Ląstelės membrana

apibrėžimas

Ląstelės yra mažiausi, nuoseklūs vienetai, sudarantys organus ir audinius. Kiekvieną ląstelę supa ląstelės membrana - barjeras, kurį sudaro specialus dvigubas riebalų dalelių sluoksnis, vadinamasis dvigubas lipidų sluoksnis. Dviejų sluoksnių lipidų sluoksniai gali būti įsivaizduojami kaip dvi riebalų plėvelės, sukrautos viena ant kitos, kurios dėl savo cheminių savybių negali atsiskirti viena nuo kitos ir taip suformuoti labai stabilų vienetą. Ląstelių membranos atlieka daug skirtingų funkcijų: jos naudojamos ryšiams palaikyti, apsaugai ir kaip ląstelių valdymo stotis.

Kokios yra skirtingos ląstelių membranos?

Ne tik pati ląstelė yra apsupta membrana, bet ir ląstelės organeliai. Ląstelių organeliai yra nedideli ląstelės plotai, kuriuos riboja membranos, kurių kiekviena turi savo užduotį. Jie skiriasi savo baltymais, kurie yra įdėti į membranas ir veikia kaip medžiagų, kurios turi būti gabenamos per membraną, pernešėjos.

Vidinė mitochondrijų membrana yra speciali ląstelės membranos forma. Mitochondrijos yra organelės, kurios yra svarbios ląstelei generuoti energiją. Jie tik vėliau buvo absorbuoti žmogaus ląstelėje evoliucijos eigoje. Todėl jie turi dvi lipidų dvisluoksnes membranas. Išorinė yra klasikinė žmogaus, vidinė - membrana, būdinga mitochondrijai. Jame yra kardiolipino - riebalų rūgšties, kuri yra įmontuota į riebalų plėvelę ir kurios galima rasti tik vidinėje membranoje.

Žmogaus kūne yra tik ląstelės, kurias supa ląstelės membrana. Tačiau yra ir ląstelių, pavyzdžiui, bakterijų, kurias taip pat supa ląstelių sienelė. Todėl terminų ląstelių sienelė ir ląstelių membrana negalima vartoti sinonimu. Ląstelių sienos yra žymiai storesnės ir papildomai stabilizuoja ląstelės membraną. Ląstelių sienelės žmogaus organizme nėra būtinos, nes daugelis atskirų ląstelių gali susijungti, kad susidarytų stiprios asociacijos. Kita vertus, bakterijos yra vienos ląstelės ląstelės, t. Y. Susideda tik iš vienos ląstelės, 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 daug skirtingų reikalavimų: Visų pirma, ląstelių membranos susideda iš dvigubo dviejų riebalų plėvelių sluoksnio, kuris savo ruožtu susideda iš atskirų riebalų rūgščių. Riebalų rūgštys susideda iš vandenyje tirpių, hidrofilinis Galva ir iš netirpių vandenyje, hidrofobiškas Uodega. Galvos prisitvirtina viena prie kitos vienoje plokštumoje, todėl uodegų masė nukreipta viena kryptimi. Kita vertus, kita riebalų rūgščių serija kaupiasi tuo pačiu modeliu. Tai sukuria dvigubą sluoksnį, kurį išorėje riboja galvos ir tokiu būdu vienas viduje hidrofobiškas Teritorija, t. Y. Sritis, į kurią vanduo negali prasiskverbti, sukuria.

Priklausomai nuo riebalų rūgšties galvą sudarančių molekulių, jos turi skirtingus pavadinimus ir savybes, tačiau jos vaidina tik pavaldų vaidmenį. Riebalų rūgštys gali būti nesočios arba sočios, priklausomai nuo uodegos ir jos cheminės struktūros. Nesočiosios riebalų rūgštys yra žymiai standesnės ir dėl to sumažėja membranos takumas, o sočiosios riebalų rūgštys padidina takumą. Skystumas yra dvigubo lipidų judrumo ir deformabilumo matas. Atsižvelgiant į ląstelės užduotį ir būklę, reikalingi skirtingi judrumo ir standumo laipsniai, kuriuos galima pasiekti papildomai įtraukus vienos ar kitos rūšies riebalų rūgštis.

