Šūnu membrānu

definīcija

Šūnas ir mazākās, sakarīgās vienības, kas veido orgānus un audus. Katru šūnu ieskauj šūnas membrāna, barjera, kas sastāv no īpaša tauku daļiņu dubultā slāņa, tā sauktā lipīdu dubultā slāņa. Lipīdu divslāņus var iedomāties kā divas tauku plēves, kas sakrautas viena virs otras, kuras ķīmisko īpašību dēļ nevar atdalīties viena no otras un tādējādi veidot ļoti stabilu vienību. Šūnu membrānas pilda daudzas un dažādas funkcijas: tās izmanto saziņai, aizsardzībai un kā šūnu vadības staciju.

Kādas ir dažādas šūnu membrānas?

Membrāna ieskauj ne tikai pašu šūnu, bet arī šūnu organoīdus. Šūnu organoīdi ir nelieli laukumi šūnā, kurus norobežo membrānas, un katrai no tām ir savs uzdevums. Tie atšķiras pēc olbaltumvielām, kas ir iestrādātas membrānās un darbojas kā vielu pārvadātāji, kas jāpārvadā pa membrānu.

Iekšējā mitohondriju membrāna ir īpaša šūnu membrānas forma. Mitohondriji ir organelli, kas ir svarīgi, lai šūna radītu enerģiju. Viņi tikai vēlāk tika absorbēti cilvēka šūnā evolūcijas gaitā. Tāpēc viņiem ir divas lipīdu divslāņu membrānas. Ārējā ir klasiskā cilvēka, iekšējā membrāna, kas raksturīga mitohondrijai. Tas satur kardiolipīnu - taukskābi, kas ir iebūvēta tauku plēvē un ir atrodama tikai iekšējā membrānā, un neviena cita.

Cilvēka ķermenī ir tikai šūnas, kuras ieskauj šūnu membrāna. Tomēr ir arī šūnas, piemēram, baktērijas, kuras arī ieskauj šūnu siena. Tādēļ terminus šūnu siena un šūnu membrāna nevar izmantot sinonīmi. Šūnu sienas ir ievērojami biezākas un papildus stabilizē šūnu membrānu. Šūnu sienas cilvēka ķermenī nav nepieciešamas, jo daudzas atsevišķas šūnas var apvienoties, veidojot spēcīgas asociācijas. Savukārt baktērijas ir vienšūnas šūnas, t.i., sastāv tikai no vienas šūnas, kas bez šūnas sienas būtu ievērojami vājāka.

Lasiet vairāk par šo tēmu: baktērijas

Šūnas membrānas struktūra

Šūnu membrānas atdala dažādas zonas viena no otras. Lai to izdarītu, viņiem ir jāatbilst daudzām un dažādām prasībām: Pirmkārt, šūnu membrānas sastāv no divu tauku plēvju dubultā slāņa, kas savukārt sastāv no atsevišķām taukskābēm. Taukskābes sastāv no ūdenī šķīstošām, hidrofils Galva un no ūdenī nešķīstoša, hidrofobisks Aste. Galvas piestiprinās viena otrai vienā plaknē, tā ka astes masa ir vērsta vienā virzienā. No otras puses, tajā pašā veidā uzkrājas vēl viena taukskābju sērija. Tas rada dubulto slāni, kuru no ārpuses norobežo galvas un tādā veidā viens iekšpusē hidrofobisks Izveido teritoriju, t.i., teritoriju, kurā ūdens nevar iekļūt.

Atkarībā no molekulām, kas veido taukskābes galvu, tām ir dažādi nosaukumi un dažādas īpašības, taču tām ir tikai pakārtota loma. Taukskābes var būt nepiesātinātas vai piesātinātas, atkarībā no astes un tās ķīmiskās struktūras. Nepiesātinātās taukskābes ir ievērojami stingrākas un izraisa membrānas plūstamības samazināšanos, savukārt piesātinātās taukskābes palielina šķidrumu. Plūstamība ir lipīdu divslāņu mobilitātes un deformējamības rādītājs. Atkarībā no šūnas uzdevuma un stāvokļa ir nepieciešamas dažādas mobilitātes un stingrības pakāpes, ko var panākt, papildus iekļaujot viena vai otra veida taukskābes.

Turklāt membrānā var iebūvēt holesterīnu, kas masveidā pazemina plūstamību un tādējādi stabilizē membrānu. Šīs struktūras dēļ tikai ļoti mazas, ūdenī nešķīstošas ​​vielas var viegli pārvarēt membrānu.

Tomēr, tā kā membrānai ir jāšķērso ievērojami lielākas un ūdenī nešķīstošas ​​vielas, lai tās varētu transportēt šūnā vai no tās, ir nepieciešami transporta proteīni un kanāli. Tie tiek uzglabāti membrānā starp taukskābēm. Tā kā šie kanāli ir izbraucami dažām molekulām, nevis citām, viens runā par vienu Daļēji caurlaidīga šūnas membrāna, t.i., daļēja caurlaidība.

