Plazminės membranos charakteristikos, funkcijos ir struktūra

The plazmos membrana, ląstelinė membrana, plazminemma arba citoplazminė membrana yra lipidinio pobūdžio struktūra, kuri supa ir riboja ląsteles, nes tai yra būtina jos architektūros sudedamoji dalis. Biomembranų savybė yra uždaryti tam tikrą struktūrą su jų išorine dalimi. Jos pagrindinė funkcija yra tarnauti kaip kliūtis.

Be to, ji kontroliuoja dalelių, kurios gali patekti į ir iš jos, tranzitą. Membraniniai baltymai veikia kaip „molekulinės durys“ su gana reikliais vartais. Membranos sudėtis taip pat vaidina ląstelių atpažinimą.

Struktūriškai jie yra dvisluoksniai, kuriuos sudaro natūraliai esantys fosfolipidai, baltymai ir angliavandeniai. Analogiškai, fosfolipidas yra fosforas, turintis galvą ir uodegą. Uodą sudaro vandenyje netirpios anglies grandinės, kurios yra sugrupuotos į vidų.

Priešingai, galvutės yra poliarinės ir suteikia vandeninę ląstelių aplinką. Membranos yra labai stabilios konstrukcijos. Jas palaikančios pajėgos yra Van der Waals, tarp jų sudarančių fosfolipidų; tai leidžia jiems tvirtai apsupti ląstelių kraštą.

Tačiau jie taip pat yra gana dinamiški ir sklandūs. Membranų savybės skiriasi priklausomai nuo analizuojamos ląstelės tipo. Pavyzdžiui, raudonieji kraujo kūneliai turi būti elastingi judėti per kraujagysles. 

Priešingai, neuronuose membrana (mielino apvalkalas) turi reikiamą struktūrą, kad būtų galima veiksmingai atlikti nervų impulsų laidumą..

Indeksas

• 1 Bendrosios charakteristikos
  • 1.1 membranos skystumas
  • 1.2 Kreivumas
  • 1.3 Lipidų pasiskirstymas
• 2 Funkcijos
• 3 Struktūra ir sudėtis
  • 3.1 Skysčio mozaikos modelis
  • 3.2 Lipidų rūšys
  • 3.3 Lipidų plaustai
  • 3.4 Membraniniai baltymai
• 4 Nuorodos

Bendrosios charakteristikos

Membranos yra gana dinamiškos struktūros, kurios labai skiriasi priklausomai nuo ląstelių tipo ir jų lipidų sudėties. Membranos modifikuojamos pagal šias charakteristikas taip:

Membranos skystumas

Membrana nėra statinis elementas, jis veikia kaip skystis. Struktūros sklandumo laipsnis priklauso nuo kelių veiksnių, įskaitant lipidų sudėtį ir temperatūrą, kurioje membranos yra veikiamos.

Kai visos anglies grandinėse esančios jungtys yra prisotintos, membrana linkusi elgtis kaip gelis ir van der Waals sąveika yra stabili. Priešingai, kai yra dvigubų ryšių, sąveika yra mažesnė ir sklandumas didėja

Be to, yra anglies grandinės ilgio poveikis. Kuo ilgiau tai vyksta, tuo daugiau sąveikos atsiranda su kaimynais, tokiu būdu didinant sklandumą. Padidėjus temperatūrai, padidėja ir membranos skystumas.

Cholesterolis turi būtiną vaidmenį reguliuojant sklandumą ir priklauso nuo cholesterolio koncentracijos. Kai uodegos yra ilgos, cholesterolis veikia kaip imobilizatorius, mažinantis sklandumą. Šis reiškinys pasireiškia esant normaliam cholesterolio kiekiui.

Poveikis pasikeičia, kai cholesterolio koncentracija yra mažesnė. Sąveikaujant su lipidų uodegomis, poveikis, kurį sukelia jų atskyrimas, sumažina sklandumą.

Kreivumas

Kaip sklandumas, membranos kreivumą lemia lipidai, kurie sudaro visų pirma membraną.

