Ląstelės membrana

apibrėžimas

Ląstelės yra mažiausi, darnūs vienetai, kurie sudaro organus ir audinius. Kiekviena ląstelė yra apsupta ląstelių membranos, barjero, kurį sudaro specialus dvigubas riebalų dalelių sluoksnis, vadinamasis lipidinis dvigubas sluoksnis. Dvisluoksniai lipidiniai sluoksniai gali būti įsivaizduojami kaip dvi riebalų plėvelės, sudėtos viena ant kitos, kurios dėl savo cheminių savybių negali atskirti viena nuo kitos ir taip sudaryti labai stabilų vienetą. Ląstelių membranos atlieka daugybę skirtingų funkcijų: Jos naudojamos komunikacijai, apsaugai ir kaip ląstelių valdymo punktas.

Kokios yra skirtingų ląstelių membranos?

Ne tik pati ląstelė yra apsupta membranos, bet ir ląstelės organelės. Ląstelės organelės yra mažos, membranomis atskirtos ląstelės sritys, kurių kiekviena turi savo užduotį. Jie skiriasi savo baltymais, kurie yra įterpti į membranas ir yra medžiagų, kurias reikia pernešti per membraną, pernešėjai.

Vidinė mitochondrijų membrana yra ypatinga ląstelės membranos forma.Mitochondrijos yra organelės, svarbios ląstelei generuoti energiją. Į žmogaus ląstelę jie buvo absorbuoti tik evoliucijos metu. Todėl jie turi dvi lipidų dvisluoksnes membranas. Išorinis yra klasikinio žmogaus, vidinis - membranos, būdingos mitochondrijui. Jame yra kardiolipino - riebalų rūgšties, kuri yra įmontuota į riebalų plėvelę ir gali būti randama tik vidinėje membranoje, o ne kas kitas.

Žmogaus kūne yra tik ląstelės, kurias supa ląstelių membrana. Tačiau yra ir ląstelių, tokių kaip bakterijos, kurias taip pat supa ląstelės siena. Taigi terminai ląstelės siena ir ląstelės membrana negali būti vartojami sinonimai. Ląstelės sienos yra žymiai storesnės ir taip pat stabilizuoja ląstelės membraną. Ląstelių sienos nėra būtinos žmogaus kūne, nes daugelis atskirų ląstelių gali sujungti, kad susidarytų stiprios asociacijos. Kita vertus, bakterijos yra vienos ląstelės, t. Y. Jas sudaro tik viena ląstelė, kuri be ląstelės sienos būtų žymiai silpnesnė.

Skaitykite daugiau šia tema: bakterijos

Ląstelės membranos struktūra

Ląstelių membranos atskiria skirtingas sritis viena nuo kitos. Norėdami tai padaryti, jie turi atitikti daugybę skirtingų reikalavimų: Visų pirma, ląstelių membranos yra sudarytos iš dvigubo dviejų riebalų plėvelių sluoksnio, kurį savo ruožtu sudaro atskiros riebalų rūgštys. Riebalų rūgštys susideda iš vandenyje tirpių, hidrofilinis Galvos ir nuo vandenyje netirpių, hidrofobiškas Uodega. Galvos pritvirtinamos viena prie kitos vienoje plokštumoje, kad uodegų masė būtų nukreipta viena kryptimi. Kita vertus, pagal tą patį modelį kaupiasi kita riebalų rūgščių serija. Taip susidaro dvigubas sluoksnis, kurį išoriškai riboja galvos ir tokiu būdu - vidus hidrofobiškas Sukuriamas plotas, t.y., plotas, į kurį negali prasiskverbti vanduo.

Priklausomai nuo to, kurios molekulės sudaro riebalų rūgšties galvą, jos turi skirtingus pavadinimus ir skirtingas savybes, tačiau šios vaidina tik antraeilį vaidmenį. Riebalų rūgštys gali būti nesočiosios arba sočiosios, priklausomai nuo uodegos ir jos cheminės struktūros. Nesočiosios riebalų rūgštys yra žymiai tvirtesnės ir dėl to sumažėja membranos sklandumas, tuo tarpu sočiosios riebalų rūgštys padidina sklandumą. Sklandumas yra lipidų dvigubo sluoksnio judrumas ir deformacija. Priklausomai nuo ląstelės užduoties ir būklės, reikalingas skirtingas mobilumas ir standumas, o tai gali būti pasiekta papildomai įdedant vienos ar kitos rūšies riebalų rūgštis.

Be to, į membraną gali būti įmontuotas cholesterolis, kuris žymiai sumažina skysčio sklandumą ir taip stabilizuoja membraną. Dėl šios struktūros tik labai mažos, vandenyje netirpios medžiagos gali lengvai įveikti membraną.

