5.1:

5.1: Co to są membrany?

JoVE Core
Biology

This content is Free Access.

JoVE Core Biology

What are Membranes?

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

Next Video

5.2: Membrane Fluidity

151,117 Views

•

01:54 min

•

July 30, 2019

Overview

Kluczową cechą życia jest zdolność do oddzielenia środowiska zewnętrznego od przestrzeni wewnętrznej. Aby to zrobić, komórki wyewoluowały półprzepuszczalne błony, które regulują przepływ cząsteczek biologicznych. Dodatkowo błona komórkowa określa kształt komórki i jej interakcje ze środowiskiem zewnętrznym. Błony komórek eukariotycznych służą również do dzielenia przestrzeni wewnętrznej na organelle, w tym struktury endobłonowe jądra, retikulum endoplazmatyczne i aparat Golgiego.

Błony składają się głównie z fosfolipidów złożonych z hydrofilowych głów i dwóch hydrofobowych ogonów. Te fosfolipidy samoorganizują się w dwuwarstwy, z ogonami zorientowanymi w kierunku środka błony i głowami skierowanymi na zewnątrz. Taki układ pozwala cząsteczkom polarnym na interakcję z głowami fosfolipidów zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz błony, ale zapobiega ich przemieszczaniu się przez hydrofobowy rdzeń błony.

Białka i węglowodany przyczyniają się do unikalnych właściwości błony komórkowej. Białka integralne są osadzone w błonie, podczas gdy białka obwodowe są przyłączone do wewnętrznej lub zewnętrznej powierzchni błony. Białka transbłonowe są integralnymi białkami, które obejmują całą błonę komórkową. Białka receptorów transbłonowych są ważne w przekazywaniu wiadomości z zewnątrz do wnętrza komórki. Po związaniu z zewnątrzkomórkową cząsteczką sygnalizacyjną receptory transbłonowe ulegają zmianie konformacyjnej, która służy jako sygnał wewnątrzkomórkowy. Inne białka, takie jak kanały jonowe, służą do regulowania przechodzenia dużych lub polarnych cząsteczek przez hydrofobowy rdzeń błony.

Węglowodany są związane z lipidami lub białkami na zewnętrznej powierzchni błony komórkowej. Unikalne wzory glikoprotein i glikolipidów obecnych na zewnętrznej powierzchni komórki umożliwiają rozpoznawanie komórkowe. Ludzkie komórki odpornościowe są w stanie odróżnić siebie od nie-ja, rozpoznając modyfikacje węglowodanów na powierzchni komórek. Białka, węglowodany i lipidy obecne na błonie razem tworzą funkcjonalną i elastyczną granicę dla komórek.

Transcript

Błony to dynamiczne warstwy składające się głównie z fosfolipidów, białek i węglowodanów, które otaczają komórkę, tworząc selektywnie przepuszczalne granice i wewnętrzne przedziały. Jeden ze składników, fosfolipidy, to polarne cząsteczki, które spontanicznie układają się, często jako ciągła dwuwarstwa o grubości około siedmiu nanometrów. Hydrofilowe, czyli kochające wodę, głowy polarne są skierowane na zewnątrz i do wnętrza komórki.

Hydrofobowe lub bojące się wody, niepolarne ogony ustawiają się pośrodku, aby uniknąć kontaktu z wodą. Podczas gdy fosfolipidy zapewniają podstawową strukturę, to sposób, w jaki inne składniki, białka błonowe i węglowodany, łączą się z nimi, w większości przyczynia się do właściwości funkcjonalnych. W zależności od potrzeb komórki, niektóre białka działają jako receptory do przekazywania sygnałów w środowisku komórki.

Na przykład receptor na powierzchni komórki wiąże sygnał w przestrzeni zewnątrzkomórkowej i generuje sygnały wewnątrzkomórkowe. Inne łączą się jako transportery, aby zapewnić ścieżkę dla różnych typów cząsteczek do przejścia. Dodatkowe białka mogą służyć jako ogniwa strukturalne łączące cytoszkielet z macierzą zewnątrzkomórkową lub sąsiednimi komórkami.

Wreszcie, węglowodany będą wiązać się albo z fosfolipidami tworzącymi glikolipidy, albo z białkami na błonach, tworząc glikoproteiny. Oba pełnią ważne funkcje, takie jak wiązanie hormonów lub neuroprzekaźników, a także umożliwiają komórkom wzajemne rozpoznawanie.