Buněčná membrána

definice

Buňky jsou nejmenší, koherentní jednotky, které tvoří orgány a tkáně. Každá buňka je obklopena buněčnou membránou, bariérou, která se skládá ze speciální dvojité vrstvy tukových částic, takzvané lipidové dvojité vrstvy. Lipidové dvojvrstvy si lze představit jako dva tukové filmy naskládané na sebe, které se kvůli svým chemickým vlastnostem nemohou od sebe oddělit a tvoří tak velmi stabilní jednotku. Buněčné membrány plní mnoho různých funkcí: Používají se ke komunikaci, ochraně a jako řídicí stanice pro buňky.

Jaké jsou různé buněčné membrány?

Nejen samotná buňka je obklopena membránou, ale také buněčné organely. Buněčné organely jsou malé oblasti v buňce, vymezené membránami, z nichž každá má svůj vlastní úkol. Liší se svými bílkovinami, které jsou zabudovány do membrán a působí jako transportéry látek, které mají být transportovány přes membránu.

Vnitřní mitochondriální membrána je speciální forma buněčné membrány.Mitochondrie jsou organely, které jsou pro buňku důležité pro generování energie. Teprve následně byly v průběhu evoluce absorbovány do lidské buňky. Proto mají dvě lipidové dvojvrstevné membrány. Vnější je klasický lidský, vnitřní membrána specifická pro mitochondrii. Obsahuje kardiolipin, mastnou kyselinu, která je zabudována do tukového filmu a nachází se pouze ve vnitřní membráně a žádné jiné.

Lidské tělo obsahuje pouze buňky, které jsou obklopeny buněčnou membránou. Existují však také buňky, jako jsou bakterie, které jsou také obklopeny buněčnou stěnou. Pojmy buněčná stěna a buněčná membrána proto nelze použít jako synonyma. Buněčné stěny jsou výrazně silnější a dodatečně stabilizují buněčnou membránu. Buněčné stěny nejsou v lidském těle nutné, protože mnoho jednotlivých buněk se může spojit a vytvořit silné asociace. Bakterie jsou naopak jednobuněčné buňky, tj. Sestávají pouze z jedné buňky, která by byla bez buněčné stěny výrazně slabší.

Přečtěte si více o tomto tématu na: bakterie

Struktura buněčné membrány

Buněčné membrány od sebe oddělují různé oblasti. K tomu musí splňovat mnoho různých požadavků: Za prvé, buněčné membrány jsou tvořeny dvojitou vrstvou dvou tukových filmů, které jsou zase složeny z jednotlivých mastných kyselin. Mastné kyseliny sestávají z ve vodě rozpustných, hydrofilní Hlava a ve vodě nerozpustná, hydrofobní Ocas. Hlavy se navzájem spojují v jedné rovině, takže hmotnost ocasů směřuje jedním směrem. Na druhou stranu se ve stejném vzoru hromadí další řada mastných kyselin. Tím se vytvoří dvojitá vrstva, která je ohraničena zvenčí hlavami a tímto způsobem jednu uvnitř hydrofobní Vytvoří se oblast, tj. Oblast, do které nemůže proniknout žádná voda.

V závislosti na molekulách, které tvoří hlavu mastné kyseliny, mají různá jména a různé vlastnosti, ale hrají pouze podřízenou roli. Mastné kyseliny mohou být nenasycené nebo nasycené, v závislosti na ocasu a jeho chemické struktuře. Nenasycené mastné kyseliny jsou výrazně tužší a způsobují snížení tekutosti membrány, zatímco nasycené mastné kyseliny zvyšují tekutost. Fluidita je měřítkem pohyblivosti a deformovatelnosti lipidové dvojvrstvy. V závislosti na úkolu a stavu buňky jsou vyžadovány různé stupně mobility a tuhosti, čehož lze dosáhnout dodatečným začleněním jednoho nebo druhého typu mastné kyseliny.

Kromě toho může být do membrány zabudován cholesterol, který výrazně snižuje tekutost a tím stabilizuje membránu. Díky této struktuře mohou membránu snadno překonat jen velmi malé látky nerozpustné ve vodě.

