Błona komórkowa

definicja

Komórki to najmniejsze, spójne jednostki, które tworzą narządy i tkanki. Każda komórka jest otoczona błoną komórkową, barierą składającą się ze specjalnej podwójnej warstwy cząstek tłuszczu, tak zwanej podwójnej warstwy lipidowej. Dwuwarstwy lipidowe można sobie wyobrazić jako dwie warstwy tłuszczu ułożone jedna na drugiej, które ze względu na swoje właściwości chemiczne nie mogą się od siebie oddzielić, tworząc w ten sposób bardzo stabilną całość. Błony komórkowe spełniają wiele różnych funkcji: służą do komunikacji, ochrony i jako stacja kontroli komórek.

Jakie są różne błony komórkowe?

Nie tylko sama komórka jest otoczona błoną, ale także organelle komórkowe. Organelle komórkowe to małe, ograniczone błoną obszary w komórce, z których każdy ma swoje własne zadanie. Różnią się białkami, które są osadzone w błonach i działają jako transportery dla substancji, które mają być transportowane przez błonę.

Wewnętrzna błona mitochondrialna jest specjalną formą błony komórkowej Mitochondria to organelle, które są ważne dla komórki w procesie wytwarzania energii. Zostały wchłonięte do komórki ludzkiej dopiero później w toku ewolucji. Dlatego mają dwie dwuwarstwowe błony lipidowe. Zewnętrzna to klasyczna ludzka, wewnętrzna to błona specyficzna dla mitochondrium. Zawiera kardiolipinę, kwas tłuszczowy, który jest wbudowany w film tłuszczowy i można go znaleźć tylko w błonie wewnętrznej.

Ciało ludzkie zawiera tylko komórki otoczone błoną komórkową. Jednak są też komórki, takie jak bakterie, które również są otoczone ścianą komórkową. Dlatego terminów ściana komórkowa i błona komórkowa nie mogą być używane synonimicznie. Ściany komórkowe są znacznie grubsze, a także stabilizują błonę komórkową. Ściany komórkowe nie są konieczne w ludzkim ciele, ponieważ wiele pojedynczych komórek może łączyć się ze sobą, tworząc silne skojarzenia. Bakterie natomiast są komórkami jednokomórkowymi, czyli składają się tylko z jednej komórki, która bez ściany komórkowej byłaby znacznie słabsza.

Przeczytaj więcej na ten temat pod adresem: bakteria

Struktura błony komórkowej

Błony komórkowe oddzielają od siebie różne obszary. Aby to zrobić, muszą spełniać wiele różnych wymagań: Po pierwsze, błony komórkowe składają się z podwójnej warstwy dwóch warstw tłuszczu, które z kolei składają się z pojedynczych kwasów tłuszczowych. Kwasy tłuszczowe składają się z rozpuszczalnych w wodzie, hydrofilowy Głowa i nierozpuszczalny w wodzie, hydrofobowy Ogon. Głowy łączą się ze sobą w jednej płaszczyźnie, tak że masa ogonów jest skierowana w jednym kierunku. Z drugiej strony inna seria kwasów tłuszczowych gromadzi się w tym samym wzorze. Tworzy to podwójną warstwę, która jest ograniczona od zewnątrz głowicami, a tym samym wewnątrz hydrofobowy Obszar, czyli obszar, do którego nie może wniknąć woda, tworzy.

W zależności od tego, z jakich cząsteczek składa się głowa kwasu tłuszczowego, mają one różne nazwy i różne właściwości, ale odgrywają one tylko podrzędną rolę. Kwasy tłuszczowe mogą być nienasycone lub nasycone, w zależności od ogona i jego budowy chemicznej. Nienasycone kwasy tłuszczowe są znacznie sztywniejsze i powodują spadek płynności błony, a nasycone kwasy tłuszczowe zwiększają płynność. Płynność jest miarą ruchliwości i odkształcalności dwuwarstwy lipidowej. W zależności od zadania i stanu komórki wymagane są różne stopnie ruchliwości i sztywności, które można osiągnąć poprzez dodatkowe włączenie jednego lub drugiego rodzaju kwasu tłuszczowego.

Ponadto cholesterol może być wbudowany w błonę, co znacznie obniża płynność, a tym samym stabilizuje membranę. Ze względu na tę strukturę tylko bardzo małe, nierozpuszczalne w wodzie substancje mogą łatwo pokonać membranę.

