Cell membranes are way more complicated than you think - Nazzy Pakpour

Μετάφραση: Maria K. Επιμέλεια: Chryssa R. Takahashi

Cell membranes are structures of contradictions.

Οι κυτταρικές μεμβράνες είναι δομές αντιφάσεων.

These oily films are hundreds of times thinner than a strand of spider silk,

Αυτές οι λιπαρές μεμβράνες είναι εκατομμύρια φορές

πιο λεπτές από το νήμα του ιστού της αράχνης,

yet strong enough to protect the delicate contents of life:

αλλά αρκετά δυνατές για να προστατεύουν το εύθραυστο περιεχόμενο της ζωής:

the cell's watery cytoplasm, genetic material, organelles,

Το υδαρό κυτόπλασμα του κυττάρου, το γενετικό υλικό, τα οργανύλλια,

and all the molecules it needs to survive.

και όλα τα μόρια που χρειάζεται για να επιβιώσει.

How does the membrane work, and where does that strength come from?

Πώς λειτουργεί η μεμβράνη, και από πού προέρχεται αυτή η δύναμη;

First of all, it's tempting to think of a cell membrane

Πρώτα από όλα, είναι δέλεαρ να σκέφτεσαι την κυτταρική μεμβράνη

like the tight skin of a balloon,

όπως το σφικτό δέρμα ενός μπαλονιού,

but it's actually something much more complex.

αλλά, στην ουσία, είναι κάτι πολύ περισσότερο πολύπλοκο.

Στην πραγματικότητα, είναι συνεχώς σε ροή,

In reality, it's constantly in flux,

shifting components back and forth to help the cell take in food,

μετατοπίζοντας τα συστατικά εντός και εκτός

ώστε το κύτταρο να εισάγει φαγητό, να απομακρύνει τα αχρείαστα,

remove waste,

let specific molecules in and out,

να επιτρέψει την είσοδο και έξοδο συγκεκριμένων μορίων,

communicate with other cells,

να επικοινωνήσει με άλλα κύτταρα, να μαζέψει πληροφορίες για το περιβάλλον,

gather information about the environment,

και να επιδιορθώσει τον εαυτό του.

and repair itself.

The cell membrane gets this resilience, flexibility, and functionality

Η κυτταρική μεμβράνη λαμβάνει αυτήν την ελαστικότητα,

ευελιξία, και λειτουργικότητα,

by combining a variety of floating components

συνδυάζοντας μια ποικιλία από συστατικά που επιπλέουν

in what biologists call a fluid mosaic.

σε αυτό που οι βιολόγοι αποκαλούν υγρό μωσαϊκό.

Το κύριο συστατικό του υγρού μωσαϊκού

The primary component of the fluid mosaic

is a simple molecule called a phospholipid.

είναι ένα απλό μόριο που ονομάζεται φωσφολιπίδιο.

To φωσφολιπίδιο έχει μια πολωμένη, ηλεκτρικά φορτισμένη κεφαλή,

A phospholipid has a polar, electrically-charged head,

which attracts water,

η οποία έλκει το νερό,

and a non-polar tail, which repels it.

και μια μη πολωμένη ουρά, η οποία το απωθεί.

They pair up tail-to-tail in a two layer sheet

Ενώνονται ουρά με ουρά σε ένα σεντόνι δύο στρώσεων,

just five to ten nanometers thick that extends all around the cell.

με μόλις πέντε με δέκα νανόμετρα πάχος, που επεκτείνεται γύρω από όλο το κύτταρο.

The heads point in towards the cytoplasm

Προς τα μέσα, ο κεφαλές έχουν κατεύθυνση προς το κυτόπλασμα

and out towards the watery fluid external to the cell

και από έξω προς το υδαρό υγρό στο εξωτερικό του κυττάρου

with the lipid tails sandwiched in between.

με τις ουρές των λιπιδίων να στριμώχνονται ανάμεσα.

Αυτή η διπλή μεμβράνη, η οποία σε θερμοκρασία σώματος,

This bilayer, which at body temperature has the consistency of vegetable oil,

έχει πυκνότητα φυτικού λαδιού,

is studded with other types of molecules,

έχει πάνω της καρφωμένα μόρια άλλου είδους,

συμπεριλαμβανομένου πρωτεϊνών, υδατανθρακών, και της χοληστερόλης.

including proteins,

carbohydrates,

and cholesterol.

Η χοληστερόλη κρατά τη μεμβράνη στη σωστή υγρότητα.

Cholesterol keeps the membrane at the right fluidity.

It also helps regulate communication between cells.

Επίσης, βοηθά στη ρύθμιση της επικοινωνίας μεταξύ των κυττάρων.

Sometimes, cells talk to each other

Κάποιες φορές, τα κύτταρα μιλούν μεταξύ τους

by releasing and capturing chemicals and proteins.

μέσω της απελευθέρωσης και της σύλληψης χημικών ουσιών και πρωτεϊνών.

The release of proteins is easy,

Η απελευθέρωση πρωτεϊνών είναι εύκολη, αλλά η σύλληψή τους είναι πιο περίπλοκη.

but the capture of them is more complicated.

That happens through a process called endocytosis

Αυτό συμβαίνει μέσω μιας διαδικασίας που λέγεται ενδοκύττωση,

στην οποία τμήματα της μεμβράνης καταπίνουν τις ουσίες

in which sections of the membrane engulf substances

and transport them into the cell as vesicles.