Protože však podstatně větší a ve vodě nerozpustné látky musí procházet membránou, aby mohly být transportovány do nebo z buňky, jsou nezbytné transportní proteiny a kanály. Ty se ukládají v membráně mezi mastnými kyselinami. Protože tyto kanály jsou průchodné pro některé molekuly a ne pro jiné, mluví se o jedné Polopropustnost buněčná membrána, tj. částečná propustnost.

Posledním stavebním kamenem buněčných membrán jsou receptory. Receptory jsou také velké proteiny, které se většinou produkují v samotné buňce a poté se zabudují do membrány. Můžete je buď zcela rozprostřít, nebo být podporovány pouze zvenčí. Díky své chemické struktuře zůstávají transportéry, kanály a receptory pevně uvnitř a na membráně a nelze je od ní snadno oddělit. Mohou však být laterálně přesunuty na různá místa uvnitř membrány, podle toho, kde jsou potřeba.

Konečně v technické terminologii mohou na vnější straně buněčných membrán stále existovat cukerné řetězce Glycocalyx volala. Například jsou základem systému krevních skupin. Protože buněčná membrána se skládá z tolika různých stavebních bloků, které mohou také měnit jejich přesné umístění, je také známá jako model mozaikové kapaliny.

Přečtěte si více o tomto tématu na: Krevní skupiny

Tloušťka buněčné membrány

Buněčné membrány jsou silné přibližně 7 nm, tj. Extrémně tenké, ale stále robustní a nepřekonatelné pro většinu látek. Oblasti hlavy jsou každé přibližně 2 nm silné hydrofobní Plocha ocasu je široká 3 nm. Tato hodnota se u různých typů buněk v lidském těle téměř neliší.

Jaké jsou složky buněčné membrány?

Buněčná membrána je v zásadě tvořena fosfolipidovou dvojitou vrstvou. Fosfolipidy jsou stavební kameny, které se skládají z vody milující, tj. Hydrofilní, hlavy a ocasu, který je tvořen dvěma mastnými kyselinami. Část, kterou tvoří mastné kyseliny, je hydrofobní, což znamená, že odpuzuje vodu.
V dvojité vrstvě fosfolipidů směřují hydrofobní složky k sobě. Hydrofilní části směřují ven a dovnitř buňky. Tato struktura membrány umožňuje oddělit od sebe dvě vodná prostředí.

Buněčná membrána také obsahuje sfingolipidy a cholesterol. Tyto látky regulují strukturu a tekutost buněčné membrány. Fluidita je měřítkem toho, jak dobře se mohou proteiny pohybovat v buněčné membráně. Čím vyšší je tekutost buněčné membrány, tím snáze se v ní pohybují proteiny.

Kromě toho existuje v buněčné membráně mnoho různých proteinů. Tyto proteiny se používají k přenosu látek přes membránu nebo k interakci s prostředím. Této interakce lze dosáhnout přímou vazbou mezi sousedními buňkami nebo prostřednictvím poselských látek, které se vážou na membránové proteiny.

Následující téma by vás také mohlo zajímat: Buněčná plazma v lidském těle

Fosfolipidy v buněčné membráně

Fosfolipidy jsou hlavní složkou buněčné membrány. Fosfolipidy jsou amfifilní. To znamená, že se skládají z hydrofilní a hydrofobní části. Tato vlastnost fosfolipidů umožňuje oddělit vnitřek buňky od prostředí.

Existují různé formy fosfolipidů. Hydrofilní hlavní řetězec fosfolipidů sestává buď z glycerinu, nebo ze sfingosinu. Obě formy mají společné to, že k základní struktuře jsou připojeny dva hydrofobní uhlovodíkové řetězce.

Cholesterol v buněčné membráně

Cholesterol je obsažen v buněčné membráně k regulaci tekutosti. Konstantní tekutost je velmi důležitá pro udržení transportních procesů buněčné membrány. Při vysokých teplotách má buněčná membrána tendenci stát se příliš tekutou. Vazby mezi fosfolipidy, které jsou již za normálních okolností slabé, jsou při vyšších teplotách ještě slabší. Díky své pevné struktuře pomáhá cholesterol udržovat určitou sílu.