Jednakże, ponieważ znacznie większe i nierozpuszczalne w wodzie substancje również muszą przejść przez błonę, aby zostać przetransportowane do lub z komórki, niezbędne są białka i kanały transportowe. Są one przechowywane w błonie między kwasami tłuszczowymi. Ponieważ te kanały są przejezdne dla niektórych cząsteczek, a dla innych nie, mówi się o jednym Półprzepuszczalność błona komórkowa, tj. częściowa przepuszczalność.

Ostatnim budulcem błony komórkowej są receptory. Receptory to także duże białka, które są głównie produkowane w samej komórce, a następnie wbudowywane w błonę. Można je całkowicie rozpiąć lub podpierać tylko z zewnątrz. Ze względu na swoją strukturę chemiczną transportery, kanały i receptory pozostają mocno w membranie i na niej i nie można ich łatwo od niej oddzielić. Można je jednak przesuwać w bok w różne miejsca w membranie, w zależności od tego, gdzie są potrzebne.

Wreszcie, z technicznego punktu widzenia, na zewnątrz błony komórkowej nadal mogą znajdować się łańcuchy cukrowe Glycocalyx nazywa. Na przykład są podstawą systemu grup krwi. Ponieważ błona komórkowa składa się z tak wielu różnych bloków budulcowych, które mogą również różnić się dokładnym położeniem, jest również znana jako model płynnej mozaiki.

Przeczytaj więcej na ten temat pod adresem: Grupy krwi

Grubość błony komórkowej

Błony komórkowe mają grubość około 7 nm, czyli są niezwykle cienkie, ale nadal wytrzymałe i nie do pokonania dla większości substancji. Każdy z obszarów głowy ma grubość około 2 nm w trakcie hydrofobowy Powierzchnia ogona ma szerokość 3 nm. Ta wartość prawie nie różni się między różnymi typami komórek w ludzkim ciele.

Jakie są składniki błony komórkowej?

Zasadniczo błona komórkowa składa się z podwójnej warstwy fosfolipidów. Fosfolipidy to budulec składający się z lubiącej wodę, czyli hydrofilowej, głowy i ogona, które tworzą dwa kwasy tłuszczowe. Część składająca się z kwasów tłuszczowych jest hydrofobowa, co oznacza, że ​​odpycha wodę.
W podwójnej warstwie fosfolipidów składniki hydrofobowe są skierowane ku sobie. Części hydrofilowe wskazują na zewnątrz i do wewnątrz komórki. Taka konstrukcja membrany pozwala na oddzielenie od siebie dwóch środowisk wodnych.

Błona komórkowa zawiera również sfingolipidy i cholesterol. Substancje te regulują strukturę i płynność błony komórkowej. Płynność jest miarą tego, jak dobrze białka mogą poruszać się w błonie komórkowej. Im wyższa płynność błony komórkowej, tym łatwiej poruszają się w niej białka.

Ponadto w błonie komórkowej znajduje się wiele różnych białek. Białka te służą do transportu substancji przez błonę lub do interakcji ze środowiskiem. Tę interakcję można osiągnąć poprzez bezpośrednie wiązanie między sąsiednimi komórkami lub poprzez substancje przekaźnikowe, które wiążą się z białkami błonowymi.

Poniższy temat może Cię również zainteresować: Osocze komórkowe w organizmie człowieka

Fosfolipidy w błonie komórkowej

Fosfolipidy są głównym składnikiem błony komórkowej. Fosfolipidy są amfifilowe. Oznacza to, że składają się z części hydrofilowej i hydrofobowej. Ta właściwość fosfolipidów umożliwia oddzielenie wnętrza komórki od otoczenia.

Istnieją różne formy fosfolipidów. Hydrofilowy szkielet fosfolipidów składa się z gliceryny lub sfingozyny. Obie formy mają wspólną cechę, że do podstawowej struktury przyłączone są dwa hydrofobowe łańcuchy węglowodorowe.

Cholesterol w błonie komórkowej

Cholesterol jest zawarty w błonie komórkowej, pomagając regulować płynność. Stała płynność jest bardzo ważna dla utrzymania procesów transportu błony komórkowej. W wysokich temperaturach błona komórkowa staje się zbyt płynna. Wiązania między fosfolipidami, które już w normalnych warunkach są słabe, są jeszcze słabsze w wysokich temperaturach. Ze względu na swoją sztywną strukturę cholesterol pomaga utrzymać określoną siłę.

Inaczej wygląda w niskich temperaturach. Tutaj membrana może stać się zbyt ciasna. Fosfolipidy, które zawierają nasycone kwasy tłuszczowe jako składnik hydrofobowy, stają się szczególnie stałe. Oznacza to, że fosfolipidy mogą leżeć bardzo blisko siebie. W tym przypadku cholesterol zmagazynowany w błonie komórkowej powoduje zwiększoną płynność, ponieważ cholesterol zawiera sztywną strukturę pierścieniową, a zatem działa jako odstępnik.