Kreivumas priklauso nuo lipido ir uodegos galvos dydžio. Tie, kurie turi ilgas uodegas ir dideles galvas, yra plokšti; santykinai mažesnes galvas turintys asmenys linkę kreivuoti daug daugiau nei ankstesnė grupė.

Ši savybė yra svarbi, be kita ko, membranų evaginacijos, vezikulų susidarymo, mikrovilių reiškiniuose.

Lipidų pasiskirstymas

Du „lapai“, kurie sudaro kiekvieną membraną, - mes prisimename, kad tai yra dvisluoksnė, jame nėra tokios pačios lipidų sudėties; todėl sakoma, kad paskirstymas yra asimetriškas. Šis faktas turi svarbių funkcinių pasekmių.

Konkretus pavyzdys yra eritrocitų plazmos membranos sudėtis. Šiuose kraujo ląstelėse sphingomyelinas ir fosfatidilcholinas (kurie sudaro didesnes santykinio skysčio membranas) aptinkami į langelio išorę.

Lipidai, linkę sudaryti daugiau skysčių, susiduria su citozolu. Šiam modeliui po cholesterolio, kuris abiejuose sluoksniuose yra daugiau ar mažiau vienodas, nėra.

Funkcijos

Kiekvienos ląstelės tipo membranos funkcija glaudžiai susijusi su jo struktūra. Tačiau jie atlieka pagrindines funkcijas.

Biomembranos yra atsakingos už ląstelių aplinkos ribojimą. Ląstelėje taip pat yra membraninių skyrių.

Pavyzdžiui, mitochondrijas ir chloroplastai yra apsupti membranomis ir šios struktūros dalyvauja biocheminėse reakcijose, kurios atsiranda šiose organelėse..

Membranos reguliuoja medžiagų judėjimą į ląstelę. Dėl šios kliūties būtinos medžiagos gali pasyviai arba aktyviai patekti (su ATP poreikiu). Be to, nepageidaujamos ar toksiškos medžiagos nepatenka.

Membranos palaiko ląstelės joninę kompoziciją atitinkamu lygiu per osmoso ir difuzijos procesus. Vanduo gali laisvai judėti priklausomai nuo koncentracijos gradiento. Druskos ir metabolitai turi specifinių transporterių ir taip pat reguliuoja ląstelių pH.

Dėl baltymų ir kanalų buvimo membranos paviršiuje kaimyninės ląstelės gali sąveikauti ir keistis medžiagomis. Tokiu būdu ląstelės susitinka ir suformuojami audiniai.

Galiausiai membranos turi daug signalizuojančių baltymų ir, inter alia, leidžia sąveikauti su hormonais, neurotransmiteriais..

Struktūra ir sudėtis

Pagrindinė membranų sudedamoji dalis yra fosfolipidai. Šios molekulės yra amfipatinės, turi polinę ir apolinę zoną. Poliarai leidžia jiems bendrauti su vandeniu, o uodega yra hidrofobinė anglies grandinė.

Šių molekulių susiejimas savaime vyksta dvigubame sluoksnyje, o hidrofobinės uodegos sąveikauja tarpusavyje ir galvos nukreiptos į išorę.

Mažoje gyvūnų ląstelėje randame neįtikėtinai didelį lipidų skaičių, maždaug 10⁹ molekulių Membranos storis yra maždaug 7 nm. Hidrofobinė vidinė šerdis beveik visose membranose užima nuo 3 iki 4 nm storio.

Skysčio mozaikos modelis

Modelis, kurį šiuo metu tvarko biomembranos, yra žinomas kaip „skystas mozaika“, kurį 70-ajame dešimtmetyje suformulavo mokslininkai Singer ir Nicolson. Modelis siūlo, kad membranos būtų sudarytos ne tik iš lipidų, bet ir angliavandenių bei baltymų. Terminas mozaikos reiškia minėtą mišinį.

Membranos veidas, su kuriuo susiduria ląstelės išorė, vadinamas eksoplazminiu veidu. Priešingai, vidinė pusė yra citozolis.

Ta pati nomenklatūra taikoma ir bioplastoms, sudarančioms organeles, išskyrus tai, kad šiuo atveju egzoplazminis veidas nukreipia į ląstelės vidų, o ne į išorę.

