- Szerkezet
- -Lipids
- Hogyan viselkednek a lipidek vízben?
- Nem minden membrán azonos
- proteinek,
- -Carbohydrates
- Jellemzők
- Állítson be korlátokat
- szelektivitás
- Irodalom
A biomembránok struktúrák, nagyon dinamikus és szelektív, elsősorban lipid természetűek, része az összes élő lény sejtjeinek. Lényegében felelősek az élet és az extracelluláris tér közötti határok meghatározásáért, amellett, hogy ellenőrzött módon döntenek arról, hogy mi léphet be a cellába és elhagyhatja azt.
A membrán tulajdonságait (például folyékonyság és permeabilitás) közvetlenül a lipid típusa, ezen molekulák telítettsége és hossza határozza meg. Minden sejttípusnak van membránja, amely jellegzetes lipid, fehérjék és szénhidrátok összetételével rendelkezik, amely lehetővé teszi funkcióinak ellátását.
Forrás: származékos munka: Dhatfield (beszélgetés) Cell_membrane_detailed_diagram_3.svg: * származékos munka: Dhatfield (talk) Cell_membrane_detailed_diagram.svg: LadyofHats Mariana Ruiz
Szerkezet
A biológiai membránok szerkezetének leírására jelenleg elfogadott modellt "folyékony mozaiknak" nevezzük. Ezt 1972-ben fejlesztették ki S. Jon Singer és Garth Nicolson kutatók.
A mozaik a különböző heterogén elemek egyesülése. Membránok esetében ezek az elemek különféle típusú lipideket és fehérjéket tartalmaznak. Ezek az összetevők nem statikusak: éppen ellenkezőleg, a membránt rendkívül dinamikus jellemzi, ahol a lipidek és fehérjék állandó mozgásban vannak. ”
Egyes esetekben bizonyos fehérjékhez vagy a membránt alkotó lipidekhöz rögzített szénhidrátokat találhatunk. Ezután megvizsgáljuk a membránok fő alkotóelemeit.
-Lipids
A lipidek szénláncokból álló biológiai polimerek, amelyek fő jellemzője a vízben való oldhatatlanság. Bár több biológiai funkcióval is bírnak, a legkiemelkedőbb a membránok szerkezeti szerepe.
A biológiai membránok képzésére képes lipidek apoláris részből (vízben oldhatatlan) és poláris részből (vízben oldódó részből) állnak. Az ilyen típusú molekulákat amfipatikusnak nevezik. Ezek a molekulák foszfolipidek.
Hogyan viselkednek a lipidek vízben?
Amikor a foszfolipidek érintkezésbe kerülnek a vízzel, akkor a poláris rész az, amely valójában érintkezésbe kerül azzal. Ezzel szemben a hidrofób "farok" kölcsönhatásba lépnek, és megpróbálják elmenekülni a folyadéktól. Megoldásként a lipidek kétféle szervezeti mintát szerezhetnek: micellák vagy lipid kettős rétegek.
A micellák lipidek kis aggregátumai, ahol a sarki fejeket a vízre néző csoportba csoportosítják, és a farok a gömb belsejébe vannak csoportosítva. A kettős rétegek, amint a neve is sugallja, két foszfolipid rétegből állnak, ahol a fej a víz felé néz, és az egyes rétegek farkai kölcsönhatásba lépnek egymással.
Ezek a képződmények spontán módon fordulnak elő. Vagyis a micellák vagy kettős rétegek kialakulásához nem szükséges energia.
Ez az amfipátiás tulajdonság kétségtelenül a legfontosabb bizonyos lipidek közül, mivel lehetővé tette az élet rekeszekre osztását.
Nem minden membrán azonos
Lipid-összetételük szempontjából nem minden biológiai membrán azonos. Ezek a szénlánc hosszától és a köztük lévő telítettségtől függően változnak.
A telítettség alatt a szénatomok között létező kötések számát értjük. Kettős vagy hármas kötések esetén a lánc telítetlen.
