Plazmás membrán jellemzői, funkciói és szerkezete

az plazma membrán, a sejtmembrán, a plazmamma vagy a citoplazmatikus membrán egy olyan lipid jellegű szerkezet, amely körülveszi és határolja a sejteket, és amely az építészet elengedhetetlen összetevője. A biomembránok tulajdonsága, hogy egy adott szerkezetet külső felületükkel zárnak be. Fő funkciója, hogy akadályként szolgáljon.

Ezenkívül szabályozza a belépő és kilépő részecskék tranzitját. A membránfehérjék „molekuláris ajtókként” működnek eléggé igényes kapukkal. A membrán összetétele szintén szerepet játszik a sejtfelismerésben.

Strukturálisan ezek természetesen előforduló foszfolipidek, fehérjék és szénhidrátok képződnek. Hasonló módon, egy foszfolipid egy fej és egy farok foszfort jelent. A farok a vízben oldhatatlan szénláncokból áll, ezek befelé vannak csoportosítva.

Ezzel ellentétben a fej poláris, és a vizes sejtkörnyezetet adja. A membránok rendkívül stabil szerkezetek. Az őket megtartó erők van der Waals, az őket alkotó foszfolipidek; ez lehetővé teszi számukra, hogy szilárdan körülvegyék a cellák szélét.

Ugyanakkor elég dinamikusak és folyékonyak is. A membránok tulajdonságai az elemzett sejttípus függvényében változnak. Például a vörösvértesteknek rugalmasnak kell lenniük ahhoz, hogy áthaladjanak a vérereken. 

Ezzel szemben a neuronokban a membrán (myelin-hüvely) rendelkezik a szükséges szerkezettel az idegimpulzus-vezetés hatékony biztosításához..

index

• 1 Általános jellemzők
  • 1.1 A membrán folyékonysága
  • 1.2 Görbület
  • 1.3 Lipid eloszlás
• 2 Funkciók
• 3 Szerkezet és összetétel
  • 3.1 Folyadékmozaik modell
  • 3.2 A lipidek típusai
  • 3.3 Lipid tutajok
  • 3.4 Membránfehérjék
• 4 Referenciák

Általános jellemzők

A membránok meglehetősen dinamikus struktúrák, amelyek a sejttípustól és a lipideik összetételétől függően széles körben változnak. A membránokat a következő jellemzők szerint módosítják:

A membrán folyékonysága

A membrán nem statikus entitás, úgy viselkedik, mint egy folyadék. A szerkezet folyékonysága számos tényezőtől függ, beleértve a lipid készítményt és a hőmérsékletet, amelyen a membránok ki vannak téve.

Amikor a szénláncokban lévő összes kötés telített, a membrán hajlamos viselkedni, mint egy gél, és a van der Waals kölcsönhatások stabilak. Ezzel szemben, ha kettős kötés van, az interakciók kisebbek és a folyékonyság fokozódik

Ezenkívül a szénlánc hossza is hatással van. Minél hosszabb az idő, annál több interakció következik be a szomszédaival, ezáltal növelve a folyékonyságot. A hőmérséklet emelkedésével a membrán folyékonysága is nő.

A koleszterin nélkülözhetetlen szerepet játszik a folyékonyság szabályozásában, és a koleszterin koncentrációjától függ. Ha a farok hosszú, a koleszterin az indításgátlóként működik, és csökkenti a folyékonyságot. Ez a jelenség normál koleszterinszint mellett fordul elő.

A hatás akkor változik, ha a koleszterin koncentrációja alacsonyabb. Amikor a lipidek farkával kölcsönhatásba lép, az az oka, hogy ezek a szétválasztás, ami csökkenti a folyékonyságot.

görbület

A fluiditáshoz hasonlóan a membrán görbületét az egyes membránokat képező lipidek határozzák meg.

A görbület a lipid és a farok fejének méretétől függ. A hosszú farokkal és nagy fejekkel rendelkezőek laposak; a viszonylag kisebb fejűek sokkal jobban görbülnek, mint az előző csoport.

