Клеточная мембрана (или цитолемма, или плазмалемма, или плазматическая мембрана), лат. membrana оболочка, перепонка, — отделяет содержимое любой клетки от внешней среды, обеспечивая ее целостность; регулируют обмен между клеткой и средой; внутриклеточные мембраны разделяют клетку на специализированные замкнутые отсеки — компартменты или органеллы, в которых поддерживаются определенные условия внутриклеточной среды.
Функции биомембран:
* Образование и поддержание динамических барьеров живых замкнутых структур, обеспечение индивидуальной формы и целостности клеток и внутриклеточных структур.
* Участие в метаболизме клетки и внутриклеточных структур. Это может осуществляться посредством: активности молекул ферментов, встроенных в мембрану (например, превращение АТФ в циклический аденозинмонофосфат), окисления сукцината, транспорта электронов и фосфорилирования в дыхательной цепи, ферментативных процессов сборки секретируемых продуктов в мембранах аппарата Гольджи и т.д.
* Получение информации о среде или управляющих сигналов экзогенных регуляторов. Информация может передаваться посредством химических веществ, энергии (электрического, магнитного поля и т.д.). Например, в структуре мембран содержатся молекулы-рецепторы. Эти биохимические рецепторы, ассоциируя специфичные молекулы- эффекторы, непосредственно или опосредованно (например, через регуляторные белки мембран) запускают или модулируют функции клеток или внутриклеточных структур.
* Преобразование и передача информации. В частности, любые внешние воздействия могут преобразовываться в специфичные данному организму электрические, химические сигналы. И те, и другие могут распространяться по данной структуре и передаваться к взаимодействующим структурам.
Структура и состав биомембран:
Мембраны состоят из липидов трёх классов: фосфолипиды, гликолипиды и холестерол. Фосфолипиды и гликолипиды (липиды с присоединёнными к ним углеводами) состоят из двух длинных гидрофобных углеводородных «хвостов», которые связаны с заряженной гидрофильной «головой». Холестерол придаёт мембране жёсткость, занимая свободное пространство между гидрофобными хвостами липидов и не позволяя им изгибаться. Поэтому мембраны с малым содержанием холестерола более гибкие, а с большим — более жёсткие и хрупкие. Также холестерол служит «стопором», препятствующим перемещению полярных молекул из клетки и в клетку. Важную часть мембраны составляют белки, пронизывающие её и отвечающие за разнообразные свойства мембран. Их состав и ориентация в разных мембранах различаются.
Клеточные мембраны часто асимметричны, то есть слои отличаются по составу липидов, переход отдельной молекулы из одного слоя в другой затруднён.
Избирательная проницаемость:
Клеточные мембраны обладают избирательной проницаемостью: через них медленно диффундируют глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты, глицерол и ионы, причем сами мембраны в известной мере активно регулируют этот процесс — одни вещества пропускают, а другие нет. Существует четыре основных механизма для поступления веществ в клетку или вывода их из клеки наружу: диффузия, осмос, активный транспорт и экзо- или эндоцитоз. Два первых процесса носят пассивный характер, то есть не требуют затрат энергии; два последних — активные процессы, связанные с потреблением энергии.
