細胞膜の機能特性

人体は細胞分裂と分化によって形成されており、人間は細胞で構成されていると言えます。人間の細胞は主に細胞膜と細胞核で構成されており、細胞核には液胞も含まれています。細胞膜は細胞の最も外側にある半透膜です。浸透圧効果があるため半透膜と呼ばれます。この機能に加えて、細胞膜には他にどのような機能特性があるのでしょうか? 以下で学びましょう。

細胞膜の構造的特徴：細胞膜は一定の流動性を持っています。

細胞膜の構造は、中間のリン脂質二重層が基本骨格を構成し、タンパク質分子がリン脂質二重層内または表面のさまざまな深さに埋め込まれたり、浸透したり、覆われたりしています。膜を構成するリン脂質分子とタンパク質分子は大部分が可動性があり、細胞膜を介した細胞内外の物質の移動は膜の流動性に基づいています。

細胞膜の機能特性：細胞膜は選択的に透過性がある。

細胞膜は、細胞内外の物質の出入りを調節する機能を持っています。物質は、拡散、浸透、受動輸送、能動輸送、エンドサイトーシス、エキソサイトーシスを通じて細胞に出入りします。膜上のキャリアタンパク質の種類と量は異なるため、多くの分子とイオンは自由に細胞に出入りできません。

細胞膜:

細胞膜とも呼ばれます。細胞の表面にある薄い膜。細胞外膜または細胞膜と呼ばれることもあります。厚さは約7～8nmで、細胞膜の化学組成は基本的に同じで、主に脂質、タンパク質、炭水化物で構成されています。各成分の含有量はそれぞれ約50％、40％、2％～10％です。その中でも脂質の主成分はリン脂質とコレステロールです。さらに、細胞膜には少量の水、無機塩、金属イオンも含まれています。

細胞膜の構造：

1. 膜脂質：膜脂質は主にリン脂質、コレステロール、少量の糖脂質で構成されています。ほとんどの細胞の膜脂質では、リン脂質が全体の70％以上を占め、コレステロールは30％を超えず、糖脂質は10％を超えません。リン脂質分子は脂質二重層の形で細胞膜に存在し、親水性の末端が細胞外液または細胞質に面し、疎水性の脂肪酸炭化水素鎖が互いに向かい合って、膜の内側に疎水性領域を形成します。

2. 膜タンパク質: 細胞膜タンパク質 (酵素を含む) は、主に内因性タンパク質と外因性タンパク質の 2 つの形式で膜脂質と結合します。内因性タンパク質は、その疎水性部分でリン脂質の疎水性部分に共有結合しており、両端は極性で膜の内側と外側を貫通しています。一方、外因性タンパク質は、内因性タンパク質の外端またはリン脂質分子の親水性頭部に非共有結合で結合しています。キャリア、特定の受容体、酵素、表面抗原など。

細胞膜上の輸送タンパク質には、キャリアタンパク質とチャネルタンパク質という 2 つの主な種類があります。キャリアタンパク質は、キャリア、透過酵素、トランスポーターとも呼ばれ、特定の溶質に結合し、自身の構造変化を通じて結合した溶質を膜の反対側に輸送します。キャリアタンパク質の中には、駆動にエネルギーを必要とするものもあれば、エネルギーを必要とせず、補助拡散によって物質を輸送するものもあります。

3. 膜糖：膜糖と糖コーティング：糖タンパク質と糖脂質。細胞膜炭水化物は主にオリゴ糖鎖と多糖鎖であり、膜脂質またはタンパク質と共有結合して糖脂質と糖タンパク質を形成します。

細胞膜の機能:

1.細胞と細胞小器官を分離して形成し、細胞の生命活動に比較的安定した内部環境を提供し、膜の面積を大幅に増加させ、膜上で発生する生物学的機能を改善します。

2. バリア効果：膜の両側にある水溶性物質は自由に通過できません。

3. エネルギーの移動を伴う物質の選択的輸送。

4. 生物学的機能：ホルモン作用、酵素反応、細胞認識、電子伝達など

5. 情報の識別と伝達機能（主に糖タンパク質に依存）。

6. 物質輸送機能：細胞と周囲の環境との間の物質の交換は、細胞膜の輸送機能を通じて実現されます。