Szczegółowe informacje na temat „cholesterolu” można znaleźć pod adresem:

• LDL - „lipoproteina o niskiej gęstości”
• HDL - „lipoproteina o dużej gęstości”
• Esteraza cholesterolu - po to jest ważna

Funkcje błony komórkowej

Jak sugeruje złożona struktura błon komórkowych, muszą one spełniać wiele różnych funkcji, które mogą się znacznie różnić w zależności od typu i lokalizacji komórki. Z jednej strony membrany generalnie stanowią barierę, funkcję, której nie należy lekceważyć. Niezliczone reakcje zachodzą równolegle w naszym ciele w dowolnym momencie. Gdyby wszystkie miały miejsce w tym samym pomieszczeniu, silnie wpływałyby na siebie nawzajem, a nawet znosiły. Regulowany proces metabolizmu nie byłby możliwy, a ludzie w takiej postaci, w jakiej istnieją i funkcjonują jako całość, byliby nie do pomyślenia.

Służą również jako środek transportu dla szerokiej gamy substancji, które są transportowane przez membranę za pomocą transporterów. Aby móc pracować razem jako narząd, poszczególne komórki muszą mieć kontakt poprzez swoje błony. Osiąga się to poprzez różne białka łączące i receptory. Komórki mogą wykorzystywać receptory do wzajemnej identyfikacji, komunikowania się ze sobą i wymiany informacji. Na przykład. glikokaliks jako jedna z wielu cech odróżniających komórki własne od obcych. Receptory to białka, które odbierają sygnały spoza komórki i przekazują je do jądra komórkowego, a tym samym do „mózgu” komórki. W zależności od właściwości chemicznych cząsteczki chemicznej, która zadokowała się na receptorze, znajduje się ona na zewnątrz komórki, w komórce lub w błonie komórkowej.

Ale same komórki mogą również przekazywać informacje. Najbardziej znanym z naszych ciał są komórki nerwowe. Aby działały prawidłowo, ich membrany muszą być w stanie przewodzić sygnały elektryczne. Sygnały elektryczne powstają z powodu różnych ładunków wewnątrz i na zewnątrz ogniw. Należy zachować tę różnicę ładunku, zwaną również gradientem. W tym kontekście mówi się o potencjale błonowym. Membrany komórkowe oddzielają od siebie różnie naładowane obszary, ale jednocześnie zawierają kanały, które pozwalają na krótkie odwrócenie stosunków ładunków, tak aby mógł płynąć rzeczywisty prąd, a tym samym informacje, które mają być przekazywane. Zjawisko to nazywane jest również potencjałem czynnościowym.

Przeczytaj więcej na ten temat pod adresem: Komórka nerwowa

Procesy transportowe w błonie komórkowej

Błona komórkowa jako taka jest nieprzepuszczalna dla większych cząsteczek i jonów. Aby mogła nastąpić wymiana między wnętrzem komórki a środowiskiem, w błonie komórkowej znajdują się białka, które transportują różne cząsteczki do iz komórki.

W przypadku tych białek rozróżnia się kanały, przez które substancja przechodzi biernie do lub z komórki wzdłuż różnicy stężeń. Inne białka muszą wytwarzać energię, aby aktywnie transportować substancje przez błonę komórkową.

Inną ważną formą transportu są pęcherzyki. Pęcherzyki to małe pęcherzyki, które są ściągane z błony komórkowej. Substancje wytwarzane w komórce mogą być uwalniane do środowiska przez te pęcherzyki. Ponadto substancje mogą być również usuwane ze środowiska komórki.

Różnice w błonie komórkowej bakterii - penicylina

Błona komórkowa bakteria niewiele różni się od ludzkiego ciała. Duża różnica między komórkami polega na dodatkowa ściana komórkowa bakterii. Ściana komórkowa przyczepia się do zewnętrznej strony błony komórkowej iw ten sposób stabilizuje i chroni bakterię, która bez niej byłaby wrażliwa. ona jest wyłączona Murein, specjalna cząsteczka cukru, do której można włączyć inne białka, takie jak Lokomocja i rozmnażanie służyć. penicylina może zakłócać syntezę ściany komórkowej i dzięki temu działa bakteriobójczeto znaczy, że zabija bakterię. W ten sposób możliwe jest ukierunkowane działanie przeciwko bakteriom chorobotwórczym bez jednoczesnego niszczenia własnych komórek organizmu.