Tačiau kadangi žymiai didesnės ir vandenyje netirpios medžiagos taip pat turi kirsti membraną, kad galėtų būti gabenamos į ląstelę arba iš jos, yra būtini transportavimo baltymai ir kanalai. Jie laikomi membranoje tarp riebalų rūgščių. Kadangi šie kanalai yra pravažiuojami vienoms, o ne kitoms, molekuliai kalba apie vieną Pusiau pralaidumas ląstelės membranos, t.y., dalinis pralaidumas.

Paskutinis ląstelės membranos elementas yra receptoriai. Receptoriai taip pat yra dideli baltymai, kurie dažniausiai gaminami pačioje ląstelėje ir vėliau įmontuojami į membraną. Galite juos visiškai apjuosti arba palaikyti tik išorėje. Dėl savo cheminės struktūros pernešėjai, kanalai ir receptoriai tvirtai laikosi membranoje ir ant jos ir negali būti lengvai atskirti nuo jos. Tačiau juos galima perkelti į šonus į skirtingas membranos vietas, atsižvelgiant į tai, kur jie reikalingi.

Galiausiai ląstelės membranos išorėje vis dar gali būti cukraus grandinių, technine prasme Glikokaliksas paskambino. Pavyzdžiui, jie yra kraujo grupės sistemos pagrindas. Kadangi ląstelės membraną sudaro tiek daug skirtingų konstrukcinių blokų, kurie taip pat gali pakeisti tikslią jų vietą, ji taip pat žinoma kaip skystosios mozaikos modelis.

Skaitykite daugiau šia tema: Kraujo rūšys

Ląstelės membranos storis

Ląstelių membranos yra maždaug 7 nm storio, t. Y. Ypač plonos, tačiau vis dar tvirtos ir neįveikiamos daugumai medžiagų. Kiekvienas galvos plotas yra maždaug 2 nm storio hidrofobiškas Uodegos plotas yra 3 nm. Vargu ar ši vertė skiriasi skirtingų tipų žmogaus kūno ląstelėmis.

Kokie yra ląstelės membranos komponentai?

Iš esmės ląstelės membrana yra sudaryta iš fosfolipidų dvigubo sluoksnio. Fosfolipidai yra statybiniai blokai, kuriuos sudaro vandenį mylinanti, t. Y. Hidrofilinė galva ir uodega, kurią sudaro dvi riebalų rūgštys. Dalis, kurią sudaro riebalų rūgštys, yra hidrofobinė, tai reiškia, kad ji atstumia vandenį.
Dvigubame fosfolipidų sluoksnyje hidrofobiniai komponentai nukreipti vienas į kitą. Hidrofilinės dalys nukreiptos į ląstelės išorę ir vidų. Tokia membranos struktūra leidžia atskirti dvi vandenines aplinkas viena nuo kitos.

Ląstelės membranoje taip pat yra sfingolipidų ir cholesterolio. Šios medžiagos reguliuoja ląstelės membranos struktūrą ir sklandumą. Sklandumas yra tai, kaip gerai baltymai gali judėti ląstelės membranoje. Kuo didesnis ląstelės membranos sklandumas, tuo baltymai joje gali lengviau judėti.

Be to, ląstelės membranoje yra daug skirtingų baltymų. Šie baltymai yra naudojami medžiagoms pernešti per membraną arba sąveikai su aplinka. Ši sąveika gali būti pasiekta per tiesioginį ryšį tarp kaimyninių ląstelių arba per medžiagas, kurios jungiasi prie membranos baltymų.

Ši tema taip pat galėtų jus sudominti: Žmogaus kūno ląstelių plazma

Fosfolipidai ląstelės membranoje

Fosfolipidai yra pagrindinis ląstelės membranos komponentas. Fosfolipidai yra amfifiliniai. Tai reiškia, kad juos sudaro hidrofilinė ir hidrofobinė dalys. Ši fosfolipidų savybė leidžia atskirti ląstelės vidų nuo aplinkos.

Yra įvairių formų fosfolipidai. Hidrofilinį fosfolipidų pagrindą sudaro arba glicerinas, arba sfingozinas. Abi formos yra būdingos tuo, kad prie pagrindinės struktūros yra prijungtos dvi hidrofobinės angliavandenilių grandinės.

Cholesterolis ląstelės membranoje

Cholesterolis yra ląstelių membranoje, kad padėtų sureguliuoti sklandumą. Nuolatinis sklandumas yra labai svarbus palaikant ląstelės membranos transportavimo procesus. Esant aukštai temperatūrai, ląstelių membrana tampa per skysta. Ryšiai tarp fosfolipidų, kurie normaliomis sąlygomis jau yra silpni, esant aukštai temperatūrai yra dar silpnesni. Dėl savo nelanksčios struktūros, cholesterolis padeda išlaikyti tam tikrą jėgą.

Žemoje temperatūroje jis atrodo kitaip. Čia membrana gali tapti per ankšta. Fosfolipidai, kurių hidrofobinis komponentas turi sočiųjų riebalų rūgščių, tampa ypač kieti. Tai reiškia, kad fosfolipidai gali būti labai arti vienas kito. Tokiu atveju ląstelės membranoje saugomas cholesterolis padidina skysčių sklandumą, nes cholesterolis turi tvirtą žiedo struktūrą ir tokiu būdu veikia kaip tarpiklis.

