερεθισμάτων και ως ενεργοποιητές ενδοκυτταρικών διαδικασιών, ή δείκτες, που επιτρέπουν στα κύτταρα να αναγνωρίζουν το ένα το άλλο.

Οι υποδοχείς της μεμβράνης παρέχουν εξωκυτταρικούς χώρους πρόσδεσης για κύτταρα τελεστές (effectors) όπως οι ορμόνες και οι αυξητικοί παράγοντες, οι οποίοι στη συνέχεια προκαλούν ενδοκυτταρικές αντιδράσεις. Ορισμένοι ιοί, όπως ο Ιός Ανθρώπινης Ανοσοανεπάρκειας (HIV), μπορούν να εκμεταλλευτούν αυτούς τους υποδοχείς για να εισέλθουν στα κύτταρα, προκαλώντας λοιμώξεις.

Οι δείκτες της μεμβράνης επιτρέπουν στα κύτταρα να αναγνωρίζουν το ένα το άλλο, κάτι που είναι ζωτικής σημασίας για τις κυτταρικές διαδικασίες σηματοδότησης που επηρεάζουν το σχηματισμό ιστών και οργάνων κατά την πρώιμη ανάπτυξη. **Αυτή η λειτουργία σηματοδότησης παίζει επίσης μεταγενέστερο ρόλο στη διάκριση «εαυτού» έναντι «μη εαυτού» στην ανοσολογική απόκριση.** Οι πρωτεΐνες δεικτών στα ανθρώπινα ερυθρά αιμοσφαίρια, για παράδειγμα, καθορίζουν τον αιματολογικό τύπο (A, B, AB ή O).

### Το Υγρό Μωσαϊκό Μοντέλο

Το μοντέλο του υγρού μωσαϊκού περιγράφει τη δομή της πλασματικής μεμβράνης ως μωσαϊκό από φωσφολιπίδια, χοληστερόλη, πρωτεΐνες και υδατάνθρακες.

 #### Σημαντικά Σημεία

##### Κύρια Σημεία

* Το κύριο «ύφασμα» της μεμβράνης αποτελείται από αμφιφιλικά μόρια φωσφολιπιδίων.
* Οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες, το δεύτερο σημαντικό συστατικό της πλασματικής μεμβράνης, ενσωματώνονται πλήρως στη δομή της μεμβράνης με τις υδρόφοβες περιοχές τους να αλληλεπιδρούν με την υδρόφοβη περιοχή του διπλού στρώματος φωσφολιπιδίων.
* Οι υδατάνθρακες, το τρίτο σημαντικό συστατικό της πλασματικής μεμβράνης, βρίσκονται πάντα στην εξωτερική επιφάνεια των κυττάρων, όπου συνδέονται είτε με πρωτεΐνες (σχηματίζοντας γλυκοπρωτεΐνες) είτε με λιπίδια (σχηματίζοντας γλυκολιπίδια).

##### Βασικοί Όροι

* *αμφιφιλικό*: Έχει μία επιφάνεια αποτελούμενη από υδρόφιλες αμινοξικές ομάδες και την αντίθετη επιφάνεια από υδρόφοβες (ή λιποφιλικές) ομάδες.
* *υδρόφιλο*: Με έλξη προς το νερό· ικανό να απορροφά ή να υγραίνεται από νερό, «αγαπά το νερό».
* *υδρόφοβο*: Χωρίς έλξη προς το νερό· αδυνατεί να απορροφηθεί ή να υγρανθεί από νερό, «φοβάται το νερό».

Το μοντέλο του υγρού μωσαϊκού προτάθηκε για πρώτη φορά από τους S.J. Singer και Garth L. Nicolson το 1972 για να εξηγήσει τη δομή της πλασματικής μεμβράνης. Το μοντέλο έχει εξελιχθεί κάπως με τον χρόνο, αλλά εξακολουθεί να περιγράφει καλύτερα τη δομή και τις λειτουργίες της πλασματικής μεμβράνης όπως τις κατανοούμε σήμερα. Το μοντέλο του υγρού μωσαϊκού περιγράφει τη δομή της πλασματικής μεμβράνης ως μωσαϊκό συστατικών —συμπεριλαμβανομένων φωσφολιπιδίων, χοληστερόλης, πρωτεϊνών και υδατανθράκων—που δίνει στη μεμβράνη υγροειδή χαρακτήρα. Οι πλασματικές μεμβράνες έχουν πάχος από 5 έως 10 nm. Για σύγκριση, τα ανθρώπινα ερυθρά αιμοσφαίρια, ορατά με οπτικό μικροσκόπιο, έχουν πλάτος περίπου 8 µm, δηλαδή περίπου 1.000 φορές μεγαλύτερο από μια πλασματική μεμβράνη. Οι αναλογίες πρωτεϊνών, λιπιδίων και υδατανθράκων στην πλασματική μεμβράνη διαφέρουν ανά τύπο κυττάρου. Για παράδειγμα, η μυελίνη περιέχει 18% πρωτεΐνη και 76% λιπίδιο. Η εσωτερική μεμβράνη των μιτοχονδρίων περιέχει 76% πρωτεΐνη και 24% λιπίδιο.

