Plik biomembrany Są to struktury o charakterze głównie lipidowym, bardzo dynamiczne i selektywne, wchodzące w skład komórek wszystkich istot żywych. W istocie są one odpowiedzialne za ustalenie granic między życiem a przestrzenią pozakomórkową, oprócz decydowania w kontrolowany sposób, co może wejść i wyjść z komórki.
Właściwości membrany (takie jak płynność i przepuszczalność) są bezpośrednio określane przez typ lipidu, nasycenie i długość tych cząsteczek. Każdy rodzaj komórki posiada membranę o charakterystycznym składzie lipidów, białek i węglowodanów, co pozwala jej pełnić swoje funkcje..
Indeks artykułów
Obecnie przyjęty model opisu struktury błon biologicznych nazywa się „płynną mozaiką”. Został opracowany w 1972 roku przez badaczy S. Jona Singera i Gartha Nicolsona.
Mozaika to połączenie różnych heterogenicznych elementów. W przypadku błon elementy te obejmują różne typy lipidów i białek. Elementy te nie są statyczne: wręcz przeciwnie, membrana charakteryzuje się niezwykłą dynamiką, w której lipidy i białka są w ciągłym ruchu ”.
W niektórych przypadkach możemy znaleźć węglowodany zakotwiczone w niektórych białkach lub lipidach tworzących błonę. Następnie zbadamy główne składniki membran.
Lipidy to biologiczne polimery zbudowane z łańcuchów węglowych, których główną cechą jest nierozpuszczalność w wodzie. Chociaż spełniają wiele funkcji biologicznych, najbardziej wyróżniającą się jest ich rola strukturalna w błonach.
Lipidy, które są zdolne do tworzenia błon biologicznych, składają się z części niepolarnej (nierozpuszczalnej w wodzie) i polarnej (rozpuszczalnej w wodzie). Tego typu cząsteczki są znane jako amfipatyczne. Te cząsteczki są fosfolipidami.
Kiedy fosfolipidy wchodzą w kontakt z wodą, część polarna jest tą, która faktycznie wchodzi z nią w kontakt. W przeciwieństwie do tego hydrofobowe „ogony” oddziałują ze sobą, próbując uciec przed cieczą. W roztworze lipidy mogą uzyskać dwa wzorce organizacji: micele lub dwuwarstwy lipidowe.
Micele to małe skupiska lipidów, w których głowy polarne są zgrupowane „patrząc” na wodę, a ogony są zgrupowane razem wewnątrz kuli. Dwuwarstwowe, jak sama nazwa wskazuje, to dwie warstwy fosfolipidów, w których głowy są skierowane w stronę wody, a ogony każdej z warstw oddziałują ze sobą..
Te formacje w pewnym sensie występują spontaniczny. Oznacza to, że do napędzania tworzenia miceli lub dwuwarstw nie jest potrzebna żadna energia..
Ta właściwość amfipatyczna jest bez wątpienia najważniejsza z niektórych lipidów, ponieważ pozwala na podział życia.
Pod względem składu lipidów nie wszystkie błony biologiczne są takie same. Różnią się one długością łańcucha węglowego i nasyceniem między nimi..
Z nasycenie odnosimy się do liczby wiązań, które istnieją między atomami węgla. Gdy występują wiązania podwójne lub potrójne, łańcuch jest nienasycony.
Skład lipidowy błony będzie decydował o jej właściwościach, w szczególności o jej płynności. Kiedy występują wiązania podwójne lub potrójne, łańcuchy węglowe „skręcają się”, tworząc przestrzenie i zmniejszając upakowanie ogonów lipidowych..
Załamania zmniejszają powierzchnię kontaktu z sąsiednimi ogonami (w szczególności siły oddziaływania van der Waalsa), osłabiając barierę.
W przeciwieństwie do tego, gdy zwiększa się nasycenie łańcucha, oddziaływania van der Waalsa są znacznie silniejsze, zwiększając gęstość i wytrzymałość membrany. Podobnie, wytrzymałość bariery można zwiększyć, jeśli łańcuch węglowodorowy zwiększy się na długości..
Cholesterol to inny rodzaj lipidów powstałych w wyniku połączenia czterech pierścieni. Obecność tej cząsteczki pomaga również modulować płynność i przepuszczalność błony. Na właściwości te mogą mieć również wpływ zmienne zewnętrzne, takie jak temperatura..
W normalnej komórce nieco mniej niż połowa składu błony to białka. Można je znaleźć osadzone w macierzy lipidowej na wiele sposobów: całkowicie zanurzone, to znaczy integralne; lub obwodowo, gdzie tylko część białka jest zakotwiczona w lipidach.
Białka są używane przez niektóre cząsteczki jako kanały lub transportery (szlaku aktywnego lub pasywnego), pomagające dużym, hydrofilowym cząsteczkom przekraczać barierę selektywną. Najwybitniejszym przykładem jest białko, które działa jak pompa sodowo-potasowa.
Węglowodany mogą być przyłączone do dwóch wyżej wymienionych cząsteczek. Zazwyczaj otaczają komórkę i odgrywają rolę w oznaczaniu komórek, rozpoznawaniu i ogólnie komunikacji..
Na przykład komórki układu odpornościowego używają tego typu oznaczenia, aby odróżnić to, co własne, od tego, co obce, a tym samym wiedzieć, która komórka powinna zostać zaatakowana, a która nie..
Jak ustalane są granice życia? Przez biomembrany. Błony pochodzenia biologicznego są odpowiedzialne za wyznaczanie przestrzeni komórkowej we wszystkich formach życia. Ta właściwość podziału na przedziały jest niezbędna do tworzenia żywych systemów.
W ten sposób można stworzyć inne środowisko wewnątrz komórki, z niezbędną koncentracją i ruchami materiałów, które są optymalne dla istot organicznych..
Dodatkowo błony biologiczne wyznaczają również granice wewnątrz komórki, zapoczątkowując typowe przedziały komórek eukariotycznych: mitochondria, chloroplasty, wakuole itp..
Żywe komórki wymagają stałego dopływu i wyjścia pewnych pierwiastków, na przykład wymiany jonowej ze środowiskiem pozakomórkowym i wydalania substancji odpadowych..
Charakter membrany sprawia, że jest ona przepuszczalna dla niektórych substancji i nieprzepuszczalna dla innych. Z tego powodu membrana wraz z zawartymi w niej białkami działa jako rodzaj molekularnego „strażnika”, który organizuje wymianę materiałów z otoczeniem..
Małe cząsteczki, które nie są polarne, mogą bez problemu przejść przez membranę. W przeciwieństwie do tego, im większa cząsteczka i im bardziej jest polarna, tym trudność kroku wzrasta proporcjonalnie..
Aby podać konkretny przykład, cząsteczka tlenu może przemieszczać się przez błonę biologiczną miliard razy szybciej niż jon chlorkowy..
Jeszcze bez komentarzy