Sejt membrán

meghatározás

A sejtek a legkisebb, összefüggő egységek, amelyek a szerveket és szöveteket alkotják. Mindegyik sejtet sejtmembrán veszi körül, egy gát, amely egy speciális kettős zsírrétegből áll, az úgynevezett lipid kettős rétegből. A képlékeny lipidek két, egymásra rakott zsírfilmként képzelhetők el, amelyek kémiai tulajdonságaik miatt nem tudnak elválni egymástól, és így nagyon stabil egységet alkotnak. A sejtmembránok sokféle funkciót látnak el: kommunikációra, védelemre és a sejtek vezérlőállomásaként használják őket.

Melyek a különféle sejtmembránok?

Nemcsak magát a sejtet veszi körül membrán, hanem a sejt organelláit is. A sejtorganellák a sejten belüli kis membránok által körülhatárolt területek, amelyek mindegyikének megvan a maga feladata. Fehérjeikben különböznek egymástól, amelyek beágyazódnak a membránokba, és transzporterként működnek a membránon át szállítandó anyagok számára.

A belső mitokondriális membrán a sejtmembrán speciális formája, a mitokondriumok olyan organellumok, amelyek fontosak a sejt számára az energiatermeléshez. Csak később szívódtak fel az emberi sejtbe az evolúció során. Ezért két lipid kétrétegű membránjuk van. A külső a klasszikus emberi, a belső a mitokondriumra jellemző membrán. Kardiolipint tartalmaz, egy zsírsavat, amely a zsírrétegbe épül, és csak a belső membránban található meg, és semmi más.

Az emberi test csak sejteket tartalmaz, amelyeket sejtmembrán vesz körül. Vannak azonban olyan sejtek is, például baktériumok, amelyeket szintén sejtfal vesz körül. A sejtfal és a sejtmembrán kifejezéseket ezért nem lehet szinonimával használni. A sejtfalak jelentősen vastagabbak, és emellett stabilizálják a sejtmembránt. A sejtfalakra nincs szükség az emberi testben, mivel számos egyedi sejt egyesülve erős asszociációkat hozhat létre. A baktériumok viszont egysejtű sejtek, vagyis csak egyetlen sejtből állnak, amely a sejtfal nélkül lényegesen gyengébb lenne.

További információ a témáról: baktériumok

A sejtmembrán szerkezete

A sejtmembránok különféle területeket választanak el egymástól. Ehhez számos különféle követelménynek kell megfelelniük: Először is, a sejtmembránok két zsírfólia kettős rétegéből állnak, amelyek viszont egyes zsírsavakból állnak. A zsírsavak vízoldható, hidrofil Fej és vízben oldhatatlan, hidrofób Farok. A fejek egy síkban kapcsolódnak egymáshoz, így a farok tömege egy irányba mutat. Másrészt ugyanabban a mintában halmozódik fel egy másik zsírsav-sorozat. Ez létrehozza a kettős réteget, amelyet kívülről a fejek és ily módon belül behatárolnak hidrofób Terület, azaz olyan terület, amelybe víz nem tud behatolni, létrehoz.

A zsírsav fejét alkotó molekuláktól függően különböző nevekkel és tulajdonságokkal rendelkeznek, de ezek csak alárendelt szerepet töltenek be. A zsírsavak lehetnek telítetlenek vagy telítettek, a faroktól és annak kémiai szerkezetétől függően. A telítetlen zsírsavak lényegesen merevebbek és csökkentik a membrán folyékonyságát, míg a telített zsírsavak növelik a folyékonyságot. A fluiditás a lipid kétréteg mobilitásának és deformálhatóságának mértéke. A sejt feladatától és állapotától függően különböző fokú mozgékonyságra és merevségre van szükség, amelyet az egyik vagy a másik típusú zsírsav további beépítésével lehet elérni.

Ezenkívül a koleszterin beépülhet a membránba, amely masszívan csökkenti a folyékonyságot és ezáltal stabilizálja a membránt. E szerkezet miatt csak nagyon kicsi, vízben oldhatatlan anyagok képesek könnyen legyőzni a membránt.

Mivel azonban lényegesen nagyobb és vízben oldhatatlan anyagoknak kell átjutniuk a membránon ahhoz, hogy a sejtbe bejussanak, vagy onnan kikerüljenek, transzportfehérjékre és csatornákra van szükség. Ezeket a zsírsavak közötti membránban tárolják. Mivel ezek a csatornák egyes molekulák számára átjárhatók, mások számára nem, az egyik beszél Féláteresztő képesség a sejtmembrán, vagyis részleges permeabilitás.

