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

Translator: Lam Nguyen Reviewer: Hung Tran Phi

Cell membranes are structures of contradictions.

Cấu trúc thành tế bào ẩn chứa nhiều mâu thuẫn.

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

Lớp chất béo đó mỏng hơn hàng trăm lần độ dày sợi tơ nhện,

yet strong enough to protect the delicate contents of life:

nhưng đủ khoẻ để bảo vệ sự sống bên trong nó:

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

màng tế bào chất, các thông tin di truyền, các cơ quan sinh dưỡng,

and all the molecules it needs to survive.

và mọi cơ quan quan trọng khác.

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

Cơ chế hoạt động của nó là gì, và nó lấy sức mạnh kỳ diệu đó từ đâu?

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

Đầu tiên, ta thường nghĩ rằng thành tế bào

like the tight skin of a balloon,

giống lớp da bằng bong bóng gắn chặt với nhau,

but it's actually something much more complex.

nhưng thực ra cấu tạo đó phức tạp hơn nhiều.

In reality, it's constantly in flux,

Trong thực tế, cấu trúc đó luôn vận hành,

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

vận chuyển vật chất liên tục để giúp tế bào hấp thụ thức ăn,

remove waste,

xử lý chất thải,

let specific molecules in and out,

cho phép các phân tử nhất định đi vào hoặc ra khỏi tế bào,

communicate with other cells,

giữ liên lạc với những tế bào khác,

gather information about the environment,

thu thập thông tin từ môi trường,

and repair itself.

và tự sửa chữa.

The cell membrane gets this resilience, flexibility, and functionality

Cội nguồn của sức bền bỉ, dẻo dai và đa năng đó

by combining a variety of floating components

đến từ sự kết hợp của các phân tử xếp liên tiếp nhau,

in what biologists call a fluid mosaic.

các nhà khoa học gọi đó là mô hình khảm động (fluid mosaic).

The primary component of the fluid mosaic

Thành phần chủ yếu của cấu tạo này

is a simple molecule called a phospholipid.

là các phân tử đơn giản mang tên phospholipid.

A phospholipid has a polar, electrically-charged head,

Mỗi phân tử bao gồm một "cái đầu" phân cực hình cầu và được tích điện,

which attracts water,

mang đặc tính ưa nước,

and a non-polar tail, which repels it.

và một "cái đuôi" kỵ nước không phân cực.

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

Chúng ghép cặp và hướng đuôi vào nhau, tạo ra chiếc màng gồm hai lớp,

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

có độ dày chỉ khoảng năm tới mười nano-mét và bao phủ toàn bộ tế bào.

The heads point in towards the cytoplasm

Một "đầu" của chúng hướng vào tế bào chất,

and out towards the watery fluid external to the cell

đầu còn lại hướng ra môi trường dịch bên ngoài tế bào,

with the lipid tails sandwiched in between.

như vậy hai lớp "đuôi" ở giữa sẽ hướng vào nhau.

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

Lượng lipid thực vật ở cấu tạo lớp kép này khá ổn định khi duy trì nhiệt độ cơ thể,

is studded with other types of molecules,

ngoài ra nó còn các thành phần khác,

including proteins,

bao gồm các protein,

carbohydrates,

carbohydrate,

and cholesterol.

và cholesterol.

Cholesterol keeps the membrane at the right fluidity.

Cholesterol giúp đảm bảo khả năng trao đổi chất qua thành tế bào,

It also helps regulate communication between cells.

và duy trì sự trao đổi thông tin giữa các tế bào.

Sometimes, cells talk to each other

Đôi khi, các tế bào liên lạc với nhau

by releasing and capturing chemicals and proteins.

thông qua việc gửi và nhận các hợp chất hoá học và protein.

The release of proteins is easy,

Việc gửi chúng đi khá dễ,

but the capture of them is more complicated.

nhưng việc nhận chúng sẽ phức tạp hơn.

