Vlastnosti, struktura a funkce buněčných membrán

V roce 1972 byl předložen teorii, že částečně propustná membrána obklopující buňku a provádí řadu důležitých úkolů, a struktura a funkce buněčných membrán jsou významné problémy řádné fungování všech buněk v těle. Teorie buněk

Struktura a funkce buněčných membrán

Buněčná membrána obklopuje cytoplasmus živých buněk, fyzicky odděluje intracelulární složky od vnějšího prostředí. Houby, bakterie a rostliny mají také buněčné stěny, které poskytují ochranu a zabraňují průchodu velkých molekul. Buněčné membrány také hrají roli při tvorbě cytoskeletu a při připojení k extracelulární matrici jiných životně důležitých částic. To je nezbytné, aby se udržely dohromady, tvořily tkáně a orgány těla. Vlastnosti struktury buněčné membrány zahrnují propustnost. Hlavní funkcí je ochrana. Membrána se skládá z fosfolipidové vrstvy s vloženými bílkovinami. Tato část se účastní procesů, jako je adheze buněk, iontové vodivosti a signalizačních systémů a slouží jako montážní plochou pro několik mimobuněčných struktur, včetně stěn a vnitřní glykokalyx cytoskeletu. Membrána také zachovává potenciál buňky, která funguje jako selektivní filtr. Je selektivně propustný pro ionty a organické molekuly a řídí pohyb částic.

Biologické mechanismy zahrnující buněčnou membránu

1. Pasivní difúze: některé látky (malé molekuly, ionty), jako je oxid uhličitý (CO2) a kyslík (O2), mohou proniknout přes plazmovou membránu difúzí. Plášť působí jako bariéra pro určité molekuly a ionty, mohou se soustředit na obou stranách.

2. Transmembránové proteinové kanály a transportéry: živiny, jako glukóza nebo aminokyseliny, musí vstoupit do buňky a některé metabolické produkty musí opustit.

3. Endocytóza je proces, kterým jsou molekuly absorbovány. V plazmové membráně vzniká malá deformace (invaginace), při níž se polknutá látka přepravuje. To vyžaduje energii a je tedy formou aktivní dopravy.

4. Exocytóza: se vyskytuje v různých buňkách, aby se odstranily zbytky nestrávené látky, podané endocytózu vylučovat látky, jako jsou hormony, enzymy, a dopravy materiálu celou cestu skrz bariéru buněk.

Molekulární struktura

Buněčná membrána je biologická obálka sestávající převážně z fosfolipidů a oddělení celé buňky od vnějšího prostředí. Způsob tvorby se objevuje spontánně za normálních podmínek. Abychom porozuměli tomuto procesu a správně popsali strukturu a funkce buněčných membrán, stejně jako vlastnosti, je třeba posoudit povahu fosfolipidových struktur, pro které je vnitřní strukturální polarizace. Když fosfolipidy v cytoplazmatickém vodním prostředí dosahují kritické koncentrace, spojují se do micel, které jsou stabilnější ve vodním prostředí.

Vlastnosti membrány

• Stabilita. To znamená, že po vytvoření je dezintegrace membrány nepravděpodobné.
• Pevnost. Obálka lipidů dostatečně robustní, aby se zabránilo průchodu polárních látek, vytvořený přes hraniční nemůže projít jako rozpuštěné látky (ionty, glukóza, aminokyseliny), a mnohem větší molekuly (bílkoviny).
• Dynamická povaha. To je možná nejdůležitější vlastnost, pokud budeme uvažovat o struktuře buňky. Buněčná membrána může procházet různými deformacemi, může se sklopit a ohýbat a nespadat. Při zvláštních okolnostech, například při spárování vezikulů nebo rozvoje, může být narušena, ale jen na chvíli. Při pokojové teplotě má jeho lipidové složky v konstantním, chaotickém pohybu, vytvářející stabilní hranici tekutiny.

Tekutý mozaikový vzor

Hovoříme-li o struktuře a funkci buněčných membrán, je důležité si uvědomit, že v dnešní prezentaci membrány jako fluidní mozaiky modelu bylo zkoumáno vědci v roce 1972 Singer a Nicholson. Jejich teorie odráží tři základní rysy membránové struktury. Integrální membránových proteinů přispívají k mozaikovému vzoru membrány a jsou schopné bočního pohybu v rovině kvůli těkavé povaze lipidové organizace. Transmembránové proteiny jsou také potenciálně mobilní. Důležitým rysem membránové struktury je její asymetrie. Jaká je struktura buňky? Buněčná membrána, jádro, proteiny a tak dále. Buňka je základní jednotkou života a všechny organismy se skládají z jedné nebo několika buněk, z nichž každá má přirozenou bariéru, která ji odděluje od životního prostředí. Tato vnější hranice buňky se také nazývá plazmatickou membránou. Obsahuje čtyři různé typy molekul: fosfolipidy, cholesterol, bílkoviny a sacharidy. Fluidní mozaika model popisuje strukturu buněčné membrány následujícím způsobem: pružná a elastická, konzistence podobá rostlinný olej, tak, aby všechny jednotlivé molekuly jen plavat v kapalném médiu, a jsou schopny se pohybovat do stran v rámci tohoto pláště. Mozaika je něco, co obsahuje mnoho různých detailů. V plazmové membráně jsou reprezentovány fosfolipidy, molekulami cholesterolu, bílkovinami a sacharidy.

