Značajke, struktura i funkcije staničnih membrana

Godine 1972. predložena je teorija, prema kojoj djelomično propusna membrana okružuje stanicu i obavlja niz vitalnih zadataka, a struktura i funkcije staničnih membrana su značajna pitanja koja se odnose na ispravno funkcioniranje svih stanica u tijelu. Teorija stanica

Struktura i funkcija staničnih membrana

Stanična membrana okružuje citoplazmu živih stanica, fizički razdvaja unutarstanične komponente od vanjskog okruženja. Gljive, bakterije i biljke također imaju stanične zidove koji pružaju zaštitu i sprečavaju prolazak velikih molekula. Stanične membrane također igraju ulogu u stvaranju citoskeleta i vezanju na ekstracelularnu matricu drugih vitalnih čestica. To je neophodno kako bi ih se zadržalo, stvarajući tkiva i organe tijela. Značajke strukturu stanične membrane uključuju propusnost. Glavna je funkcija zaštita. Membrana se sastoji od fosfolipidnog sloja s ugrađenim proteinima. Taj dio je uključen u procesima kao što su stanične adhezije, ion vodljivost i signalnih uređaja, a služi kao površina za montažu za nekoliko izvanstanične strukture stijenke, uključujući i interne glycocalyx citoskeleta. Membrana također čuva potencijal ćelije, radeći kao selektivni filter. Ona je selektivno propusna za ione i organske molekule i kontrolira kretanje čestica.

Biološki mehanizmi koji uključuju staničnu membranu

1. Pasivna difuzija: neke tvari (male molekule, ioni), kao što su ugljični dioksid (CO2) i kisik (O2), mogu prodrijeti kroz plazma membranu difuzijom. Školjka djeluje kao prepreka određenim molekulama i ionima, mogu se koncentrirati na obje strane.

2. Transmembranski proteinski kanali i transporter: hranjive tvari, kao što su glukoza ili aminokiseline, moraju ući u stanicu, a neki metabolički proizvodi moraju ga ostaviti.

3. Endocitoza je proces kojim se apsorbiraju molekule. U plazmi se stvara mala deformacija (invaginacija), u kojoj se proguta tvar koja se prevozi. To zahtijeva energiju i time je oblik aktivnog transporta.

4. egzocitozu: javlja u različitim stanicama za uklanjanje ostataka probavljene tvari dovede endocitoze izlučuje tvari, kao što su hormoni, enzimi, i transporta materijala skroz kroz staničnu barijeru.

Molekularna struktura

Stanična membrana je biološka omotnica koja se prvenstveno sastoji od fosfolipida i odvaja cijelu stanicu od vanjskog okruženja. Proces formiranja nastaje spontano u normalnim uvjetima. Da bismo razumjeli taj proces i ispravno opisali strukturu i funkcije staničnih membrana, kao i svojstva, potrebno je procijeniti prirodu fosfolipidnih struktura za koje je unutarnja strukturalna polarizacija inherentna. Kada fosfolipidi u citoplazmatskom vodenom okolišu dostignu kritičnu koncentraciju, oni se kombiniraju u micele, koje su stabilnije u vodenom okolišu.

Membranska svojstva

• Stabilnost. To znači da je, nakon stvaranja, dezintegracija membrane malo vjerojatna.
• Snaga. Lipid ovojnica dovoljno robustan da se spriječi prolaz polarne tvari, nastaje granica ne može proći kao otopljene tvari (iona, glukoza, amino kiseline), i mnogo većih molekula (proteina).
• Dinamička priroda. Ovo je možda najvažnije svojstvo, ako uzmemo u obzir strukturu ćelije. Stanična membrana može proći kroz različite deformacije, može se saviti i savijati, a ne kolapsirati. U posebnim okolnostima, na primjer, kada se spajaju vezikule ili pupi, može biti poremećen, ali samo neko vrijeme. Na sobnoj temperaturi, njegovi lipidni sastojci stalno su u kaotičnom gibanju, stvarajući stabilnu granicu fluida.