| Συστατικά της Πλασματικής Μεμβράνης                       |                                                                                                  |
|-----------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Συστατικό                                                 | Θέση                                                                                             |
| Φωσφολιπίδιο                                              | Κύριο «ύφασμα» της μεμβράνης                                                                     |
| Χοληστερόλη                                               | Προσδεμένη μεταξύ φωσφολιπιδίων και μεταξύ των δύο στρωμάτων φωσφολιπιδίων                       |
| Ενσωματωμένες πρωτεΐνες (π.χ. ενσωματίνες/ιντεγκρίνες)    | Ενσωματωμένες μέσα στο στρώμα των φωσφολιπιδίων. Μπορεί να διαπερνούν ή όχι και τα δύο στρώματα  |
| Περιφερειακές πρωτεΐνες                                   | Στην εσωτερική ή εξωτερική επιφάνεια του διπλού στρώματος φωσφολιπιδίων· δεν είναι ενσωματωμένες |
| Υδατάνθρακες (συστατικά γλυκοπρωτεϊνών και γλυκολιπιδίων) | Γενικά προσδεμένοι στην εξωτερική πλευρά της μεμβράνης                                           |

Τα κύρια συστατικά μιας πλασματικής μεμβράνης είναι λιπίδια (φωσφολιπίδια και χοληστερόλη), πρωτεΐνες και υδατάνθρακες που προσδένονται σε ορισμένα λιπίδια και ορισμένες πρωτεΐνες.


*Το μοντέλο του υγρού μωσαϊκού της πλασματικής μεμβράνης*: Το μοντέλο περιγράφει την πλασματική μεμβράνη ως υγρό συνδυασμό φωσφολιπιδίων, χοληστερόλης και πρωτεϊνών. Οι υδατάνθρακες που συνδέονται με λιπίδια (γλυκολιπίδια) και με πρωτεΐνες (γλυκοπρωτεΐνες) εκτείνονται από την εξωτερικά προσανατολισμένη επιφάνεια της μεμβράνης.

**Το κύριο «ύφασμα» της μεμβράνης αποτελείται από αμφιφιλικά μόρια φωσφολιπιδίων. Οι υδρόφιλες περιοχές αυτών των μορίων έρχονται σε επαφή με το υδατικό υγρό τόσο εντός όσο και εκτός του κυττάρου. Τα υδρόφοβα μόρια τείνουν να είναι μη πολικά.**

Ένα μόριο φωσφολιπιδίου αποτελείται από ένα τριών άνθρακα σκελετό γλυκερόλης με δύο μόρια λιπαρών οξέων προσδεμένα στους άνθρακες 1 και 2, και μια φωσφορική ομάδα προσδεμένη στον τρίτο άνθρακα. Αυτή η διάταξη δίνει στο συνολικό μόριο μια περιοχή που ονομάζεται κεφαλή (η φωσφορική ομάδα), η οποία έχει πολικό χαρακτήρα ή αρνητικό φορτίο, και μια περιοχή που ονομάζεται ουρά (τα λιπαρά οξέα), η οποία δεν φέρει φορτίο. Οι ουρές αυτές αλληλεπιδρούν με άλλα μη πολικά μόρια σε χημικές αντιδράσεις, αλλά γενικά δεν αλληλεπιδρούν με πολικά μόρια. Όταν τοποθετούνται στο νερό, τα υδρόφοβα μόρια τείνουν να σχηματίζουν σφαίρα ή συσσωμάτωμα.

**Οι υδρόφιλες περιοχές των φωσφολιπιδίων τείνουν να σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου με το νερό και άλλα πολικά μόρια τόσο στην εξωτερική όσο και στην εσωτερική πλευρά του κυττάρου. Έτσι, οι επιφάνειες της μεμβράνης που βλέπουν προς το εσωτερικό και το εξωτερικό του κυττάρου είναι υδρόφιλες, ενώ το μέσο της κυτταρικής μεμβράνης είναι υδρόφοβο και δεν αλληλεπιδρά με το νερό. Για αυτόν τον λόγο, τα φωσφολιπίδια σχηματίζουν μια εξαιρετική διπλοστιβάδα λιπιδίων που διαχωρίζει το υγρό εντός του κυττάρου από το υγρό εκτός αυτού.**


*Συσσώρευση φωσφολιπιδίων*: **Σε υδατικό διάλυμα, τα φωσφολιπίδια τείνουν να διατάσσονται με τις πολικές κεφαλές προς τα έξω και τις υδρόφοβες ουρές προς τα μέσα.**


*Δομή μορίου φωσφολιπιδίου*: Αυτό το μόριο αποτελείται από υδρόφιλη κεφαλή και δύο υδρόφοβες ουρές. Η υδρόφιλη κεφαλή αποτελείται από φωσφορική ομάδα προσδεμένη σε μόριο γλυκερόλης. Οι υδρόφοβες ουρές, η καθεμία με ένα κορεσμένο ή ακόρεστο λιπαρό οξύ, είναι μακριές αλυσίδες υδρογονανθράκων.

Οι πρωτεΐνες αποτελούν το δεύτερο σημαντικό συστατικό των πλασματικών μεμβρανών. Οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες (μερικοί ειδικοί τύποι ονομάζονται ενσωματίνες/ιντεγκρίνες) είναι, όπως υποδηλώνει το όνομά τους, πλήρως ενσωματωμένες στη δομή της μεμβράνης, και οι υδρόφοβες περιοχές τους αλληλεπιδρούν με τις υδρόφοβες ουρές του διπλού στρώματος φωσφολιπιδίων. Οι απλές διαπεραστικές ενσωματωμένες πρωτεΐνες συνήθως έχουν μια υδρόφοβη διαμεμβρανική περιοχή που αποτελείται από 20–25 αμινοξέα. Ορισμένες διαπερνούν μόνο μέρος της μεμβράνης —συνδέονται με ένα μόνο στρώμα— ενώ άλλες εκτείνονται από τη μία πλευρά της μεμβράνης στην άλλη και εμφανίζονται και στις δύο πλευρές. Ορισμένες σύνθετες πρωτεΐνες αποτελούνται από έως και 12 τμήματα ενός μόνο πρωτεϊνικού μορίου, τα οποία είναι εκτενώς διπλωμένα και ενσωματωμένα στη μεμβράνη. Αυτός ο τύπος πρωτεΐνης έχει μια ή περισσότερες υδρόφιλες περιοχές και μία ή περισσότερες ήπια υδρόφοβες περιοχές. Αυτή η διάταξη τείνει να προσανατολίζει την πρωτεΐνη παράλληλα με τα φωσφολιπίδια, με τις υδρόφοβες περιοχές της πρωτεΐνης να βρίσκονται δίπλα στις ουρές των φωσφολιπιδίων και τις υδρόφιλες περιοχές να προεξέχουν από τη μεμβράνη σε επαφή με το κυτταρόπλασμα ή το εξωκυτταρικό υγρό.