Ez a tulajdonság fontos többek között a membránfejlődés, a vezikulumok kialakulása, a mikrovillák jelenségében.

Lipid eloszlás

A két "lemez", amelyek mindegyik membránt alkotnak - emlékezünk arra, hogy kettős rétegűek, nem tartalmaznak ugyanolyan összetételű lipideket benne; ezért azt mondják, hogy az eloszlás aszimmetrikus. Ez a tény fontos funkcionális következményekkel jár.

Egy specifikus példa az eritrociták plazmamembránjának összetétele. Ezekben a vérsejtekben a szfingomyelint és a foszfatidil-kolint (amelyek nagyobb relatív folyékonyságú membránokat képeznek) a sejt külső részével szemben találhatók..

A folyékonyabb szerkezeteket képező lipidek a citoszollal szemben állnak. Ezt a mintát nem követi a koleszterin, amely mindkét rétegben többé-kevésbé homogénen oszlik el.

funkciók

Az egyes sejttípusok membránjának működése szorosan kapcsolódik a szerkezetéhez. Azonban alapvető feladatokat látnak el.

A biomembránok felelősek a sejtkörnyezet határolásáért. Hasonlóképpen, membrános rekeszek vannak a sejten belül.

Például a mitokondriákat és a kloroplasztokat membránok veszik körül, és ezek a struktúrák részt vesznek ezekben az organellákban előforduló biokémiai reakciókban..

A membránok szabályozzák az anyagok áthaladását a cellába. Ennek a gátnak köszönhetően a szükséges anyagok passzívan vagy aktívan (az ATP szükségességével) léphetnek be. A nem kívánt vagy mérgező anyagok nem kerülnek be.

A membránok a sejt ionos összetételét megfelelő szinten tartják az ozmózis és a diffúzió folyamataival. A víz szabadon mozoghat a koncentráció gradiensétől függően. A sók és metabolitok specifikus transzporterekkel rendelkeznek, és szabályozzák a sejt pH-ját is.

A membrán felületén lévő fehérjék és csatornák jelenléte miatt a szomszédos sejtek kölcsönhatásba léphetnek és kicserélhetnek anyagokat. Ily módon a sejtek összeállnak és a szövetek képződnek.

Végül a membránok jelentős számú jelzőfehérjét tartalmaznak, és lehetővé teszik többek között a hormonokkal, neurotranszmitterekkel való kölcsönhatást..

Szerkezet és összetétel

A membránok alapvető komponense a foszfolipidek. Ezek a molekulák amfipatikusak, poláris és apoláris zónájuk van. A polár lehetővé teszi számukra, hogy kölcsönhatásba lépjenek a vízzel, míg a farok hidrofób szénlánc.

Ezeknek a molekuláknak a társulása spontán módon történik a kétrétegben, a hidrofób farok egymással és a fejekkel kívülre mutatva kölcsönhatásba lép..

Egy kis állati sejtben hihetetlenül nagyszámú lipidet találunk, 10-es sorrendben⁹ molekulákat. A membránok vastagsága körülbelül 7 nm. A hidrofób belső mag, szinte minden membránban 3-4 nm vastagságú.

Folyadék mozaik modell

A modell, amelyet jelenleg a biomembránok kezelnek, "folyékony mozaik" néven ismert, amelyet a 70-es években a Singer és Nicolson kutatók fogalmaztak meg. A modell azt javasolja, hogy a membránokat ne csak lipidek, hanem szénhidrátok és fehérjék képezzék. A mozaik kifejezés a keverékre vonatkozik.

A sejt külső oldalát képező membrán arcát exoplasmikus arcnak nevezzük. Ezzel szemben a belső oldal a citoszol.

Ugyanez a nómenklatúra vonatkozik az organellákat alkotó biomembránokra, azzal a kivétellel, hogy az exoplazmatikus arc ebben az esetben a sejt belsejére, és nem a külső oldalra mutat..