και τις μεταφέρουν στο κύτταρο ως κυστίδια.

Once the contents have been released,

Μόλις απελευθερωθούν τα περιεχόμενα,

the vesicles are recycled and returned to the cell membrane.

τα κυστίδια ανακυκλώνονται και επιστρέφονται στην κυτταρική μεμβράνη.

The most complex components of the fluid mosaic are proteins.

Τα πιο περίπλοκα συστατικά του υγρού μωσαϊκού είναι οι πρωτεΐνες.

Μία σημαντική τους δουλειά είναι η εξασφάλιση

One of their key jobs is to make sure

that the right molecules get in and out of the cell.

ότι τα σωστά μόρια θα μπουν και θα βγουν από το κύτταρο.

Μη πολωμένα μόρια, όπως το οξυγόνο,

Non-polar molecules, like oxygen,

carbon dioxide,

το διοξείδιο του άνθρακα, και συγκεκριμένες βιταμίνες,

and certain vitamins

can cross the phospholipid bilayer easily.

περνούν τη φωσφολιπιδική διπλή μεμβράνη εύκολα.

But polar and charged molecules can't make it through the fatty inner layer.

Αλλά τα πολωμένα και φορτισμένα μόρια

δεν μπορούν να ξεφύγουν από το λιπαρό, εσωτερικό στρώμα.

Transmembrane proteins stretch across the bilayer to create channels

Διαμεμβρανικές πρωτεΐνες επεκτείνονται στο διπλό στρώμα

για να δημιουργήσουν κανάλια που επιτρέπουν την είσοδο

that allow specific molecules through, like sodium and potassium ions.

σε συγκεκριμένα μόρια, όπως ιόντα νατρίου και καλίου.

Οι περιφερειακές πρωτεΐνες που επιπλέουν στο εσωτερικό πρόσωπο του διπλού στρώματος

Peripheral proteins floating in the inner face of the bilayer

help anchor the membrane to the cell's interior scaffolding.

βοηθούν στη σταθεροποίηση της μεμβράνης στην εσωτερική κατασκευή του κυττάρου.

Άλλες πρωτεΐνες σε κυτταρικές μεμβράνες

Other proteins in cell membranes can help fuse two different bilayers.

βοηθούν στη συγχώνευση δύο διαφορετικών διπλών στρωμάτων.

That can work to our benefit, like when a sperm fertilizes an egg,

Αυτό μπορεί να μας ωφελήσει,

όπως όταν ένα σπέρμα γονιμοποιεί ένα ωάριο,

αλλά μας κάνει και κακό, όπως όταν ένας ιός μπαίνει σε ένα κύτταρο.

but also harm us, as it does when a virus enters a cell.

And some proteins move within the fluid mosaic,

Και κάποιες πρωτεΐνες κινούνται στα πλαίσια του υγρού μωσαϊκού,

coming together to form complexes that carry out specific jobs.

και ενώνονται για να σχηματίσουν

συμπλέγματα που εκτελούν συγκεκριμένες εργασίες.

For instance, one complex might activate cells in our immune system,

Για παράδειγμα,

ένα σύμπλεγμα μπορεί να ενεργοποιεί κύτταρα στο ανοσοποιητικό σύστημα,

then move apart when the job is done.

μετά να απομακρύνεται όταν γίνει η δουλειά.

Cell membranes are also the site of an ongoing war

Οι κυτταρικές μεμβράνες είναι επίσης η θέση ενός πολέμου σε εξέλιξη

between us and all the things that want to infect us.

μεταξύ εμάς και όλων των πραγμάτων που θέλουν να μας μολύνουν.

In fact, some of the most toxic substances we know of

Στην πραγματικότητα, κάποιες από τις πιο τοξικές ουσίες που ξέρουμε,

are membrane-breaching proteins made by infectious bacteria.

είναι πρωτεΐνες που διαρρηγνύουν τη μεμβράνη,

φτιαγμένες από μολυσμένα βακτήρια.

These pore-forming toxins poke giant holes in our cell membranes,

Αυτές οι κακά διαμορφωμένες τοξίνες

σκαλίζουν τεράστιες τρύπες στις κυτταρικές μας μεμβράνες,

causing a cell's contents to leak out.

προκαλώντας διαρροή των περιεχομένων του κυττάρου.

Scientists are working on developing ways to defend against them,

Οι επιστήμονες δουλεύουν

πάνω στην ανάπτυξη τρόπων άμυνας εναντίον τους,

όπως η χρησιμοποίηση νανο-σφουγγαριού που σώζει τα κύτταρά μας,

like using a nano-sponge that saves our cells

by soaking up the membrane-damaging toxins.

μουλιάζοντας τις τοξίνες που καταστρέφουν τη μεμβράνη.

The fluid mosaic is what makes all the functions of life possible.

Το υγρό μωσαϊκό είναι αυτό που κάνει δυνατές όλες τις λειτουργίες της ζωής.

Without a cell membrane, there could be no cells,

Χωρίς κυτταρική μεμβράνη δε θα υπήρχαν κύτταρα,

and without cells, there would be no bacteria,

και χωρίς κύτταρα δε θα υπήρχαν βακτήρια, ούτε παράσιτα, ούτε μύκητες, ούτε ζώα,

no parasites,

no fungi,

no animals,

and no us.

κι ούτε εμείς.