A sejtmembránok utolsó építőköve a receptorok. A receptorok szintén nagy fehérjék, amelyek leginkább a sejtben termelődnek, majd beépülnek a membránba. Vagy teljesen átfoghatja őket, vagy csak kívülről támogathatja őket. Kémiai szerkezetük miatt a transzporterek, csatornák és receptorok szilárdan a membránban és a membránon maradnak, és nem könnyen leválaszthatók róla. Azonban oldalirányban mozgathatók a membrán különböző helyeire, attól függően, hogy hol van szükségük rájuk.

Végül a technikai terminológia szerint továbbra is lehetnek cukorláncok a sejtmembránok külső oldalán Glycocalyx hívott. Például ezek képezik a vércsoport-rendszer alapját. Mivel a sejtmembrán olyan sokféle építőelemből áll, amelyek pontos helyüket is megváltoztathatják, folyékony mozaik modellnek is nevezik.

További információ a témáról: Vércsoportok

A sejtmembrán vastagsága

A sejtmembránok 7 nm körüli vastagságúak, vagyis rendkívül vékonyak, de mégis robusztusak és leküzdhetetlenek a legtöbb anyag számára. A fejterületek mindegyike kb. 2 nm vastag hidrofób A farok területe 3 nm széles. Ez az érték alig változik az emberi test különböző sejttípusai között.

Melyek a sejtmembrán elemei?

Alapvetően a sejtmembrán foszfolipid kettős rétegből áll. A foszfolipidek építőelemek, amelyek egy vízszerető, azaz hidrofil fejből és egy farokból állnak, amelyet két zsírsav képez. A zsírsavakból álló rész hidrofób, ami azt jelenti, hogy taszítja a vizet.
A foszfolipidek kettős rétegében a hidrofób komponensek egymás felé mutatnak. A hidrofil részek a sejt külső és belső oldalára mutatnak. A membrán ezen szerkezete lehetővé teszi két vizes környezet elválasztását egymástól.

A sejtmembrán szfingolipideket és koleszterint is tartalmaz. Ezek az anyagok szabályozzák a sejtmembrán szerkezetét és folyékonyságát. A fluiditás annak mértéke, hogy a fehérjék mennyire mozoghatnak a sejtmembránban. Minél nagyobb a sejtmembrán fluiditása, annál könnyebben mozognak benne a fehérjék.

Ezenkívül sok különféle fehérje van a sejtmembránban. Ezeket a fehérjéket anyagoknak a membránon keresztül történő szállítására vagy a környezettel való kölcsönhatásra használják. Ez a kölcsönhatás a szomszédos sejtek közötti közvetlen kötéssel vagy a membránfehérjékhez kötődő hírvivő anyagok révén érhető el.

A következő téma szintén érdekes lehet számodra: Sejtplazma az emberi testben

Foszfolipidek a sejtmembránban

A foszfolipidek a sejtmembrán fő alkotóelemei. A foszfolipidek amfifilek. Ez azt jelenti, hogy hidrofil és hidrofób részből állnak. A foszfolipidek ezen tulajdonsága lehetővé teszi a sejt belsejének elválasztását a környezettől.

A foszfolipideknek különböző formái vannak. A foszfolipidek hidrofil gerince glicerinből vagy szfingozinból áll. Mindkét formában közös, hogy két hidrofób szénhidrogénlánc kapcsolódik az alapszerkezethez.

Koleszterin a sejtmembránban

A koleszterint a sejtmembrán tartalmazza a folyékonyság szabályozására. Az állandó folyékonyság nagyon fontos a sejtmembrán transzportfolyamatainak fenntartásához. Magas hőmérsékleten a sejtmembrán túl folyékonyvá válik. A foszfolipidek közötti kötések, amelyek normál körülmények között már gyengék, magas hőmérsékleten még gyengébbek. Merev szerkezete miatt a koleszterin segít fenntartani egy bizonyos erőt.

Alacsony hőmérsékleten máshogy néz ki. Itt a membrán túl szorossá válhat. A foszfolipidek, amelyek hidrofób komponensként telített zsírsavakat tartalmaznak, különösen szilárdtá válnak. Ez azt jelenti, hogy a foszfolipidek nagyon közel egymáshoz tárolhatók. Ebben az esetben a sejtmembránban tárolt koleszterin fokozott folyékonyságot okoz, mivel a koleszterin merev gyűrűszerkezetet tartalmaz, és így távtartóként működik.