Oblik tekućeg mozaika

Govoreći o strukturi i funkciji staničnih membrana, važno je napomenuti da su u modernom pogledu membrana kao tekući mozaički model 1972. godine razmotrili znanstvenici Singer i Nicholson. Njihova teorija odražava tri osnovne značajke membranske strukture. integriran membranskih proteina doprinijeti mozaik uzorak za membranu, i oni su sposobni za bočno pomicanje u ravnini s obzirom na nestalne prirode organizacije lipida. Transmembranski proteini također su potencijalno pokretni. Važna značajka membranske strukture je njezina asimetrija. Koja je struktura ćelije? Stanična membrana, jezgra, proteini i tako dalje. Stanica je osnovna jedinica života, a svi organizmi sastoje od jedne ili više stanica, od kojih svaka ima prirodnu barijeru koja ga odvaja od okoline. Ova vanjska granica stanice naziva se i plazma membranom. Sastoji se od četiri različite vrste molekula: fosfolipidi, kolesterol, proteina i ugljikohidrata. Tekućina mozaik model opisuje strukture stanične membrane kako slijedi: savitljiv i elastičan, konzistencija nalik biljno ulje, tako da se pojedinačne molekule samo plutaju u tekućem mediju, i oni mogu pomicati bočno u ovoj ljusci. Mozaik je nešto što sadrži mnogo različitih pojedinosti. U plazma membrani je prikazana fosfolipida, kolesterola molekula, proteina i ugljikohidrata.

fosfolipidi

Fosfolipidi predstavljaju osnovnu strukturu stanične membrane. Ove molekule imaju dva različita kraja: glavu i rep. Glava glave sadrži fosfatnu skupinu i hidrofilnu. To znači da privlači molekule vode. Rep se sastoji od vodika i atoma ugljika, nazvanih lanaca masnih kiselina. Ti lanci su hidrofobni, oni se ne vole miješati s vodenim molekulama. Ovaj proces podsjeća na ono što se događa kada ulijte biljno ulje u vodu, tj. Ne otopi se u njemu. Značajke strukture stanične membrane povezane su s takozvanim lipidnim dvoslojem, koji se sastoji od fosfolipida. Hidrofilne fosfatske glave uvijek se nalaze gdje postoji voda u obliku intracelularnih i izvanstaničnih tekućina. Hidrofobni repovi fosfolipida u membrani su organizirani na takav način da se drže daleko od vode.

Kolesterol, proteini i ugljikohidrati

Slušajući riječ "kolesterol", ljudi obično misle da je ovo loše. Međutim, zapravo, kolesterol je vrlo važna komponenta staničnih membrana. Njene molekule sastoje se od četiri prstena vodika i atoma ugljika. Oni su hidrofobni i javljaju se među hidrofobnim repovima u dvostrukom sloju lipida. Njihova je važnost održati dosljednost, ojačati membranu i spriječiti prelazak. Kolesterolne molekule također zadržavaju fosfolipidne repove koji dolaze u dodir i otvrdnuće. To osigurava fluidnost i fleksibilnost. Djeluju membranski proteini funkcije enzima na ubrzanje kemijskih reakcija, djeluju kao receptori za specifične molekule ili transportne tvari kroz staničnu membranu.

Ugljikohidrati ili saharidi javljaju se samo na izvanstaničnoj strani stanične membrane. Zajedno tvore glikokalaksu. Omogućuje prigušenje i zaštitu plazmatske membrane. Na temelju strukture i vrste ugljikohidrata u glikokalizi, tijelo može prepoznati stanice i odrediti treba li tamo ili ne.

Membranski proteini

Struktura stanične membrane životinjskih stanica Nemoguće je zamisliti bez tako važne komponente kao proteina. Unatoč tomu, oni mogu znatno prepoznati veličinu druge važne komponente - lipide. Postoje tri vrste osnovnih membranskih proteina.

