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, tzv. Lipidové dvojité vrstvy. Lipidové dvojvrstvy si lze představit jako dva tukové filmy naskládané na sebe, které se díky svým chemickým vlastnostem nemohou od sebe oddělit a tak vytvořit velmi stabilní jednotku. Buněčné membrány plní mnoho různých funkcí: Používají se pro komunikaci, ochranu a jako kontrolní stanice pro buňky.

Které různé buněčné membrány existují?

Nejenže je buňka sama obklopena membránou, ale také buněčné organely. Buněčné organely jsou malé oblasti oddělené od membrány uvnitř buňky, z nichž každá má svůj vlastní úkol. Liší se svými proteiny, které jsou zabudovány do membrán a působí jako transportéry látek, které mají být transportovány přes membránu.

Vnitřní mitochondriální membrána je zvláštní forma buněčné membrány. Mitochondrie jsou organely, které jsou pro buňku důležité pro generování energie. Do lidské buňky byly vstřebány až později v průběhu evoluce. Proto mají dvě lipidové dvouvrstvé membrány. Vnější je klasický lidský, vnitřní membránou specifickou pro mitochondrion. Obsahuje kardiolipin, mastnou kyselinu, která je zabudována do mastného filmu a lze ji nalézt pouze ve vnitřní membráně a nic jiného.

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 synonymně. Buněčné stěny jsou výrazně tlustší a také stabilizují buněčnou membránu. Buněčné stěny nejsou v lidském těle nutné, protože mnoho jednotlivých buněk se může spojit a vytvořit silné asociace. Baktérie jsou naproti tomu jednobuněčné buňky, tj. Sestávají pouze z jediné 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 splnit mnoho různých požadavků: Za prvé, buněčné membrány jsou složeny z dvojité vrstvy dvou tukových filmů, které jsou zase složeny z jednotlivých mastných kyselin. Mastné kyseliny se skládají z ve vodě rozpustných, hydrofilní Hlava a ve vodě nerozpustná, hydrofobní Ocas. Hlavy se k sobě připevňují v jedné rovině, takže hmotnost ocasů směřuje jedním směrem. Na druhou stranu se další série mastných kyselin hromadí ve stejném vzorci. Tím se vytvoří dvojitá vrstva, která je na vnější straně ohraničena hlavami a tímto způsobem uvnitř hydrofobní Vytvoří se oblast, tj. Oblast, do které nemůže proniknout žádná voda.

V závislosti na tom, z jakých molekul je složena hlava mastné kyseliny, mají různá jména a odlišné vlastnosti, ale ty hrají pouze podřízenou roli. Mastné kyseliny mohou být nenasycené nebo nasycené v závislosti na ocasu a jeho chemické struktuře. Nenasycené mastné kyseliny jsou výrazně rigidnější a způsobují pokles tekutosti membrány, zatímco nasycené mastné kyseliny zvyšují tekutost. Fluidita je míra mobility 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 masivně snižuje tekutost a tím stabilizuje membránu. Díky této struktuře mohou membránu snadno překonat pouze velmi malé, ve vodě nerozpustné látky.

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

Posledním stavebním blokem buněčné membrány jsou receptory. Receptory jsou také velké proteiny, které jsou většinou produkovány v samotné buňce a poté zabudovány do membrány. Můžete je buď překlenout úplně, nebo je možné je podpořit pouze na vnější straně. Transportéry, kanály a receptory zůstávají díky své chemické struktuře pevně v a na membráně a nemohou se od ní snadno oddělit. Mohou se však pohybovat laterálně na různá místa v membráně, v závislosti na tom, kde jsou potřeba.

Konečně, z technického hlediska mohou být na vnější straně buněčné membrány stále cukrové řetězce Glycocalyx volal. Například jsou základem krevního typu. Protože buněčná membrána sestává z tolika různých stavebních bloků, které mohou také měnit jejich přesnou polohu, je známá také jako model mozaiky tekutin.

Přečtěte si více o tomto tématu na: Krevní typy

Tloušťka buněčné membrány

Buněčné membrány mají tloušťku okolo 7 nm, tj. Extrémně tenké, ale stále robustní a nepřekonatelné pro většinu látek. Každá oblast hlavy má během tloušťky asi 2 nm hydrofobní Plocha ocasu měří 3 nm. Tato hodnota se stěží liší mezi různými typy buněk v lidském těle.

Jaké jsou složky buněčné membrány?