*Δομή ενσωματωμένων πρωτεϊνών μεμβράνης*: Οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες μεμβράνης μπορεί να έχουν μία ή περισσότερες άλφα-έλικες που διαπερνούν τη μεμβράνη (παραδείγματα 1 και 2), ή βήτα-πτυχωτά φύλλα που διαπερνούν τη μεμβράνη (παράδειγμα 3).

Οι υδατάνθρακες αποτελούν το τρίτο σημαντικό συστατικό της πλασματικής μεμβράνης. Βρίσκονται πάντα στην εξωτερική επιφάνεια των κυττάρων και συνδέονται είτε με πρωτεΐνες (σχηματίζοντας γλυκοπρωτεΐνες) είτε με λιπίδια (σχηματίζοντας γλυκολιπίδια). Οι αλυσίδες υδατανθράκων μπορεί να αποτελούνται από 2–60 μονοσακχαριδικές μονάδες και να είναι είτε ευθείες είτε διακλαδισμένες. Μαζί με τις περιφερειακές πρωτεΐνες, οι υδατάνθρακες σχηματίζουν ειδικούς χώρους στην επιφάνεια του κυττάρου που επιτρέπουν στα κύτταρα να αναγνωρίζουν το ένα το άλλο. Αυτή η λειτουργία αναγνώρισης είναι πολύ σημαντική, καθώς επιτρέπει στο ανοσοποιητικό σύστημα να διακρίνει τα κύτταρα του σώματος (“self”) από ξένα κύτταρα ή ιστούς (“non-self”). Παρόμοιοι τύποι γλυκοπρωτεϊνών και γλυκολιπιδίων βρίσκονται στις επιφάνειες των ιών και μπορούν να αλλάζουν συχνά, εμποδίζοντας τα ανοσοκύτταρα να τους αναγνωρίσουν και να τους επιτεθούν.

Αυτοί οι υδατάνθρακες στην εξωτερική επιφάνεια του κυττάρου —τα συστατικά υδατανθράκων τόσο των γλυκοπρωτεϊνών όσο και των γλυκολιπιδίων— αναφέρονται συλλογικά ως γλυκοκάλυκας (“sugar coating”). Ο γλυκοκάλυκας είναι πολύ υδρόφιλος και προσελκύει μεγάλες ποσότητες νερού στην επιφάνεια του κυττάρου. Αυτό βοηθά στην αλληλεπίδραση του κυττάρου με το υδάτινο περιβάλλον του και στην ικανότητα του κυττάρου να απορροφά ουσίες διαλυμένες στο νερό.

### Ρευστότητα της Μεμβράνης

Η μωσαϊκή φύση της μεμβράνης, η χημεία των φωσφολιπιδίων και η παρουσία της χοληστερόλης συμβάλλουν στη ρευστότητα της μεμβράνης.

#### Σημαντικά Σημεία

* Η μεμβράνη είναι ρευστή αλλά και σχετικά στιβαρή και μπορεί να διαρραγεί εάν διαπεραστεί ή αν ένα κύτταρο προσλάβει υπερβολικό νερό.
* Η μωσαϊκή φύση της πλασματικής μεμβράνης επιτρέπει σε μια πολύ λεπτή βελόνα να τη διαπεράσει εύκολα χωρίς να προκαλέσει ρήξη και επιτρέπει στη μεμβράνη να αυτοσφραγιστεί όταν η βελόνα αφαιρεθεί.
* Αν τα κορεσμένα λιπαρά οξέα συμπιεστούν λόγω χαμηλών θερμοκρασιών, πιέζονται μεταξύ τους, καθιστώντας τη μεμβράνη πυκνή και σχετικά στιβαρή.
* Αν τα ακόρεστα λιπαρά οξέα συμπιεστούν, οι “καμπές” στις ουρές τους ωθούν τα γειτονικά φωσφολιπίδια, βοηθώντας στη διατήρηση της ρευστότητας της μεμβράνης.
* Ο λόγος κορεσμένων προς ακόρεστα λιπαρά οξέα καθορίζει τη ρευστότητα της μεμβράνης σε χαμηλές θερμοκρασίες.
* Η χοληστερόλη λειτουργεί ως ρυθμιστής (buffer), εμποδίζοντας τις χαμηλές θερμοκρασίες να μειώσουν τη ρευστότητα και τις υψηλές θερμοκρασίες να την αυξήσουν υπερβολικά.

#### Όροι

* *φωσφολιπίδιο*: Οποιοδήποτε λιπίδιο που αποτελείται από διγλυκερίδιο συνδεδεμένο με φωσφορική ομάδα και ένα απλό οργανικό μόριο, όπως χολίνη ή αιθανολαμίνη. Αποτελούν σημαντικά συστατικά των βιολογικών μεμβρανών.
* *ρευστότητα*: Μέτρο του πόσο ρευστό είναι κάτι. Είναι αντίστροφο του ιξώδους.

