細胞膜：流動的馬賽克

概要

本文將探討細胞膜的結構和功能。細胞膜是保護細胞內容物的薄、柔軟、堅固的結構。它們由多種成分組成，包括磷脂、蛋白質、碳水化合物和膽固醇。這些成分在生物學家所稱的流動馬賽克中共同作用，創造出一個具有彈性、柔韌和功能的膜。流動的馬賽克使細胞能夠吸收營養、排出廢物、與其他細胞通信和修復自身。

細胞膜的結構

細胞膜是矛盾的結構。它們是薄而柔軟的，但足以保護細胞的細膩內容。流動馬賽克的主要成分是一種簡單的分子，稱為磷脂。磷脂具有極性、帶電的頭部，吸引水分，以及非極性的尾部，排斥水分。它們尾對尾地配對，形成一個厚度僅為5到10納米的雙層膜，環繞著整個細胞。頭朝向細胞質，朝向細胞外的水性流體，脂肪尾部夾在中間。這個雙層膜，在體溫下具有植物油的一致性，並且還有其他類型的分子，包括蛋白質、碳水化合物和膽固醇。膽固醇使膜保持正確的流動性。

細胞膜的功能

細胞膜不斷地變化，移動組件來幫助細胞吸收食物、排出廢物、讓特定分子進出、與其他細胞通信、收集有關環境的信息並修復自身。有時候，細胞通過釋放和捕獲化學物質和蛋白質來進行交流。蛋白質的釋放很容易，但捕獲則更加複雜。這是通過一個叫做內吞作用的過程實現的，其中膜的部分吞噬物質，並將其作為囊泡運輸到細胞內。一旦內容物被釋放，囊泡就被回收並返回細胞膜。

蛋白質在細胞膜中的作用

流動馬賽克中最複雜的組件是蛋白質。它們的一個關鍵工作是確保正確的分子進出細胞。像氧氣、二氧化碳和某些維生素這樣的非極性分子可以輕易地穿過磷脂雙層。但極性和帶電分子無法穿過脂肪內層。跨越雙層的跨膜蛋白質創造了通道，允許特定分子通過，例如鈉和鉀離子。浮在雙層內側的外周蛋白質有助於將膜固定在細胞內部的支架上。細胞膜中的其他蛋白質可以幫助融合兩個不同的雙層。這可以對我們有益，例如當精子受精卵時，但也可能對我們造成傷害，就像病毒進入細胞時一樣。有些蛋白質在流動馬賽克中移動，聚集在一起形成執行特定工作的複合物。例如，一個複合物可能激活我們免疫系統中的細胞，然後在完成工作後分開。