Při nízkých teplotách to vypadá jinak. Zde se membrána může příliš utáhnout. Fosfolipidy, které mají jako hydrofobní složku nasycené mastné kyseliny, se stávají obzvláště pevnými. To znamená, že fosfolipidy mohou být uloženy velmi blízko u sebe. V tomto případě cholesterol uložený v buněčné membráně způsobuje zvýšenou tekutost, protože cholesterol obsahuje tuhou prstencovou strukturu a působí tak jako mezerník.

Podrobné informace o tématu „cholesterol“ naleznete na adrese:

• LDL - "lipoprotein s nízkou hustotou"
• HDL - "lipoprotein s vysokou hustotou"
• Cholesterolesteráza - pro to je důležité

Funkce buněčné membrány

Jak naznačuje složitá struktura buněčných membrán, musí plnit mnoho různých funkcí, které se mohou velmi lišit v závislosti na typu a umístění buňky. Na jedné straně membrány obecně představují bariéru, funkci, kterou nelze podceňovat. Nespočet reakcí probíhá v našem těle kdykoli paralelně. Pokud by se všichni odehráli ve stejné místnosti, silně by se ovlivňovali a dokonce by se navzájem rušili. Regulovaný metabolismus by nebyl možný a lidé, jak existují a fungují jako celek, by byli nemyslitelní.

Zároveň slouží jako transportní médium pro širokou škálu látek, které jsou transportovány přes membránu pomocí transportérů. Aby bylo možné spolupracovat jako orgán, musí být jednotlivé buňky ve styku přes své membrány. Toho je dosaženo různými spojovacími proteiny a receptory. Buňky mohou receptory používat k vzájemné identifikaci, vzájemné komunikaci a výměně informací. Například glykokalyx slouží jako jeden z mnoha charakteristických rysů mezi tělem vlastními a cizími buňkami. Receptory jsou proteiny, které zachycují signály z vnějšku buňky a přenášejí je do buněčného jádra, a tedy do „mozku“ buňky. V závislosti na chemických vlastnostech chemické částice, která se připojila k receptoru, se nachází buď na vnější straně buňky, v buňce nebo v buněčné membráně.

Samotné buňky však mohou také předávat informace. Nejznámější z našich těl jsou nervové buňky. Aby mohli plnit svou funkci, musí být jejich membrány schopny vést elektrické signály. Elektrické signály vznikají v důsledku různých nábojů uvnitř a vně článků. Tento rozdíl v poplatku, známý také jako gradient, musí být zachován. V této souvislosti se hovoří o membránovém potenciálu. Buněčné membrány oddělují navzájem různě nabité oblasti od sebe navzájem, ale zároveň obsahují kanály, které umožňují krátké obrácení poměrů náboje, aby mohl proudit skutečný proud a tedy informace, které mají být předány. Tento jev se také nazývá akční potenciál.

Přečtěte si více o tomto tématu na: Nervová buňka

Transportní procesy v buněčné membráně

Buněčná membrána jako taková je nepropustná pro větší molekuly a ionty. Aby proběhla výměna mezi vnitřkem buňky a prostředím, jsou v buněčné membráně proteiny, které transportují různé molekuly do a ven z buňky.

U těchto proteinů se rozlišuje mezi kanály, kterými látka pasivně prochází do nebo z buňky podél rozdílu v koncentraci. Ostatní proteiny musí generovat energii k aktivnímu transportu látek přes buněčnou membránu.

Další důležitou formou transportu jsou vezikuly. Vezikuly jsou malé bublinky, které jsou odtrženy od buněčné membrány. Látky, které se produkují v buňce, se mohou uvolňovat do životního prostředí prostřednictvím těchto vezikul. Tímto způsobem lze navíc odstraňovat látky z prostředí buňky.

Rozdíly v buněčné membráně bakterií - penicilin

Buněčná membrána bakterie se sotva liší od lidského těla. Velký rozdíl mezi buňkami spočívá v další buněčná stěna bakterií. Buněčná stěna se připojuje k vnějšku buněčné membrány a tímto způsobem stabilizuje a chrání bakterii, která by bez ní byla zranitelná. ona je pryč Murein, speciální částice cukru, do které mohou být začleněny další proteiny, jako je Lokomotiva a reprodukce sloužit. penicilin může narušit syntézu buněčné stěny a tak funguje baktericidní, tj. zabíjí bakterii. To umožňuje cílené působení proti bakteriím způsobujícím onemocnění, aniž by současně došlo ke zničení vlastních buněk těla.