Pēdējais šūnu membrānu veidojošais elements ir receptori. Receptori ir arī lieli proteīni, kas lielākoties tiek ražoti pašā šūnā un pēc tam iebūvēti membrānā. Jūs varat tos pilnībā aptvert vai arī atbalstīt tikai ārpusē. To ķīmiskās struktūras dēļ transportētāji, kanāli un receptori stingri paliek membrānā un uz tās, un tos nevar viegli atdalīt. Tomēr tos var pārvietot sāniski uz dažādām membrānas vietām atkarībā no tā, kur tie ir nepieciešami.

Visbeidzot, tehniskajā terminoloģijā šūnu membrānu ārpusei joprojām var būt cukura ķēdes Glikokalikss sauca. Piemēram, tie ir asinsgrupu sistēmas pamatā. Tā kā šūnu membrāna sastāv no tik daudziem dažādiem celtniecības blokiem, kas var arī mainīt to precīzu atrašanās vietu, to sauc arī par šķidrās mozaīkas modeli.

Lasiet vairāk par šo tēmu: Asins grupas

Šūnas membrānas biezums

Šūnu membrānas ir apmēram 7 nm biezas, t.i., ārkārtīgi plānas, bet tomēr izturīgas un nepārvaramas lielākajai daļai vielu. Katra galvas laukums ir aptuveni 2 nm biezs hidrofobisks Astes platums ir 3 nm plats. Šī vērtība cilvēka ķermeņa šūnās gandrīz nemainās.

Kādas ir šūnas membrānas sastāvdaļas?

Būtībā šūnu membrānu veido divkāršs fosfolipīdu slānis. Fosfolipīdi ir celtniecības bloki, kas sastāv no ūdeni mīlošas, t.i., hidrofilas, galvas un astes, ko veido divas taukskābes. Taukskābju daļa ir hidrofobiska, kas nozīmē, ka tā atgrūž ūdeni.
Fosfolipīdu dubultā slānī hidrofobie komponenti ir vērsti viens pret otru. Hidrofilās daļas norāda uz šūnas ārpusi un iekšpusi. Šī membrānas struktūra ļauj nošķirt divas ūdens vides.

Šūnas membrāna satur arī sfingolipīdus un holesterīnu. Šīs vielas regulē šūnu membrānas struktūru un plūstamību. Plūstamība ir mērījums tam, cik labi olbaltumvielas var pārvietoties šūnu membrānā. Jo augstāka ir šūnu membrānas plūstamība, jo olbaltumvielām tajā ir vieglāk pārvietoties.

Turklāt šūnu membrānā ir daudz dažādu olbaltumvielu. Šie proteīni tiek izmantoti vielu pārvadāšanai caur membrānu vai mijiedarbībai ar vidi. Šo mijiedarbību var panākt, izmantojot tiešu saikni starp kaimiņu šūnām vai ar Messenger vielām, kas saistās ar membrānas olbaltumvielām.

Arī šī tēma varētu jūs interesēt: Šūnu plazma cilvēka ķermenī

Fosfolipīdi šūnu membrānā

Fosfolipīdi ir galvenā šūnu membrānas sastāvdaļa. Fosfolipīdi ir amfifili. Tas nozīmē, ka tie sastāv no hidrofilas un hidrofobiskas daļas. Šī fosfolipīdu īpašība ļauj nošķirt šūnas iekšpusi no apkārtējās vides.

Ir dažādas fosfolipīdu formas. Fosfolipīdu hidrofilais pamats sastāv no glicerīna vai sfingozīna. Abām formām ir kopīgs tas, ka divas hidrofobas ogļūdeņražu ķēdes ir piestiprinātas pamatstruktūrai.

Holesterīns šūnu membrānā

Šūnu membrānā ir holesterīns, kas regulē plūstamību. Pastāvīga plūstamība ir ļoti svarīga, lai uzturētu šūnu membrānas transporta procesus. Augstā temperatūrā šūnas membrāna mēdz kļūt pārāk šķidra. Saites starp fosfolipīdiem, kas normālos apstākļos jau ir vāji, augstā temperatūrā ir vēl vājākas. Stingrās struktūras dēļ holesterīns palīdz saglabāt noteiktu spēku.

Zemā temperatūrā tas izskatās citādi. Šeit membrāna var kļūt pārāk saspringta. Fosfolipīdi, kuru hidrofobā sastāvdaļa ir piesātinātas taukskābes, kļūst īpaši cieti. Tas nozīmē, ka fosfolipīdus var uzglabāt ļoti tuvu viens otram. Šajā gadījumā holesterīns, kas tiek uzglabāts šūnu membrānā, izraisa lielāku šķidruma plūsmu, jo holesterīns satur stingru gredzena struktūru un tādējādi darbojas kā starplika.