#### Ρευστότητα της Μεμβράνης

Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που συμβάλλουν στη ρευστότητα της μεμβράνης. Πρώτον, η μωσαϊκή χαρακτηριστική φύση της μεμβράνης βοηθά την πλασματική μεμβράνη να παραμένει ρευστή. Οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες και τα λιπίδια υπάρχουν στη μεμβράνη ως ξεχωριστά αλλά χαλαρά συνδεδεμένα μόρια. Η μεμβράνη δεν είναι σαν ένα μπαλόνι που μπορεί να διαστέλλεται και να συστέλλεται· είναι σχετικά στιβαρή και μπορεί να σπάσει αν διαπεραστεί ή αν το κύτταρο προσλάβει πολύ νερό. Ωστόσο, λόγω της μωσαϊκής φύσης της, μια πολύ λεπτή βελόνα μπορεί να διαπεράσει εύκολα την πλασματική μεμβράνη χωρίς να της προκαλέσει ρήξη· η μεμβράνη ρέει και αυτοσφραγίζεται όταν η βελόνα αφαιρεθεί.


*Ρευστότητα Μεμβράνης*: Η πλασματική μεμβράνη αποτελεί ρευστό συνδυασμό φωσφολιπιδίων, χοληστερόλης και πρωτεϊνών. Οι υδατάνθρακες που προσδένονται σε λιπίδια (γλυκολιπίδια) και σε πρωτεΐνες (γλυκοπρωτεΐνες) προεξέχουν από την εξωτερική επιφάνεια της μεμβράνης.

Ο δεύτερος παράγοντας που οδηγεί στη ρευστότητα είναι η φύση των φωσφολιπιδίων. Στην κορεσμένη μορφή, τα λιπαρά οξέα στις ουρές των φωσφολιπιδίων είναι κορεσμένα με δεσμευμένα άτομα υδρογόνου· δεν υπάρχουν διπλοί δεσμοί μεταξύ γειτονικών ατόμων άνθρακα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα οι ουρές να είναι σχετικά ευθείες. Αντίθετα, τα ακόρεστα λιπαρά οξέα δεν περιέχουν τον μέγιστο αριθμό ατόμων υδρογόνου και περιέχουν ορισμένους διπλούς δεσμούς μεταξύ γειτονικών ατόμων άνθρακα· ένας διπλός δεσμός προκαλεί κάμψη περίπου 30 μοιρών στην αλυσίδα άνθρακα. Έτσι, αν τα κορεσμένα λιπαρά οξέα, με τις ευθείες ουρές τους, συμπιεστούν λόγω χαμηλών θερμοκρασιών, πιέζονται μεταξύ τους, δημιουργώντας πυκνή και σχετικά στιβαρή μεμβράνη. Αν τα ακόρεστα λιπαρά οξέα συμπιεστούν, οι “καμπές” στις ουρές τους ωθούν τα γειτονικά φωσφολιπίδια, διατηρώντας κάποιο χώρο μεταξύ τους. Αυτή η “απόσταση” βοηθά στη διατήρηση της ρευστότητας της μεμβράνης σε θερμοκρασίες όπου οι μεμβράνες με ουρές κορεσμένων λιπαρών οξέων θα “πάγωναν” ή θα στερεοποιούνταν. Η σχετική ρευστότητα της μεμβράνης είναι ιδιαίτερα σημαντική σε ψυχρά περιβάλλοντα. Ένα ψυχρό περιβάλλον τείνει να συμπιέζει τις μεμβράνες που αποτελούνται κυρίως από κορεσμένα λιπαρά οξέα, καθιστώντας τις λιγότερο ρευστές και πιο ευαίσθητες σε ρήξη. Πολλοί οργανισμοί (π.χ. τα ψάρια) μπορούν να προσαρμοστούν σε ψυχρά περιβάλλοντα αλλάζοντας την αναλογία των ακόρεστων λιπαρών οξέων στις μεμβράνες τους σε απάντηση στη μείωση της θερμοκρασίας.

Στα ζώα, ο τρίτος παράγοντας που διατηρεί τη μεμβράνη ρευστή είναι η χοληστερόλη. Τοποθετείται δίπλα στα φωσφολιπίδια στη μεμβράνη και μειώνει τις επιπτώσεις της θερμοκρασίας στη μεμβράνη. Έτσι, η χοληστερόλη λειτουργεί ως ρυθμιστής (buffer), εμποδίζοντας τις χαμηλές θερμοκρασίες να μειώσουν τη ρευστότητα και τις υψηλές να την αυξήσουν υπερβολικά. Η χοληστερόλη επεκτείνει το εύρος θερμοκρασιών στο οποίο η μεμβράνη παραμένει κατάλληλα ρευστή και, ως εκ τούτου, λειτουργική. Επίσης, η χοληστερόλη εξυπηρετεί άλλες λειτουργίες, όπως η οργάνωση συστοιχιών διαμεμβρανικών πρωτεϊνών σε λιπιδικές σχεδίες (rafts).

### Μεμβράνες Κυττάρου

#### Εισαγωγή

URL: https://www.sparknotes.com/biology/cellstructure/cellmembranes/summary/

Οι κυτταρικές μεμβράνες είναι πολύ σημαντικές δομές για τα κύτταρα, επειδή λειτουργούν ως φραγμός μεταξύ των συστατικών του κυττάρου και του εξωτερικού περιβάλλοντος. Η κυτταρική μεμβράνη δεν είναι μόνο υπεύθυνη για τη δημιουργία ενός τοιχώματος ανάμεσα στο εσωτερικό και το εξωτερικό του κυττάρου, αλλά πρέπει επίσης να λειτουργεί ως ένα όριο μέσω του οποίου επιλεγμένα μόρια μπορούν να εισέρχονται και να εξέρχονται από το κύτταρο όταν είναι απαραίτητο. Η κυτταρική μεμβράνη είναι αυτή που ορίζει το κύτταρο και διατηρεί τα συστατικά του διακριτά από άλλα κύτταρα ή οργανισμούς.