A membránokat alkotó lipidek nem statikusak. Ezek a struktúrán keresztül képesek bizonyos régiókban valamilyen szabadsággal mozogni.

A membránok három alapvető típusú lipidből állnak: foszfogliceridek, szfingolipidek és szteroidok; ezek mind amfipatikus molekulák. Ezután részletesen leírjuk az egyes csoportokat:

A lipidek típusai

Az első csoport, amely foszfogliceridekből áll, glicerin-3-foszfátból származik. A hidrofób jellegű farok két zsírsavas láncból áll. A láncok hossza változó: 16-18 szénatomos lehet. Lehetnek egyetlen vagy kettős kötésük a szénatomok között.

Ennek a csoportnak az alosztályozását a jelenlévő fej típusa adja. A foszfatidil-kolinok a leggyakoribbak és a fej kolint tartalmaz. Más típusokban különböző molekulák, például etanol-amin vagy szerin kölcsönhatásba lépnek a foszfát-csoporttal.

A foszfogliceridek egy másik csoportja a plazmalogén. A lipidlánc egy észterkötéssel kapcsolódik glicerinhez; viszont egy szénlánc kapcsolódik a glicerinhez éterkötéssel. Ezek eléggé bőségesek a szívben és az agyban.

A szfingolipidek szfingozinból származnak. A sphingomyelin bőséges szfingolipid. A glikolipideket cukrokból álló fejek alkotják.

A lipidek harmadik és utolsó osztálya a szteroidok. Ezeket a szénatomokból álló gyűrűk alkotják, amelyek négy csoportban egyesülnek. A koleszterin egy szteroid, amely a membránokban és különösen emlősökben és baktériumokban található.

Lipid tutajok

Az eukarióta szervezetek membránjainak specifikus zónái vannak, ahol a koleszterin és a szfingolipidek koncentrálódnak. Ezek a tartományok is ismertek tutaj lipid.

Ezeken a régiókon belül különböző fehérjék is vannak, amelyek funkciói a sejtes jelátvitel. Úgy véljük, hogy a lipidkomponensek a tutajok fehérje komponenseit modulálják.

Membránfehérjék

A plazmamembránon fehérjék sorozatát rögzítik. Ezek lehetnek integráltak, a lipidekhez rögzítve, vagy a perifériában találhatók.

Az integrálok átmennek a membránon. Ezért hidrofil és hidrofób fehérje doménekkel kell rendelkezniük, hogy képesek legyenek kölcsönhatásba lépni az összes komponenssel.

A lipidekhez rögzített fehérjékben a szénlánc a membrán egyik rétegében van rögzítve. A fehérje nem lép be a membránba.

Végül a perifériák közvetlenül nem érintkeznek a membrán hidrofób zónájával. Ellenkezőleg, integrált fehérjével vagy poláris fejekkel lehet összekötni őket. Ezek a membrán mindkét oldalán helyezkedhetnek el.

Az egyes membránokban a fehérjék százalékos aránya nagymértékben változik: a neuronok 20% -áról a mitokondriális membrán 70% -ára, mivel nagy mennyiségű fehérjeelemre van szükség az ott előforduló metabolikus reakciók végrehajtásához..

referenciák

1. Kraft, M. L. (2013). Plazmamembrán-szervezés és -funkció: elmozdulás a múltban. A sejt molekuláris biológiája, 24(18), 2765-2768.
2. Lodish, H. (2002). A sejt molekuláris biológiája. 4. kiadás. Garland tudomány
3. Lodish, H. (2005). Celluláris és molekuláris biológia. Ed. Panamericana Medical.
4. Lombard, J. (2014). Egyszer régen a sejtmembránok: 175 éves sejt-határkutatás. Biológia közvetlen, 9(1), 32.
5. Thibodeau, G. A., Patton, K.T., és Howard, K. (1998). Felépítés és funkció. Elsevier Spanyolország.