Γιατί μπορεί το οξυγόνο σε μια κυτταρική μεμβράνη, αλλά η πρωτεΐνη δεν μπορεί;
* Μέγεθος και δομή: Τα μόρια οξυγόνου είναι πολύ μικρά (Ο2) και μη πολικά (δεν έχουν θετικό ή αρνητικό φορτίο). Οι πρωτεΐνες, από την άλλη πλευρά, είναι μεγάλα, σύνθετα μόρια με διπλωμένες δομές που περιέχουν πολλές πολικές και φορτισμένες περιοχές.
* Η διπλοστοιβάδα φωσφολιπιδίων: Οι κυτταρικές μεμβράνες αποτελούνται κατά κύριο λόγο από φωσφολιπιδική διπλοστοιβάδα. Αυτή η διπλοστιβάδα έχει έναν υδρόφοβο πυρήνα (φόβο νερού), καθιστώντας δύσκολη τη διέλευση των πολικών μορίων. Τα μη πολωτικά μόρια όπως το οξυγόνο μπορούν εύκολα να διαχέονται μέσω αυτού του υδρόφοβου πυρήνα.
* Επιλεκτική διαπερατότητα: Οι κυτταρικές μεμβράνες είναι επιλεκτικά διαπερατές, πράγμα που σημαίνει ότι επιτρέπουν σε κάποιες ουσίες να περάσουν κατά την εμπλοκή άλλων. Αυτή η επιλεκτικότητα είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της κυτταρικής λειτουργίας.
Πώς οι πρωτεΐνες διασχίζουν τη μεμβράνη:
Οι πρωτεΐνες δεν μπορούν να διαχέονται παθητικά σε ολόκληρη την κυτταρική μεμβράνη. Απαιτούν εξειδικευμένους μηχανισμούς μεταφοράς:
* Ενεργή μεταφορά: Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιεί ενέργεια για να μετακινήσει τις πρωτεΐνες έναντι της κλίσεως συγκέντρωσής τους (από χαμηλή συγκέντρωση έως υψηλή συγκέντρωση). Αυτό απαιτεί ειδικές πρωτεΐνες μεταφορέων ενσωματωμένες στη μεμβράνη.
* ενδοκυττάρωση: Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει την κατάρρευση μεγαλύτερων μορίων, συμπεριλαμβανομένων των πρωτεϊνών, από την κυτταρική μεμβράνη. Η μεμβράνη διπλώνει προς τα μέσα και σχηματίζει ένα κυστίδιο που μεταφέρει την πρωτεΐνη στο κύτταρο.
Συνοπτικά:
Η βασική διαφορά στην ικανότητα του οξυγόνου και των πρωτεϊνών να διασχίσει την κυτταρική μεμβράνη έγκειται στο μέγεθος, την πολικότητα και τη φύση της ίδιας της κυτταρικής μεμβράνης. Το μικρό μέγεθος και η μη πολική φύση του οξυγόνου του επιτρέπουν να περνάει εύκολα μέσω του υδρόφοβου πυρήνα της μεμβράνης, ενώ οι πρωτεΐνες απαιτούν πιο πολύπλοκες μηχανισμούς όπως η ενεργή μεταφορά ή η ενδοκυττάρωση.