Η κυτταρική μεμβράνη αποτελείται από ένα διπλό στρώμα λιπαρών μορίων που ονομάζεται λιπιδική διπλοστιβάδα, μέσα στο οποίο είναι ενσωματωμένες πρωτεΐνες της μεμβράνης. Η δομή της λιπιδικής διπλοστιβάδας εμποδίζει την ελεύθερη διέλευση των περισσότερων μορίων προς και από το κύτταρο. Θα ξεκινήσουμε τη συζήτησή μας για τη δομή της κυτταρικής μεμβράνης εξετάζοντας τη δομή και τις ιδιότητες της λιπιδικής διπλοστιβάδας. Στη συνέχεια θα προχωρήσουμε στον ρόλο των μεμβρανικά δεσμευμένων πρωτεϊνών και, τέλος, θα εξετάσουμε τις δομές μεταφοράς της μεμβράνης.

#### Η λιπιδική διπλοστιβάδα

URL: https://www.sparknotes.com/biology/cellstructure/cellmembranes/section1/

##### Δομή της λιπιδικής διπλοστιβάδας

Η λιπιδική διπλοστιβάδα αποτελεί καθολικό συστατικό όλων των κυτταρικών μεμβρανών. Ο ρόλος της είναι κρίσιμος, επειδή τα δομικά της στοιχεία παρέχουν τον φραγμό που ορίζει τα όρια ενός κυττάρου. Η δομή ονομάζεται «λιπιδική διπλοστιβάδα» επειδή αποτελείται από δύο στρώματα λιπαρών μορίων οργανωμένων σε δύο φύλλα. Η λιπιδική διπλοστιβάδα έχει συνήθως πάχος περίπου πέντε νανόμετρα και περιβάλλει όλα τα κύτταρα, παρέχοντας τη δομή της κυτταρικής μεμβράνης.

##### Λιπίδια και φωσφολιπίδια

Η δομή της λιπιδικής διπλοστιβάδας εξηγεί τη λειτουργία της ως φραγμού. Τα λιπίδια είναι λίπη, όπως το λάδι, που είναι αδιάλυτα στο νερό. Υπάρχουν δύο σημαντικές περιοχές ενός λιπιδίου που παρέχουν τη δομή της λιπιδικής διπλοστιβάδας. Κάθε μόριο λιπιδίου περιέχει μια υδρόφιλη περιοχή, που ονομάζεται επίσης πολική κεφαλή, και μια υδρόφοβη ή μη πολική περιοχή ουράς.

Σχήμα %: Βασική δομή λιπιδίου

Η υδρόφιλη περιοχή έλκεται από υδατικά περιβάλλοντα, ενώ η υδρόφοβη περιοχή απωθείται από τέτοιες συνθήκες. Επειδή ένα μόριο λιπιδίου περιέχει τόσο πολικές όσο και μη πολικές περιοχές, ονομάζεται αμφιπαθές μόριο.

Η πιο άφθονη κατηγορία λιπιδικών μορίων που βρίσκεται στις κυτταρικές μεμβράνες είναι το φωσφολιπίδιο. Η πολική κεφαλή του μορίου του φωσφολιπιδίου περιέχει μια φωσφορική ομάδα. Φέρει επίσης δύο μη πολικές αλυσίδες λιπαρών οξέων ως ουρά.

Σχήμα %: Δομή φωσφολιπιδίου

Η ουρά των λιπαρών οξέων αποτελείται από μια αλυσίδα ατόμων άνθρακα και υδρογόνου. Παρουσιάζει μια κάμψη σε μία από τις αλυσίδες λόγω της παρουσίας διπλού δεσμού.

##### Η διπλοστιβάδα

Τα φωσφολιπίδια οργανώνονται σε διπλοστιβάδα ώστε να αποκρύπτουν τις υδρόφοβες ουρές τους και να εκθέτουν τις υδρόφιλες περιοχές στο νερό. Αυτή η οργάνωση είναι αυθόρμητη, δηλαδή αποτελεί φυσική διεργασία και δεν απαιτεί ενέργεια. Αυτή η δομή σχηματίζει το στρώμα που λειτουργεί ως τοίχωμα μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού του κυττάρου.

Σχήμα %: Λιπιδική διπλοστιβάδα

##### Ιδιότητες της λιπιδικής διπλοστιβάδας

Όπως ήδη αναφέρθηκε, η σημαντικότερη ιδιότητα της λιπιδικής διπλοστιβάδας είναι ότι αποτελεί μια εξαιρετικά αδιαπέραστη δομή. Αδιαπέραστη σημαίνει απλώς ότι δεν επιτρέπει στα μόρια να διέρχονται ελεύθερα μέσα από αυτήν. Μόνο το νερό και τα αέρια μπορούν να περάσουν εύκολα μέσα από τη διπλοστιβάδα. Αυτή η ιδιότητα σημαίνει ότι μεγάλα μόρια και μικρά πολικά μόρια δεν μπορούν να διασχίσουν τη διπλοστιβάδα, και συνεπώς την κυτταρική μεμβράνη, χωρίς τη βοήθεια άλλων δομών.

Μια άλλη σημαντική ιδιότητα της λιπιδικής διπλοστιβάδας είναι η ρευστότητά της. Η λιπιδική διπλοστιβάδα περιέχει λιπιδικά μόρια και, όπως θα συζητήσουμε αργότερα, περιέχει επίσης πρωτεΐνες. Η ρευστότητα της διπλοστιβάδας επιτρέπει σε αυτές τις δομές να έχουν κινητικότητα μέσα στη λιπιδική διπλοστιβάδα. Αυτή η ρευστότητα είναι βιολογικά σημαντική, επηρεάζοντας τη μεταφορά μέσω της μεμβράνης. Η ρευστότητα εξαρτάται τόσο από τη συγκεκριμένη δομή των αλυσίδων λιπαρών οξέων όσο και από τη θερμοκρασία (η ρευστότητα αυξάνεται σε χαμηλότερες θερμοκρασίες).