Išsamią informaciją apie „cholesterolio“ temą galite rasti tinklalapyje:

• MTL - „mažo tankio lipoproteinai“
• DTL - „didelio tankio lipoproteinai“
• Cholesterolio esterazė - tam ji yra svarbi

Ląstelės membranos funkcijos

Kaip rodo sudėtinga ląstelių membranų struktūra, jos turi atlikti daugybę skirtingų funkcijų, kurios gali labai skirtis priklausomai nuo ląstelės tipo ir vietos. Viena vertus, membranos paprastai yra kliūtis - funkcija, kurios nereikėtų nuvertinti. Nesuskaičiuojamos reakcijos bet kuriuo metu vyksta lygiagrečiai mūsų kūne. Jei jie visi vyktų toje pačioje patalpoje, jie darytų didelę įtaką ir netgi atšauktų vienas kitą. Reguliuojamas metabolizmo procesas būtų neįmanomas, o žmonėms, nes jie egzistuoja ir veikia kaip visuma, būtų neįmanoma.

Jie taip pat tarnauja kaip gabenimo terpė įvairioms medžiagoms, kurios pernešamos per membraną pernešėjų pagalba. Kad galėtų dirbti kartu kaip organas, atskiros ląstelės turi susisiekti per savo membranas. Tai pasiekiama per įvairius jungiamuosius baltymus ir receptorius. Ląstelės gali naudoti receptorius vienas kitam identifikuoti, bendrauti ir keistis informacija. E. g. glikokaliksas yra vienas iš daugelio skiriamųjų bruožų tarp savo ir svetimkūnių. Receptoriai yra baltymai, pasiimantys signalus iš ląstelės išorės ir perduodantys juos ląstelės branduoliui, taigi ir ląstelės „smegenims“. Priklausomai nuo cheminių dalelių, užstrigusių ant receptoriaus, cheminių savybių, ji yra arba ląstelės išorėje, ląstelėje arba ląstelės membranoje.

Bet pačios ląstelės taip pat gali perduoti informaciją. Garsiausi iš mūsų kūnų yra nervų ląstelės. Kad membranos galėtų atlikti savo funkciją, jos turi sugebėti perduoti elektrinius signalus. Elektriniai signalai atsiranda dėl skirtingų krūvių ląstelėse ir išorėje. Šis krūvio skirtumas, dar žinomas kaip gradientas, turi būti išlaikytas. Šiame kontekste kalbama apie membranos potencialą. Ląstelių membranos atskiria skirtingai įkrautas sritis viena nuo kitos, tačiau tuo pat metu turi kanalus, leidžiančius trumpam pakeisti įkrovos santykį, kad galėtų tekėti faktinė srovė ir tokiu būdu perduodama informacija. Šis reiškinys dar vadinamas veiksmo potencialu.

Skaitykite daugiau šia tema: Nervų ląstelė

Transporto procesai ląstelės membranoje

Ląstelės membrana yra nepralaidi didesnėms molekulėms ir jonams. Kad galėtų pasikeisti ląstelės vidus ir aplinka, ląstelės membranoje yra baltymų, kurie gabena įvairias molekules į ląstelę ir iš jos.

Šie baltymai išskiria kanalus, per kuriuos medžiaga pasyviai patenka į ląstelę arba iš jos išilgai koncentracijos skirtumo. Kiti baltymai turi generuoti energiją, kad galėtų aktyviai pernešti medžiagas per ląstelės membraną.

Kita svarbi transporto rūšis yra pūslelės. Vezikulės yra maži burbuliukai, kurie atsiskleidžia nuo ląstelės membranos. Medžiagos, gaminamos ląstelėje, gali patekti į aplinką per šias pūsleles. Be to, medžiagas galima pašalinti iš ląstelių aplinkos.

Bakterijų ląstelių membranų skirtumai - penicilinas

Ląstelės membrana bakterijos vargu ar skiriasi nuo žmogaus kūno. Didelis skirtumas tarp ląstelių yra papildoma bakterijų ląstelių sienelė. Ląstelės siena prisitvirtina prie ląstelės membranos išorės ir tokiu būdu stabilizuoja ir apsaugo bakteriją, kuri be jos būtų pažeidžiama. ji neveikia Mureinas, speciali cukraus dalelė, į kurią galima įtraukti kitus baltymus, tokius kaip Lokomotyvas ir dauginimasis tarnauti. penicilinas gali sutrikdyti ląstelės sienos sintezę ir taip veikti baktericidinis, tai yra, ji užmuša bakteriją. Tokiu būdu įmanoma tikslingai veikti prieš ligas sukeliančias bakterijas, tuo pačiu nenaikinant paties organizmo ląstelių.