V podstatě je buněčná membrána tvořena fosfolipidovou dvojitou vrstvou. Fosfolipidy jsou stavební bloky, které sestávají z vody milující, tj. Hydrofilní, hlavy a ocasu, které jsou tvořeny dvěma mastnými kyselinami. Část tvořená mastnými kyselinami je hydrofobní, což znamená, že odpuzuje vodu.
Ve dvojité vrstvě fosfolipidů směřují hydrofobní složky k sobě. Hydrofilní části ukazují na vnější a vnitřní stranu buňky. Tato struktura membrány umožňuje oddělit dvě vodná prostředí od sebe navzájem.

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

Kromě toho je v buněčné membráně mnoho různých proteinů. Tyto proteiny se používají k transportu látek přes membránu nebo k interakci s prostředím. Tuto interakci lze dosáhnout přímou vazbou mezi sousedními buňkami nebo prostřednictvím messengerových látek, které se vážou na membránové proteiny.

Následující téma by vás také mohla 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 oddělení vnitřku buňky od prostředí.

Existují různé formy fosfolipidů. Hydrofilní základní kostra fosfolipidů sestává buď z glycerinu nebo 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, což pomáhá regulovat tekutost. Konstantní tekutost je velmi důležitá pro udržení transportních procesů buněčné membrány. Při vysokých teplotách má buněčná membrána tendenci být příliš tekutá. Vazby mezi fosfolipidy, které jsou již za normálních okolností slabé, jsou při slabých teplotách dokonce slabší. Díky své pevné struktuře pomáhá cholesterol udržovat určitou sílu.

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

Podrobné informace o tématu "cholesterol" naleznete na:

• LDL - „lipoprotein s nízkou hustotou“
• HDL - „lipoprotein o vysoké hustotě“
• Cholesterol Esterase - 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. Funkce, která by neměla být podceňována. V našem těle se v kterémkoli daném čase vyskytuje nespočet reakcí. Pokud by se všichni odehráli ve stejné místnosti, silně by ovlivnili a dokonce se navzájem zrušili. Regulovaný proces metabolismu by nebyl možný a lidé, jak existují a fungují jako celek, by byly nepředstavitelné.

Slouží také jako transportní médium pro širokou škálu látek, které jsou transportovány přes membránu pomocí transportérů. Aby mohly společně fungovat jako orgán, musí být jednotlivé buňky v kontaktu prostřednictvím svých membrán. Toho je dosaženo prostřednictvím různých spojovacích proteinů a receptorů. Buňky mohou používat receptory k vzájemné identifikaci, vzájemné komunikaci a výměně informací. Např. glycocalyx jako jeden z mnoha rozlišujících znaků mezi vlastními a cizími buňkami těla. Receptory jsou proteiny, které zachycují signály z vnějšku buňky a předávají je do buněčného jádra a tedy do „mozku“ buňky. V závislosti na chemických vlastnostech chemické částice, která se ukotvila na receptoru, je umístěna buď na vnější straně buňky, v buňce nebo v buněčné membráně.

Samotné buňky však mohou také zprostředkovat informace. Nejslavnější z našich těl jsou nervové buňky. Aby mohly plnit svou funkci, musí být jejich membrány schopny vést elektrické signály. Elektrické signály vznikají v důsledku různých nábojů uvnitř a vně buněk. Tento rozdíl v náboji, také známý jako gradient, musí být zachován. V této souvislosti se mluví o membránovém potenciálu. Buněčné membrány oddělují navzájem odlišně nabité oblasti, ale zároveň obsahují kanály, které umožňují krátké obrácení poměrů náboje, takže může proudit skutečný proud a tím i informace, která má být předávána. 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 mohla probíhat výměna mezi vnitřkem buňky a prostředím, jsou v buněčné membráně proteiny, které transportují různé molekuly do a z buňky.

U těchto proteinů se rozlišuje mezi kanály, kterými látka přechází pasivně do nebo z buňky podél rozdílu v koncentraci. Jiné proteiny musí generovat energii, aby aktivně transportovaly látky přes buněčnou membránu.

Další důležitou formou transportu jsou vezikuly. Vesikuly jsou malé bublinky, které jsou odštěpeny z buněčné membrány. Látky, které jsou produkovány v buňce, mohou být prostřednictvím těchto vesikul uvolňovány do životního prostředí. Kromě toho mohou být látky odstraněny také z buněčného prostředí.

Rozdíly v buněčné membráně bakterií - penicilin

Buněčná membrána bakterie stěží se liší od lidského těla. Velký rozdíl mezi buňkami spočívá v další buněčná stěna bakterií. Buněčná stěna se připojuje k vnější straně 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 inkorporovány další proteiny, jako je Lokomotiva a reprodukce sloužit. penicilin může narušit syntézu buněčné stěny a tak funguje baktericidní, to znamená, že zabíjí bakterii. Tímto způsobem je možné cílené působení proti bakteriím způsobujícím onemocnění, aniž by došlo ke zničení vlastních buněk těla současně.