Από δομική άποψη, η λιπιδική διπλοστιβάδα είναι ασύμμετρη: η σύσταση σε λιπίδια και πρωτεΐνες σε καθεμία από τις δύο στοιβάδες είναι διαφορετική.

#### Ασκήσεις

URL: <https://www.sparknotes.com/biology/cellstructure/cellmembranes/problems/>

Άσκηση: Προσδιορίστε τη λιπιδική διπλοστιβάδα στο ακόλουθο διάγραμμα ενός κυττάρου.

Λύση: Η λιπιδική διπλοστιβάδα είναι το εξωτερικότερο στρώμα που περιβάλλει το κύτταρο.

Άσκηση: Ποια είναι η κύρια λειτουργία της λιπιδικής διπλοστιβάδας;

Η λιπιδική διπλοστιβάδα λειτουργεί ως φραγμός μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού του κυττάρου. Είναι εξαιρετικά αδιαπέραστη και δεν επιτρέπει στα περισσότερα μόρια να διέρχονται ελεύθερα μέσα από αυτήν προς ή από το κύτταρο.

Άσκηση: Γιατί η δομή ονομάζεται λιπιδική διπλοστιβάδα;

Ονομάζεται λιπιδική διπλοστιβάδα επειδή αποτελείται από δύο στρώματα λιπαρών, δηλαδή λιπιδικών, μορίων.

Άσκηση: Συμπληρώστε τα κενά.

Ένα μόριο φωσφολιπιδίου περιέχει δύο διακριτές περιοχές. Η __ περιοχή έλκεται από το νερό και η  __περιοχή απωθείται από το νερό. Ως αποτέλεσμα της ύπαρξης τόσο πολικών όσο και μη πολικών περιοχών, ταξινομείται ως__ ____ μόριο.

Υδρόφιλη. Υδρόφοβη. Αμφιπαθές.

Άσκηση: Είναι οι δύο στοιβάδες της λιπιδικής διπλοστιβάδας ίδιες ως προς τη σύσταση;

Όχι. Ως αποτέλεσμα της ρευστότητας της διπλοστιβάδας, δομές όπως τα λιπίδια και οι πρωτεΐνες μπορούν να κινούνται ελεύθερα μέσα στη λιπιδική διπλοστιβάδα.

### Πρωτεΐνες μεμβράνης

URL: <https://www.sparknotes.com/biology/cellstructure/cellmembranes/section2/>

Εκτός από τη λιπιδική διπλοστιβάδα, η κυτταρική μεμβράνη περιέχει επίσης έναν αριθμό πρωτεϊνών. Έχουμε ήδη αναφέρει την παρουσία ορισμένων πρωτεϊνών στην κυτταρική μεμβράνη. Σε αυτή την ενότητα θα συζητήσουμε τις διαφορετικές κατηγορίες πρωτεϊνών που βρίσκονται εκεί. **Ενώ η λιπιδική διπλοστιβάδα παρέχει τη δομή της κυτταρικής μεμβράνης, οι πρωτεΐνες της μεμβράνης επιτρέπουν πολλές από τις αλληλεπιδράσεις που λαμβάνουν χώρα μεταξύ των κυττάρων.** Όπως αναφέραμε στην προηγούμενη ενότητα, οι πρωτεΐνες της μεμβράνης είναι ελεύθερες να κινούνται μέσα στη λιπιδική διπλοστιβάδα ως αποτέλεσμα της ρευστότητάς της. Αν και αυτό ισχύει για τις περισσότερες πρωτεΐνες, μπορούν επίσης να περιορίζονται σε συγκεκριμένες περιοχές της διπλοστιβάδας με τη βοήθεια ενζύμων. Οι πρωτεΐνες της μεμβράνης επιτελούν ποικίλες λειτουργίες και αυτή η ποικιλία αντικατοπτρίζεται στους σημαντικά διαφορετικούς τύπους πρωτεϊνών που συνδέονται με τη λιπιδική διπλοστιβάδα.

#### Κατηγοριοποιήσεις των πρωτεϊνών της μεμβράνης

Οι πρωτεΐνες γενικά διακρίνονται σε μικρότερες κατηγορίες: ενσωματωμένες πρωτεΐνες, περιφερειακές πρωτεΐνες και λιπιδιο-δεσμευμένες πρωτεΐνες.

##### Ενσωματωμένες πρωτεΐνες

Οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες είναι ενσωματωμένες μέσα στη λιπιδική διπλοστιβάδα. Δεν μπορούν να απομακρυνθούν εύκολα από την κυτταρική μεμβράνη χωρίς τη χρήση ισχυρών απορρυπαντικών που καταστρέφουν τη λιπιδική διπλοστιβάδα. Οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες επιπλέουν σχετικά ελεύθερα μέσα στη διπλοστιβάδα, όπως τα ωκεάνια ρεύματα στη θάλασσα. Επιπλέον, οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες είναι συνήθως διαμεμβρανικές πρωτεΐνες, εκτεινόμενες διαμέσου της λιπιδικής διπλοστιβάδας, έτσι ώστε το ένα άκρο να έρχεται σε επαφή με το εσωτερικό του κυττάρου και το άλλο με το εξωτερικό. Το τμήμα της ενσωματωμένης πρωτεΐνης που βρίσκεται στο υδρόφοβο εσωτερικό της διπλοστιβάδας είναι επίσης υδρόφοβο και αποτελείται από μη πολικά αμινοξέα. Όπως και στη λιπιδική διπλοστιβάδα, τα εκτεθειμένα άκρα της ενσωματωμένης πρωτεΐνης είναι υδρόφιλα.