A membrán lipid összetétele meghatározza tulajdonságait, különösen folyékonyságát. Kettős vagy hármas kötések esetén a szénláncok "elcsavarodnak", tereket teremtve és csökkentve a lipid farok csomagolását.
A rokonok csökkentik az érintkezési felületet a szomszédos farokkal (különösen a van der Waals kölcsönhatási erőkkel), gyengítik az akadályt.
Ezzel szemben, ha növekszik a lánc telítettsége, a van der Waals kölcsönhatások sokkal erősebbek, növelik a membrán sűrűségét és szilárdságát. Hasonlóképpen, a gát szilárdsága megnövelhető, ha a szénhidrogénlánc hosszabbodik.
A koleszterin egy másik típusú lipid, amelyet négy gyűrű fúziója útján képez. Ennek a molekulának a jelenléte szintén hozzájárul a membrán folyékonyságának és permeabilitásának modulálásához. Ezeket a tulajdonságokat külső változók, például hőmérséklet is befolyásolhatják.
proteinek,
Egy normál sejtben a membrán összetételének valamivel kevesebb mint fele fehérjék. Ezek a lipid mátrixba ágyazottan találhatók többféle módon: teljesen elmerülve, vagyis integrálva; vagy periférián, ahol a proteinnek csak egy része van rögzítve a lipidekhöz.
Néhány molekulában a fehérjéket csatornákként vagy transzporterekként használják (az aktív vagy passzív útvonalon), hogy segítsék a nagy, hidrofil molekulákat a szelektív gáton átjutni. A legszembetűnőbb példa a protein, amely nátrium-kálium szivattyúként működik.
-Carbohydrates
A szénhidrátok kapcsolódhatnak a fent említett két molekulához. Általában a sejt körül vannak elhelyezve, és szerepet játszanak a sejtek általános megjelölésében, felismerésében és kommunikációjában.
Például az immunrendszer sejtjei ezt a fajta jelölést használják annak megkülönböztetésére, mi a saját és mi az idegen, és így tudják, melyik sejtet kell támadni, és melyet nem.
Jellemzők
Állítson be korlátokat
Hogyan határozzák meg az élet határait? Biomembránokon keresztül. A biológiai eredetű membránok felelősek a sejttér körülhatárolásáért az élet minden formájában. Ez az elválasztási tulajdonság elengedhetetlen az élő rendszerek létrehozásához.
Ilyen módon eltérő környezetet lehet létrehozni a sejt belsejében, a szükséges koncentrációkkal és az anyagmozgásokkal, amelyek a szerves lények számára optimálisak.
A biológiai membránok emellett határokat állapítanak meg a sejt belsejében, és az eukarióta sejtek tipikus rekeszéből származnak: mitokondriumok, kloroplasztok, vákuumok stb.
szelektivitás
Az élő sejtek bizonyos elemek állandó belépését és kilépését igénylik, például ioncserét az extracelluláris környezettel, és többek között a hulladék anyagok kiválasztását.
A membrán természete miatt átjárhatóvá válik bizonyos anyagok számára, és átjárhatatlan mások számára. Ezért a membrán a benne levő fehérjékkel együtt egyfajta molekuláris „kapuőrként” működik, amely hangolja össze az anyagok cseréjét a környezettel.
A nem poláris kis molekulák probléma nélkül átjuthatnak a membránon. Ezzel szemben, minél nagyobb a molekula és annál polárisabb, annál nagyobb az áthaladás nehézsége.
Egy konkrét példaként az oxigénmolekula egy biológiai membránon keresztül milliárdszor gyorsabban haladhat, mint egy klorid-ion.
Irodalom
- Freeman, S. (2016). Biológiai tudomány. Pearson.
- Kaiser, Kalifornia, Krieger, M., Lodish, H. és Berk, A. (2007). Molekuláris sejtbiológia. WH Freeman.
- Peña, A. (2013). Sejtmembránok. Gazdasági Kulturális Alap.
- Singer, SJ és Nicolson, GL (1972). A sejtmembránok szerkezetének folyadékmozaik modellje. Science, 175 (4023), 720-731.
- Stein, W. (2012). A molekulák mozgása a sejtmembránon keresztül. Elsevier.