Fosfolipidy

Fosfolipidy tvoří základní strukturu buněčné membrány. Tyto molekuly mají dva různé konce: hlava a ocas. Hlava obsahuje fosfátovou skupinu a je hydrofilní. To znamená, že je přitahováno k molekulám vody. Chvost se skládá z vodíku a uhlíkových atomů, nazývaných řetězce mastných kyselin. Tyto řetězce jsou hydrofobní, neradi se mísí s molekulami vody. Tento proces je podobný tomu, co se stane, když si nalít olej do vody, což znamená, že se nerozpouští v něm. Vlastnosti buněčné membrány struktury vztahující se k tzv lipidovou dvojvrstvou, která se skládá z fosfolipidů. Hydrofilní fosfátové hlavy jsou vždy umístěny tam, kde je voda ve formě intracelulárních a extracelulárních tekutin. Hydrofobní ocasy fosfolipidů v membráně jsou uspořádány takovým způsobem, který je drží od vody.

Cholesterol, bílkoviny a sacharidy

Když slyšíme slovo "cholesterol", lidé si obvykle myslí, že je to špatné. Ovšem ve skutečnosti je cholesterol velmi důležitou součástí buněčných membrán. Jeho molekuly se skládají ze čtyř kruhů vodíku a atomů uhlíku. Jsou hydrofobní a vyskytují se u hydrofobních konců lipidové dvojvrstvy. Jejich důležitost je udržovat konzistenci, posílit membránu a zabránit přechodu. Molekuly cholesterolu také udržují fosfolipidové ocasy v kontaktu a vytvrzení. To zajišťuje plynulost a flexibilitu. Membránové proteiny fungují funkce enzymů na zrychlení chemických reakcí působí jako receptory pro specifické molekuly nebo transportní látky přes buněčnou membránu.

Sacharidy nebo sacharidy se vyskytují pouze na extracelulární straně buněčné membrány. Společně tvoří glykokalyx. Poskytuje tlumení a ochranu plazmové membrány. Na základě struktury a typu sacharidů v glykokalýze může tělo rozpoznat buňky a zjistit, zda se mají nacházet nebo ne.

Membránové proteiny

Struktura buněčné membrány živočišné buňky Není možné si představit bez takové významné složky jako bílkovina. Navzdory tomu mohou významně přispět k velikosti další důležité složky - lipidů. Existují tři typy základních membránových proteinů.

• Integrální. Plně pokrývají bi-vrstvu, cytoplazmus a extracelulární prostředí. Vykonávají dopravní a signalizační funkce.
• Periferní. Proteiny jsou na membráně připojeny elektrostatickými nebo vodíkovými vazbami na jejich cytoplazmatických nebo extracelulárních površích. Jsou zapojeny hlavně jako prostředek pro připojení integrálních proteinů.
• Transmembránové. Vykonávají enzymatické a signalizační funkce a také modulují základní strukturu lipidové dvojvrstvy membrány.

Funkce biologických membrán

Hydrofobní účinek, který reguluje chování uhlovodíků ve vodě, řídí struktury tvořené membránovými lipidy a membránovými bílkovinami. Mnoho vlastností membrán je zajištěno nosiči lipidových dvojvrstvy, které tvoří základní strukturu pro všechny biologické membrány. Integrální membránové proteiny jsou částečně skryty v lipidové dvojvrstvě. Transmembránové proteiny mají ve své primární sekvenci specializovanou organizaci aminokyselin.

Periferní membránové proteiny jsou velmi podobné rozpustným, ale jsou také vázány na membrány. Specializované buněčné membrány mají specializované buněčné funkce. Jak ovlivňuje struktura a funkce buněčných membrán tělo? O tom, jak jsou uspořádány biologické membrány, závisí poskytování funkčnosti celého organismu. Z intracelulárních organel, interakcí extracelulární a mezibuněčné membrány se vytvářejí struktury, které jsou nezbytné pro organizaci a provádění biologických funkcí. Mnoho strukturálních a funkčních vlastností je společných pro bakterie, eukaryotických buněk a obalené viry. Všechny biologické membrány jsou postaveny na lipidové dvouvrstvé vrstvě, která způsobuje řadu společných vlastností. Membránové proteiny mají mnoho specifických funkcí.

• Ovládání. Membrány plazmových buněk určují hranice interakce buněk s prostředím.
• Doprava. Buněčné intracelulární membrány jsou rozděleny do několika funkčních bloků s různým vnitřním složením, z nichž každý je podporován potřebnou transportní funkcí v kombinaci s propustností kontroly.
• Transdukce signálu. Fúze membrán zajišťuje mechanismus intracelulárního vezikulárního varování a zabraňuje tomu, aby volně vnikly do buněk různé druhy virů.

Význam a závěry

Struktura vnější membrány buněk ovlivňuje celé tělo. Hraje důležitou roli při ochraně integrity, což umožňuje proniknutí pouze vybraných látek. Je také dobrým základem pro fixaci cytoskeletu a buněčné stěny, což pomáhá udržovat tvar buňky. Lipidy tvoří asi 50% hmotnosti membrány většiny buněk, ačkoli tento index se mění v závislosti na typu membrány. Struktura vnější buněčné membrány savců je složitější, existují čtyři základní fosfolipidy. Důležitou vlastností lipidových dvou vrstev je to, že se chovají jako dvourozměrné kapaliny, ve kterých se jednotlivé molekuly mohou volně otáčet a pohybovat se v bočních směrech. Taková tekutost je důležitou vlastností membrán, která se určuje v závislosti na teplotě a složení lipidů. Kvůli struktuře uhlovodíkových kruhů hraje roli cholesterol při určování tekutosti membrán. Selektivní propustnost biologických membrán pro malé molekuly umožňuje buňce řídit a udržovat svou vnitřní strukturu.

Vzhledem k struktuře buňky (buněčná membrána, jádro atd.) Můžeme usoudit, že tělo je samoregulační systém, který se bez pomoci nemůže ublížit a vždy vyhledá způsoby obnovy, ochrany a správné funkce každé buňky.