• Integralna. Oni potpuno pokrivaju dvoslojnu, citoplazmu i izvanstaničnu okolinu. Oni obavljaju transportne i signalne funkcije.
• Periferni. Proteini su pričvršćeni na membranu elektrostatskim ili vodikovim vezama u njihovim citoplazmatskim ili izvanstaničnim površinama. Oni su uglavnom uključeni kao sredstvo vezanja za integralne proteine.
• Transmembranski. Oni obavljaju enzimske i signalne funkcije, a također moduliraju osnovnu strukturu lipidnog dvoslojnog dijela membrane.

Funkcije bioloških membrana

Hidrofobni učinak, koji regulira ponašanje ugljikovodika u vodi, kontrolira strukture nastale membranskim lipidima i membranskim proteinima. Mnoga svojstva membrane osiguravaju nosači lipidnih dvoslojnih slojeva, koji tvore osnovnu strukturu za sve biološke membrane. Integralni membranski proteini djelomično su skriveni u dvostrukom sloju lipida. Transmembranski proteini imaju specijaliziranu organizaciju aminokiselina u njihovoj primarnoj sekvenci.

Periferne membranske proteine ​​su vrlo slične topljivima, ali su također vezane za membrane. Specijalizirane stanične membrane imaju specijalizirane stanične funkcije. Kako struktura i funkcija staničnih membrana utječu na tijelo? O tome kako su organizirane biološke membrane, ovisi funkcionalnost cjelokupnog organizma. Iz intracelularnih organela, ekstracelularne i međustanične interakcije membrane stvaraju se strukture potrebne za organizaciju i obavljanje bioloških funkcija. Mnoge strukturne i funkcionalne značajke su zajedničke bakterijama, eukariotskih stanica i enveloped virusa. Sve biološke membrane izgrađene su na dvostrukom sloju lipida, što uzrokuje niz zajedničkih karakteristika. Membranski proteini imaju mnogo specifičnih funkcija.

• Kontrole. Membrane plazma stanica određuju granice stanične interakcije s okolinom.
• Prijevoz. Stanične intracelularne membrane su podijeljene u nekoliko funkcionalnih blokova s ​​različitim unutarnjim sastavom, od kojih je svaka podržana potrebnom transportnom funkcijom u kombinaciji s propusnošću kontrole.
• Prijenos signala. Fuzioniranje membrana osigurava mehanizam unutarstanične vezikularne upozorenja i sprečava različite vrste virusa da slobodno uđu u stanicu.

Značenje i zaključci

Struktura vanjske stanične membrane utječe na cijelo tijelo. Ona igra važnu ulogu u zaštiti integriteta, omogućujući penetraciju samo odabranih tvari. Također je dobra baza za fiksiranje citoskeleta i stanične stijenke koja pomaže u održavanju oblika stanice. Lipidi čine oko 50% mase membrane većine stanica, iako ovaj indeks varira ovisno o vrsti membrane. Struktura vanjske stanične membrane sisavaca je složenija, postoje četiri osnovna fosfolipida. Važna svojstva lipidnih bi-slojeva su da se ponašaju kao dvodimenzionalne tekućine u kojima se pojedinačne molekule mogu slobodno rotirati i pomicati u bočnim smjerovima. Takva fluidnost je važna svojstva membrana, koja se određuje ovisno o temperaturi i sastavu lipida. Zbog strukture ugljikovodičnog prstena, kolesterol igra ulogu u određivanju fluidnosti membrana. Selektivna propusnost bioloških membrana za male molekule omogućuje stanici da kontrolira i održava svoju unutarnju strukturu.

S obzirom na strukturu stanica (stanična membrana, jezgra, i tako dalje), može se zaključiti da je organizam - to je samoregulirajući sustav koji bez pomoći ne mogu ozlijediti sebe i uvijek će tražiti načine kako obnoviti i zaštititi pravilno funkcioniranje svake stanice.