A "koleszterin" témájáról részletes információt a:

• LDL - "kis sűrűségű lipoprotein"
• HDL - "nagy sűrűségű lipoprotein"
• Koleszterin-észteráz - ez a fontos

A sejtmembrán funkciói

Amint azt a sejtmembránok összetett felépítése sugallja, sokféle funkciót kell ellátniuk, amelyek a sejt típusától és helyétől függően nagymértékben változhatnak. Egyrészt a membránok általában gátat jelentenek, amelyet nem szabad lebecsülni. Számtalan reakció zajlik párhuzamosan testünkben az idő bármely pontján. Ha mindannyian ugyanabban a helyiségben játszódtak volna, erősen befolyásolnák, sőt ki is mondanák egymást. A szabályozott anyagcsere nem lenne lehetséges, és az emberek, mivel léteznek és egészükben működnek, elképzelhetetlenek lennének.

Ugyanakkor szállító közegként szolgálnak a legkülönfélébb anyagok számára, amelyeket szállítóeszközökkel szállítanak át a membránon. Ahhoz, hogy szervként működhessenek együtt, az egyes sejteknek membránjukon keresztül érintkezniük kell. Ezt különböző összekötő fehérjék és receptorok révén érik el. A sejtek a receptorok segítségével azonosíthatják egymást, kommunikálhatnak egymással és információt cserélhetnek. A glycocalyx például a test saját és idegen sejtjei közötti számos megkülönböztető tulajdonság egyikeként szolgál. A receptorok olyan fehérjék, amelyek a sejten kívülről veszik fel a jeleket, és továbbítják azokat a sejtmagba, így a sejt „agyába”. A receptoron dokkoló kémiai részecske kémiai tulajdonságaitól függően vagy a sejt külső oldalán, a sejtben vagy a sejtmembránban helyezkedik el.

De maguk a sejtek is továbbíthatnak információt. Testünk közül a leghíresebbek az idegsejtek. Ahhoz, hogy funkciójukat teljesíthessék, membránjaiknak képesnek kell lenniük elektromos jelek vezetésére. Az elektromos jelek a cellákon belüli és kívüli különböző töltések miatt keletkeznek. Ezt a töltéskülönbséget, más néven színátmenetet fenn kell tartani. Ebben az összefüggésben a membránpotenciálról beszélünk. A sejtmembránok elválasztják a különböző töltésű területeket egymástól, ugyanakkor csatornákat tartalmaznak, amelyek lehetővé teszik a töltési arányok rövid megfordítását, hogy a tényleges áram és ezáltal az átadni kívánt információ áramolhasson. Ezt a jelenséget akciós potenciálnak is nevezik.

További információ a témáról: Idegsejt

Transzportfolyamatok a sejtmembránban

A sejtmembrán önmagában át nem ereszkedik a nagyobb molekulák és ionok számára. Annak érdekében, hogy a sejt belseje és a környezet között kicserélődjön, a sejtmembránban vannak olyan fehérjék, amelyek különféle molekulákat szállítanak a sejtbe és onnan.

Ezekkel a fehérjékkel megkülönböztetik azokat a csatornákat, amelyeken keresztül az anyag passzívan bejut a sejtbe vagy a sejtből, a koncentráció-különbség mentén. Más fehérjéknek energiát kell termelniük ahhoz, hogy az anyagokat a sejtmembránon keresztül aktívan szállítsák.

A transzport másik fontos formája a vezikulák. A vezikulák kicsi buborékok, amelyeket lecsípnek a sejtmembránról. A sejtekben termelődő anyagok ezen vezikulák révén juthatnak a környezetbe. Ezenkívül a sejt környezetéből származó anyagok is eltávolíthatók ilyen módon.

A baktériumok sejtmembránjának különbségei - penicillin

A sejtmembrán baktériumok alig különbözik az emberi testétől. A sejtek közötti nagy különbség a a baktériumok további sejtfala. A sejtfal a sejtmembrán külsejéhez kapcsolódik, és ily módon stabilizálja és megvédi a baktériumot, amely nélküle sérülékeny lenne. ki van kapcsolva Murein, egy speciális cukor részecske, amelybe más fehérjék is beépülhetnek, például a Mozgás és szaporodás szolgál. penicillin megzavarhatja a sejtfal szintézisét, és így működik bakteriálisvagyis megöli a baktériumot. Ez lehetővé teszi a betegségeket okozó baktériumok elleni célzott fellépést a test saját sejtjeinek egyidejű megsemmisítése nélkül.