Biologická membrána – cytoplazmatická membrána

Všechny buňky jsou opatřeny hraniční membránou, tzv. cytoplazmatickou membránou nebo-li plazmalemou. U eukaryotických buněk je navíc vnitřní prostor buňky bohatě členěný soustavou membrán do kompartmentů. Obecné schéma stavby biomembrány je v zásadě pro všechny membránové struktury stejné. Základem biomembrány je tzv. membránová jednotka, která je tvořena lipidy (zvláště fosfolipidy) a bílkovinami. Membránová jednotka má tloušťku 7.5 – 10 nm a je proto zřetelná pouze při pozorování elektronovým mikroskopem. Právě snímky pořízené elektronovým mikroskopem odhalily, že membránová jednotka vykazuje trojvrstevnou strukturu (viz. elektronogram). Přičemž mezi dvěma tmavšími vrstvami je uzavřena vrstva světlá. Takovéto uspořádání membránové jednotky je označováno jako „model fluidní mozaiky“, který je v současné době všeobecně akceptován.

Podle modelu fluidní mozaiky tvoří podklad membránové jednotky dvojvrstva lipidových molekul, jež jsou k sobě navzájem orientovány nepolárními (hydrofóbními) řetězci mastných kyselin. Polární (hydrofilní) části molekul jsou obráceny navenek (viz. schéma).

Dále obsahuje membránová jednotka proteiny a oligosacharidy. Proteiny, které tvoří větší podíl membránových molekul, rozdělujeme do dvou skupin: integrální a periferní. Integrální proteiny představují proteiny přímo zabudované do lipidové dvojvrstvy a mohou se do určité míry pohybovat transverzálně a laterálně membránou (princip fluidní mozaiky). Za jistých podmínek se mohou tyto proteiny shromažďovat v určité části cytoplazmatické membrány, kde vytváří místní shluky proteinů. Tento proces se nazývá tzv. capping (čapkování). Některé integrální proteiny jsou zanořeny do lipidové dvojvrstvy pouze částečně, takže vyčnívají nad zevní nebo vnitřní povrch membrány. Jiné integrální proteiny jsou dostatečně velké a přečnívají na obou stranách membrány. Ty pak mohou v některých případech vytvářet kanálky (póry), jimiž mohou oběma směry procházet látky ve vodě rozpustné (ionty). Periferní proteiny jsou volněji připoutány k zevnímu nebo vnitřnímu povrchu membrány a proto mohou být z membrány extrahovány pomocí solných roztoků mnohem snáze, než proteiny integrální. Distribuce membránových proteinů na obou stranách cytoplazmatické membrány je rozdílná. Proto jsou všechny membrány asymetrické.

Na zevním povrchu je cytoplazmatická membrána pokryta různě silnou vrstvičkou polysacharidů, zvanou glykokalyx. Glykokalyx má ochranný význam, neboť stabilizuje buněčnou membránu, selektivně ovlivňuje rychlost difuze látek buněčnou membránou a může se uplatnit rovněž jako antigen.


Funkce cytoplazmatické membrány

Cytoplazmatická membrána funguje jako selektivní bariéra, která reguluje průchod látek dovnitř a ven z buňky. Usnadňuje transport některých specifických látek a je sídlem četných regulačních a rozpoznávacích funkcí. Z těchto důvodů hraje cytoplazmatická membrána důležitou roli v reakci buňky s prostředím (blíže viz. Výměna látek buňkou).