Be to, į membraną gali būti įmontuotas cholesterolis, kuris masiškai sumažina takumą 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 turi praeiti per membraną, kad jas būtų galima transportuoti į ląstelę arba iš jos, būtina transportuoti baltymus ir kanalus. Jie yra laikomi membranoje tarp riebalų rūgščių. Kadangi šie kanalai yra praeinami kai kurioms molekulėms, o ne kitoms, kalbama apie vieną Pusiau pralaidumas ląstelės membrana, t. y. dalinis pralaidumas.

Paskutinis ląstelių membranų statybinis elementas yra receptoriai. Receptoriai taip pat yra dideli baltymai, kurie dažniausiai gaminasi pačioje ląstelėje, o vėliau įmontuojami į membraną. Galite juos visiškai aprėpti arba palaikyti tik išorėje. Dėl savo cheminės struktūros transporteriai, kanalai ir receptoriai tvirtai laikosi membranoje ir ant jos ir negali būti lengvai nuo jos atskirti. Tačiau juos galima perkelti į šonus į skirtingas membranos vietas, priklausomai nuo to, kur jie reikalingi.

Pagaliau, technine terminologija, ląstelių membranų išorėje vis dar gali būti cukraus grandinių Glikokaliksas paskambino. Pavyzdžiui, jie yra kraujo grupės sistemos pagrindas. Kadangi ląstelių membrana susideda iš tiek daug skirtingų statybinių elementų, kurie taip pat gali pakeisti jų tikslią vietą, jis taip pat žinomas kaip skystos mozaikos modelis.

Skaitykite daugiau šia tema: Kraujo grupės

Ląstelės membranos storis

Ląstelių membranos yra maždaug 7 nm storio, t. Y. Itin plonos, tačiau vis dėlto tvirtos ir neįveikiamos daugumai medžiagų. Galvos plotai yra maždaug 2 nm storio hidrofobiškas Uodegos plotas yra 3 nm pločio. Ši vertė beveik nevienoda skirtingų žmogaus kūno ląstelių tipų.

Kokie yra ląstelės membranos komponentai?

Iš esmės ląstelės membrana susideda iš dvigubo fosfolipidinio sluoksnio. Fosfolipidai yra statybiniai blokai, susidedantys iš vandenį mėgstančios, t. Y. Hidrofilinės, galvos ir uodegos, kurią sudaro dvi riebalų rūgštys. Riebalų rūgščių sudedamoji dalis yra hidrofobinė, o 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.

Ląstelės membranoje taip pat yra sfingolipidų ir cholesterolio. Šios medžiagos reguliuoja ląstelės membranos struktūrą ir takumą. Skystumas yra tai, kaip baltymai gali judėti ląstelės membranoje. Kuo didesnis ląstelės membranos takumas, tuo lengviau baltymai juda joje.

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

Ši tema taip pat gali jus dominti: Ląstelių plazma žmogaus kūne

Fosfolipidai ląstelės membranoje

Fosfolipidai yra pagrindinis ląstelės membranos komponentas. Fosfolipidai yra amfifiliniai. Tai reiškia, kad jie susideda iš hidrofilinės ir hidrofobinės dalies. Ši fosfolipidų savybė leidžia ląstelės vidų atskirti nuo aplinkos.

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

Cholesterolis ląstelės membranoje

Cholesterolio yra ląstelės membranoje, kad būtų galima reguliuoti skystumą. Nuolatinis takumas yra labai svarbus norint išlaikyti ląstelės membranos transportavimo procesus. Esant aukštai temperatūrai, ląstelės membrana būna per skysta. Ryšiai tarp fosfolipidų, kurie normaliomis sąlygomis jau yra silpni, esant aukštai temperatūrai yra dar silpnesni. Dėl savo standžios struktūros cholesterolis padeda išlaikyti tam tikrą jėgą.

Žemoje temperatūroje jis atrodo kitaip. Čia membrana gali tapti per stora. Fosfolipidai, kurių hidrofobinis komponentas turi sočiųjų riebalų rūgščių, tampa ypač kieti. Tai reiškia, kad fosfolipidus galima laikyti labai arti vienas kito. Šiuo atveju ląstelės membranoje sukauptas cholesterolis sukelia padidėjusį skysčių srautą, nes cholesterolis turi standžią žiedo struktūrą ir todėl veikia kaip tarpiklis.