That happens through a process called endocytosis

Điều đó xảy ra nhờ một quá trình mang tên "nhập bào",

in which sections of the membrane engulf substances

xảy ra khi một phần thành tế bào bao lấy toàn bộ chất đó

and transport them into the cell as vesicles.

và vận chuyển chúng vào nội bào trong các cấu trúc "túi".

Once the contents have been released,

Sau khi đã nhả các hợp chất ra,

the vesicles are recycled and returned to the cell membrane.

"túi" đó được tái tạo lại và quay trở về thành tế bào.

The most complex components of the fluid mosaic are proteins.

Thành phần phức tạp nhất của cấu trúc thành tế bào là protein,

có một trong các nhiệm vụ cơ bản

One of their key jobs is to make sure

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

là kiểm soát sự ra vào tế bào của các phân tử khác nhau.

Non-polar molecules, like oxygen,

Các phân tử không phân cực, như oxy,

carbon dioxide,

các-bon đi-ô-xít,

and certain vitamins

và một số loại vitamin

can cross the phospholipid bilayer easily.

có thể đi qua cấu trúc phospholipid kép đó rất dễ dàng.

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

Nhưng lớp nằm trong sẽ ngăn cản các phân tử phân cực đi qua nó.

Transmembrane proteins stretch across the bilayer to create channels

Các protein xuyên màng có mặt khắp nơi ở thành tế bào để tạo các kênh di chuyển,

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

giúp một số phân tử đặc biệt đi qua, ví dụ như các ion natri và kali.

Peripheral proteins floating in the inner face of the bilayer

Các protein ngoại vi được phân bố trôi nổi bên trong lớp kép,

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

giúp liên kết thành tế bào với nội bào.

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

Các protein khác ở thành tế bào giúp nối hai lớp kép của hai tế bào khác nhau lại.

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

Chức năng đó có thể giúp ích cho ta, ví dụ khi tinh trùng kết hợp với trứng,

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

nhưng cũng có thể gây hại, ví dụ khi virus xâm nhập tế bào.

And some proteins move within the fluid mosaic,

Một số protein trong cấu trúc này

coming together to form complexes that carry out specific jobs.

có thể tập hợp lại và hình thành cấu trúc đặc thù cho các việc khác nhau.

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

Ví dụ, một cấu trúc có vai trò kích hoạt các tế bào miễn dịch trong cơ thể,

then move apart when the job is done.

và tự biến mất khi hoàn thành nhiệm vụ.

Cell membranes are also the site of an ongoing war

Thành tế bào luôn là nơi chứng kiến cuộc chiến

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

giữa chúng ta và những thứ có hại cho chúng ta.

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

Trong thực tế, vài hợp chất mang độc tính lớn nhất mà ta từng biết đến

are membrane-breaching proteins made by infectious bacteria.

đều có khả năng phá huỷ thành tế bào, được tạo ra bởi các vi khuẩn có hại.

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

Các vị khách không mời đó tạo ra các lỗ hổng lớn trên thành tế bào,

causing a cell's contents to leak out.

khiến vật chất thoát ra ngoài.

Scientists are working on developing ways to defend against them,

Các nhà khoa học đang nghiên cứu cách ngăn cản điều đó,

like using a nano-sponge that saves our cells

chẳng hạn dùng bọt biển siêu nhỏ để bảo vệ tế bào

by soaking up the membrane-damaging toxins.

bằng cách thấm hút các độc tố trước khi chúng tới tế bào.

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

Mô hình khảm động của thành tế bào giúp mọi hoạt động sống được diễn ra.

Without a cell membrane, there could be no cells,

Nếu không có thành tế bào, tế bào sẽ không tồn tại,

and without cells, there would be no bacteria,

và nếu không có tế bào, sẽ không có vi khuẩn,

no parasites,

không có ký sinh trùng,

no fungi,

không nấm,

no animals,

không động vật,

and no us.

và cũng chẳng có chúng ta.