Lipidai, kurie sudaro membranas, nėra statiniai. Jie turi galimybę judėti su tam tikru laisve tam tikruose regionuose per struktūrą.

Membranos susideda iš trijų pagrindinių lipidų tipų: fosfogliceridų, sfingolipidų ir steroidų; jos visos yra amfipatinės molekulės. Toliau išsamiai aprašysime kiekvieną grupę:

Lipidų tipai

Pirmoji grupė, sudaryta iš fosfogliceridų, gaunama iš glicerol-3-fosfato. Uodega, turinti hidrofobinį pobūdį, susideda iš dviejų riebalų rūgščių grandinių. Grandinių ilgis kinta: jie gali turėti nuo 16 iki 18 anglies. Jie gali turėti vieną arba dvigubą ryšį tarp anglies.

Šios grupės subklasifikaciją lemia galvos tipas, kurį jie pateikia. Fosfatidilcholinai yra labiausiai gausūs ir galvos sudėtyje yra cholino. Kitais atvejais skirtingos molekulės, tokios kaip etanolaminas arba serinas, sąveikauja su fosfato grupe.

Kita fosfogliceridų grupė yra plazminogenai. Lipidų grandinė yra susieta su glicerinu esterio ryšiu; savo ruožtu yra anglies grandinė, susieta su glicerinu eterio ryšiu. Jie yra gana gausūs širdyje ir smegenyse.

Spingolipidai kilę iš sfingozino. Sphingomielinas yra gausus sfingolipidas. Glikolipidus sudaro galvutės, susidarančios iš cukrų.

Trečioji ir paskutinė klasė lipidų, kurios sudaro membranas, yra steroidai. Jie yra žiedai, sudaryti iš anglies, suvienyti keturių grupių. Cholesterolis yra steroidas, esantis membranose ir ypač gausus žinduoliuose ir bakterijose.

Lipidų plaustai

Yra specifinių eukariotinių organizmų membranų zonų, kuriose koncentruojamas cholesterolis ir sfingolipidai. Šie domenai taip pat žinomi kaip plaustai lipidų.

Šiuose regionuose jie taip pat turi skirtingus baltymus, kurių funkcijos yra ląstelių signalizacija. Manoma, kad lipidų komponentai moduliuoja baltymų komponentus plaustuose.

Membraniniai baltymai

Plazminėje membranoje yra įtvirtintas baltymų serija. Jos gali būti integruotos, pritvirtintos prie lipidų arba yra periferijoje.

Integralai eina per membraną. Todėl jie turi turėti hidrofilinius ir hidrofobinius baltymų domenus, kad galėtų sąveikauti su visais komponentais.

Į baltymus, kurie yra pritvirtinti prie lipidų, anglies grandinė yra įtvirtinta viename iš membranos sluoksnių. Baltymas tikrai nepatenka į membraną.

Galiausiai, periferinės nėra tiesiogiai susijusios su membranos hidrofobine zona. Priešingai, jos gali būti sujungtos integruotu baltymu arba poliarinėmis galvutėmis. Jie gali būti abiejose membranos pusėse.

Kiekvienoje membranoje esančių baltymų procentas labai skiriasi: nuo 20% neuronų iki 70% mitochondrijų membranoje, nes jam reikia daug baltymų elementų, kad būtų galima atlikti metabolines reakcijas ten..

Nuorodos

1. Kraft, M. L. (2013). Plazminio membranos organizavimas ir funkcija: praeityje lipidų plaustai. Ląstelės molekulinė biologija, 24(18), 2765-2768.
2. Lodish, H. (2002). Ląstelės molekulinė biologija. 4-asis leidimas. Garland Science
3. Lodish, H. (2005). Ląstelinė ir molekulinė biologija. Red. Panamericana Medical.
4. Lombard, J. (2014). Kartą ląstelių membranos: 175 metų ląstelių ribų tyrimai. Tiesioginė biologija, 9(1), 32.
5. Thibodeau, G. A., Patton, K.T., & Howard, K. (1998). Struktūra ir funkcijos. Elsevier Ispanija.