Išsamią informaciją „cholesterolio“ tema rasite adresu:

• MTL - „mažo tankio lipoproteinas“
• DTL - „didelio tankio lipoproteinas“
• Cholesterolio esterazė - tai yra svarbu

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 barjeras - funkcija, kurios nereikėtų nuvertinti. Bet kuriuo laiko momentu mūsų kūne lygiagrečiai vyksta nesuskaičiuojamos reakcijos. Jei jie visi vyktų tame pačiame kambaryje, jie stipriai paveiktų ir net atsisakytų vienas kito. Reguliuojama medžiagų apykaita nebūtų įmanoma, o žmonės, nes jie egzistuoja ir veikia kaip visuma, būtų neįsivaizduojami.

Tuo pačiu metu jie tarnauja kaip transportavimo priemonė įvairiausioms medžiagoms, kurios per membraną transportuojamos transporteriais. Kad galėtų dirbti kartu kaip organas, atskiros ląstelės turi liestis per savo membranas. Tai pasiekiama per įvairius jungiamuosius baltymus ir receptorius. Ląstelės gali naudoti receptorius, kad galėtų identifikuoti vienas kitą, bendrauti tarpusavyje ir keistis informacija. Pavyzdžiui, glikokaliksas yra vienas iš daugelio skiriamųjų bruožų tarp paties kūno ir svetimų ląstelių. Receptoriai yra baltymai, kurie surenka signalus iš ląstelės išorės ir perduoda juos ląstelės branduoliui, taigi ir ląstelės „smegenims“. Priklausomai nuo cheminių dalelių, kurios buvo pritvirtintos prie receptoriaus, cheminių savybių, ji yra arba ląstelės išorėje, ląstelėje arba ląstelės membranoje.

Bet pačios ląstelės taip pat gali perduoti informaciją. Garsiausi mūsų kūnai yra nervinės ląstelės. Kad jie galėtų atlikti savo funkciją, jų membranos turi sugebėti praleisti elektrinius signalus. Elektriniai signalai atsiranda dėl skirtingų krūvių ląstelių viduje ir išorėje. Turi būti išlaikytas šis krūvio skirtumas, dar vadinamas gradientu. Šiame kontekste kalbama apie membranos potencialą. Ląstelių membranos atskiria skirtingai įkrautas sritis viena nuo kitos, tačiau tuo pačiu metu yra kanalų, leidžiančių trumpai pakeisti įkrovos santykius, 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. Norint įvykti mainai tarp ląstelės vidaus ir aplinkos, ląstelės membranoje yra baltymų, kurie perneša įvairias molekules į ląstelę ir iš jos.

Naudojant šiuos baltymus, išskiriami kanalai, per kuriuos medžiaga pasyviai pereina į ląstelę arba iš jos išilgai koncentracijos skirtumo. Kiti baltymai turi gaminti energiją, kad galėtų aktyviai pernešti medžiagas per ląstelės membraną.

Kita svarbi transporto forma yra pūslelės. Pūslelės yra maži burbuliukai, kurie yra nuspausti nuo ląstelės membranos. Medžiagos, kurios susidaro ląstelėje, gali patekti į aplinką per šias pūsleles. Be to, tokiu būdu galima pašalinti medžiagas iš ląstelės aplinkos.

Bakterijų ląstelių membranos skirtumai - penicilinas

Ląstelės membrana bakterijos beveik nesiskiria nuo žmogaus kūno. Didelis skirtumas tarp ląstelių slypi papildoma bakterijų ląstelių sienelė. Ląstelės sienelė prisitvirtina prie ląstelės membranos išorės ir tokiu būdu stabilizuoja ir apsaugo bakteriją, kuri be jos būtų pažeidžiama. ji yra išjungta Mureinas, speciali cukraus dalelė, į kurią galima įterpti kitus baltymus, tokius kaip Judėjimas ir dauginimasis tarnauti. penicilinas gali sutrikdyti ląstelės sienelės sintezę ir taip veikti baktericidinis, tai yra, jis naikina bakteriją. Tai leidžia tikslingai veikti prieš ligas sukeliančias bakterijas, tuo pačiu nesunaikinant paties organizmo ląstelių.