Detalizētu informāciju par holesterīna tēmu varat atrast vietnē:

• ZBL - "zema blīvuma lipoproteīni"
• ABL - "augsta blīvuma lipoproteīni"
• Holesterīna esterāze - tas ir svarīgi

Šūnas membrānas funkcijas

Kā liecina šūnu membrānu sarežģītā struktūra, tām ir jāpilda daudzas dažādas funkcijas, kas var ievērojami atšķirties atkarībā no šūnas veida un atrašanās vietas. No vienas puses, membrānas parasti ir šķērslis.Funkcija, kuru nevajadzētu novērtēt par zemu. Jebkurā laika posmā mūsu ķermenī paralēli notiek neskaitāmas reakcijas. Ja tie visi notiktu vienā telpā, viņi spēcīgi ietekmētu un pat atceltu viens otru. Regulēta vielmaiņa nebūtu iespējama, un cilvēki, kādi tie pastāv un darbojas kopumā, nebūtu iedomājami.

Tajā pašā laikā tie kalpo kā transporta līdzeklis visdažādākajām vielām, kuras ar pārvadātāju palīdzību tiek transportētas pa membrānu. Lai varētu strādāt kopā kā orgāns, atsevišķām šūnām ir jāsaskaras ar membrānu starpniecību. To panāk, izmantojot dažādus savienojošus proteīnus un receptorus. Šūnas var izmantot receptorus, lai identificētu viens otru, sazinātos un apmainītos ar informāciju. Piemēram, glikokalikss ir viena no daudzajām atšķirīgajām iezīmēm starp paša ķermeņa un svešajām šūnām. Receptori ir olbaltumvielas, kas uztver signālus no šūnas ārpusē un nodod tos šūnu kodolam un tādējādi arī šūnas “smadzenēm”. Atkarībā no receptora piestiprinātās ķīmiskās daļiņas ķīmiskajām īpašībām tā atrodas vai nu šūnas ārpusē, šūnā vai šūnas membrānā.

Bet arī šūnas pašas var nodot informāciju. Visslavenākās no mūsu ķermeņiem ir nervu šūnas. Lai viņi varētu veikt savu funkciju, viņu membrānām jāspēj vadīt elektriskos signālus. Elektriskie signāli rodas dažādu lādiņu dēļ šūnās un ārpus tām. Šī maksas atšķirība, kas pazīstama arī kā gradients, ir jāsaglabā. Šajā kontekstā runā par membrānas potenciālu. Šūnu membrānas atdala atšķirīgi uzlādētās zonas viena no otras, bet tajā pašā laikā satur kanālus, kas ļauj īsi mainīt lādiņu attiecības, lai varētu plūst faktiskā strāva un līdz ar to arī informācija, kas jānodod tālāk. Šo parādību sauc arī par darbības potenciālu.

Lasiet vairāk par šo tēmu: Nervu šūna

Transporta procesi šūnu membrānā

Šūnu membrāna kā tāda ir necaurlaidīga lielākām molekulām un joniem. Lai notiktu apmaiņa starp šūnas iekšpusi un vidi, šūnas membrānā ir olbaltumvielas, kas transportē dažādas molekulas šūnā un ārpus tās.

Ar šiem proteīniem tiek nošķirti kanāli, caur kuriem viela pasīvi iekļūst šūnā vai iziet no tās gar koncentrācijas starpību. Citām olbaltumvielām ir jāražo enerģija, lai vielas aktīvi pārvadātu pa šūnu membrānu.

Vēl viena svarīga transporta forma ir pūslīši. Pūslīši ir mazi burbuļi, kas tiek saspiesti no šūnas membrānas. Vielas, kas rodas šūnā, caur šīm pūslīšiem var nokļūt vidē. Turklāt šādā veidā var noņemt arī vielas no šūnas vides.

Atšķirības baktēriju šūnu membrānā - penicilīns

Šūnas membrāna baktērijas gandrīz neatšķiras no cilvēka ķermeņa. Lielā atšķirība starp šūnām slēpjas baktēriju papildu šūnu siena. Šūnu siena piestiprinās pie šūnas membrānas ārpuses un tādā veidā stabilizē un aizsargā baktēriju, kas bez tās būtu neaizsargāta. viņa ir izslēgta Mureīns, īpaša cukura daļiņa, kurā var iekļaut citus proteīnus, piemēram, Kustība un reprodukcija kalpot. penicilīns var izjaukt šūnu sienas sintēzi un tādējādi darbojas baktericīds, tas ir, tas iznīcina baktēriju. Tas ļauj mērķtiecīgi rīkoties pret slimību izraisošām baktērijām, vienlaikus neiznīcinot paša ķermeņa šūnas.