Σχήμα %: Πρωτεΐνες μεμβράνης

Όταν μια πρωτεΐνη διασχίζει τη λιπιδική διπλοστιβάδα, υιοθετεί μια διαμόρφωση άλφα-έλικας. Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες μπορούν είτε να διασχίζουν τη λιπιδική διπλοστιβάδα μία φορά είτε πολλαπλές φορές. Οι πρώτες αναφέρονται ως πρωτεΐνες μίας διέλευσης και οι δεύτερες ως πρωτεΐνες πολλαπλών διελεύσεων. Ως αποτέλεσμα της δομής τους, οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες είναι η μόνη κατηγορία πρωτεϊνών που μπορεί να επιτελεί λειτουργίες τόσο στο εσωτερικό όσο και στο εξωτερικό του κυττάρου.

##### Περιφερειακές πρωτεΐνες

Οι περιφερειακές πρωτεΐνες είναι προσκολλημένες στο εξωτερικό της λιπιδικής διπλοστιβάδας. Διαχωρίζονται εύκολα από τη λιπιδική διπλοστιβάδα και μπορούν να απομακρυνθούν χωρίς να προκαλέσουν καμία βλάβη σε αυτήν. Οι περιφερειακές πρωτεΐνες είναι λιγότερο κινητικές μέσα στη λιπιδική διπλοστιβάδα.

##### Λιπιδιο-δεσμευμένες πρωτεΐνες

Οι λιπιδιο-δεσμευμένες πρωτεΐνες βρίσκονται εξ ολοκλήρου εντός των ορίων της λιπιδικής διπλοστιβάδας.

#### Η επιφάνεια του κυττάρου

Η πρωτεϊνο-λιπιδική κυτταρική μεμβράνη καλύπτεται στην εξωτερική της επιφάνεια από ένα στρώμα αλυσίδων υδατανθράκων. Αυτό το στρώμα ονομάζεται κυτταρικός μανδύας ή γλυκοκάλυκας. Η ακριβής σύσταση και κατανομή αυτών των αλυσίδων είναι ιδιαίτερα ποικίλη. Πιστεύεται ότι οι αλυσίδες αυτές παρέχουν στο κύτταρο προστασία από βλάβες. Ο γλυκοκάλυκας απαντάται μόνο στην επιφάνεια των κυττάρων ανώτερων οργανισμών.

Σχήμα %: Λεπτομερής απεικόνιση μιας κυτταρικής μεμβράνης (φωσφολιπιδική διπλοστιβάδα και συνδεδεμένες πρωτεΐνες)

### Δομές Υπεύθυνες για τη Μεταφορά μέσω της Μεμβράνης

URL: <https://www.sparknotes.com/biology/cellstructure/cellmembranes/section3/>

Έχουμε συζητήσει πώς η λιπιδική διπλοστιβάδα λειτουργεί ως αποτελεσματικός φραγμός, επιτρέποντας μόνο σε έναν πολύ μικρό αριθμό μη πολικών μορίων να εισέρχονται ή να εξέρχονται ελεύθερα από ένα κύτταρο. Ενώ ως επί το πλείστον αυτή η επιλεκτικότητα αποτελεί μια πολύτιμη λειτουργία και επιτρέπει στο κύτταρο να διατηρεί την ακεραιότητά του, τα κύτταρα χρειάζεται να μεταφέρουν ορισμένα μεγάλα, πολικά μόρια όπως αμινοξέα, σάκχαρα και νουκλεοτίδια διαμέσου των μεμβρανών τους. Ως αποτέλεσμα, οι κυτταρικές μεμβράνες απαιτούν συγκεκριμένες δομές που επιτρέπουν τη μεταφορά ορισμένων μορίων.

#### Μεταφορά μέσω της μεμβράνης

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι με τους οποίους τα μόρια μπορούν να περάσουν από τη μία πλευρά μιας κυτταρικής μεμβράνης στην άλλη. Ορισμένοι από αυτούς τους τρόπους, όπως η διάχυση και η όσμωση, είναι φυσικές διεργασίες που δεν απαιτούν κατανάλωση ενέργειας από το κύτταρο και ονομάζονται παθητική μεταφορά. Άλλες μέθοδοι μεταφοράς απαιτούν κυτταρική ενέργεια και ονομάζονται ενεργητική μεταφορά. Εκτός από αυτές τις δύο μορφές μεταφοράς, υπάρχουν και άλλες μορφές όπως η ενδοκύττωση και η εξωκύττωση, οι οποίες θα συζητηθούν αργότερα και δεν απαιτούν το ίδιο σύνολο μεμβρανικών πρωτεϊνών για τη λειτουργία τους.

#### Παθητική μεταφορά

Η διάχυση είναι το φυσικό φαινόμενο κατά το οποίο τα μη πολικά μόρια ρέουν φυσικά από μια περιοχή υψηλότερης συγκέντρωσης προς μια περιοχή χαμηλότερης συγκέντρωσης. Η όσμωση είναι μια παρόμοια διαδικασία, αλλά αναφέρεται ειδικά στα μόρια του νερού. Και οι δύο αυτές κατηγορίες μορίων, όπως έχουμε ήδη συζητήσει, είναι ικανές να διαπερνούν τη λιπιδική διπλοστιβάδα. Όπως φαίνεται στο σχήμα %, ούτε η διάχυση ούτε η όσμωση απαιτούν κατανάλωση ενέργειας.

#### Ενεργητική μεταφορά

Η ενεργητική μεταφορά λαμβάνει χώρα όταν ένα κύτταρο αντλεί ενεργά ένα μόριο διαμέσου της μεμβράνης του, ενάντια στη φυσική κατεύθυνση που υπαγορεύεται από τη διάχυση, την όσμωση ή την πολικότητα. Όπως φαίνεται στο σχήμα %, τέτοια μεταφορά απαιτεί ενέργεια.

Σχήμα %: Πρωτεΐνες ενεργητικής και παθητικής μεταφοράς

#### Πρωτεΐνες μεταφοράς

Τόσο η παθητική όσο και η ενεργητική μεταφορά πραγματοποιούνται με τη βοήθεια διαμεμβρανικών πρωτεϊνών που λειτουργούν ως μεταφορείς. Το σχήμα % παρουσιάζει τις δύο κύριες κατηγορίες πρωτεϊνών μεταφοράς: τις πρωτεΐνες-φορείς και τις πρωτεΐνες-διαύλους. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι πρωτεΐνες-φορείς μεσολαβούν στην ενεργητική μεταφορά, ενώ οι πρωτεΐνες-δίαυλοι μεσολαβούν στην παθητική μεταφορά. Οι πρωτεΐνες-φορείς δημιουργούν ένα άνοιγμα στη λιπιδική διπλοστιβάδα μέσω μιας αλλαγής διαμόρφωσης κατά τη δέσμευση του μορίου. Οι πρωτεΐνες-δίαυλοι σχηματίζουν υδρόφιλους πόρους διαμέσου της λιπιδικής διπλοστιβάδας. Όταν αυτοί οι πόροι είναι ανοικτοί, επιτρέπουν σε συγκεκριμένα μόρια να διέρχονται. Υπάρχει και μια άλλη κατηγορία πρωτεϊνών μεταφοράς που ονομάζονται ιονοφόρα. Αυτές είναι μικρές, υδρόφοβες πρωτεΐνες που αυξάνουν τη διαπερατότητα της διπλοστιβάδας για συγκεκριμένα ιόντα.

Οι πρωτεΐνες μεταφοράς είναι κρίσιμες για τη ζωή του κυττάρου και τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ κυττάρων. Επιτρέπουν τη σωστή κατανομή ιόντων και μορίων στους πολυκύτταρους οργανισμούς. Επιπλέον, μπορούν να συμβάλλουν στη διατήρηση των κατάλληλων επιπέδων pH εντός και εκτός του κυττάρου, να διευκολύνουν την επικοινωνία μεταξύ κυττάρων και να συμμετέχουν σε πολλές άλλες ουσιώδεις λειτουργίες, συμπεριλαμβανομένης της σύνθεσης πρωτεϊνών.

### Ασκήσεις

URL: <https://www.sparknotes.com/biology/cellstructure/cellmembranes/problems_2/>

Άσκηση: Θα βρείτε το ίδιο σύνολο πρωτεϊνών μεμβράνης σε κάθε κυτταρική μεμβράνη;

Όχι. Οι πρωτεΐνες της μεμβράνης επιτελούν μια σειρά από λειτουργίες μέσα στα κύτταρα· ως αποτέλεσμα, διαφορετικές πρωτεΐνες είναι απαραίτητες σε διαφορετικές περιοχές των κυττάρων, ανάλογα με τη λειτουργία του κυττάρου και τις αλληλεπιδράσεις στις οποίες μπορεί να συμμετέχει.

Άσκηση: Ποια είναι τα ονόματα των δύο κύριων κατηγοριών πρωτεϊνών της μεμβράνης και πώς θα μπορούσατε να τις διακρίνετε μεταξύ τους;

Οι δύο κύριες κατηγορίες πρωτεϊνών της μεμβράνης είναι οι ενσωματωμένες έναντι των περιφερειακών πρωτεϊνών. Δεδομένου ότι οι περιφερειακές πρωτεΐνες αποσπώνται εύκολα από τη λιπιδική διπλοστιβάδα, θα μπορούσε κανείς να επεξεργαστεί ένα κύτταρο με ένα ήπιο απορρυπαντικό που δεν διαταράσσει την κυτταρική μεμβράνη και στη συνέχεια να εξετάσει αν η συγκεκριμένη πρωτεΐνη παραμένει συνδεδεμένη με τη λιπιδική διπλοστιβάδα ή απομακρύνεται.

Άσκηση: Ποιο είναι το όνομα της διαμόρφωσης που υιοθετούν οι πρωτεΐνες της μεμβράνης στις περιοχές που διασχίζουν τη λιπιδική διπλοστιβάδα;

Αυτή η διαμόρφωση ονομάζεται άλφα-έλικα. Είναι η ίδια δομή που υιοθετεί φυσικά το DNA.

Άσκηση: Ποια κατηγορία πρωτεϊνών, οι ενσωματωμένες ή οι περιφερειακές, είναι πιο ελεύθερες να κινούνται μέσα στη λιπιδική διπλοστιβάδα;

Οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες μπορούν να θεωρηθούν ως παγόβουνα που επιπλέουν σε μια θάλασσα λιπιδικής διπλοστιβάδας. Είναι σχετικά κινητικές μέσα στην κυτταρική μεμβράνη.

Άσκηση: Η επιφάνεια του κυττάρου καλύπτεται από ένα επιπλέον σύνολο μορίων. Ποιο όνομα δίνεται σε αυτές τις δομές και ποια είναι η λειτουργία τους στο κύτταρο;

Η επιφάνεια του κυττάρου καλύπτεται από έναν κυτταρικό μανδύα ή γλυκοκάλυκα, ο οποίος αποτελείται από αλυσίδες υδατανθράκων. Αυτές βοηθούν στην προστασία του κυττάρου από βλάβες.