lipide membranare
membrana celulară este o structură dinamică compusă din lipide, proteine și carbohidrați. Protejează celula împiedicând scurgerea materialelor, controlează ceea ce poate intra sau ieși prin membrană, asigură un situs de legare pentru hormoni și alte substanțe chimice și servește ca carte de identificare pentru sistemul imunitar pentru a distinge între celulele „auto” și „non-auto”., Vom investiga mai întâi anatomia membranei celulare și apoi vom continua să studiem fiziologia transportului membranei.stratul fosfolipidic este țesătura principală a membranei. Structura bistratului face ca membrana să fie semi-permeabilă. Amintiți-vă că moleculele fosfolipide sunt amfifile, ceea ce înseamnă că ele conțin atât o regiune nepolară, cât și o regiune polară. Fosfolipidele au un cap polar (conține o grupare fosfatică încărcată) cu două cozi de acid gras hidrofob nepolar., Cozile fosfolipidelor se confruntă reciproc în miezul membranei, în timp ce fiecare cap polar se află în exteriorul și în interiorul celulei. Având capetele polare orientate spre laturile externe și interne ale membranei atrage alte molecule polare la membrana celulară. Miezul hidrofob blochează difuzia ionilor hidrofili și a moleculelor polare. Moleculele și gazele hidrofobe mici, care se pot dizolva în miezul membranei, o traversează cu ușurință.alte molecule necesită proteine pentru a le transporta prin membrană., Proteinele determină majoritatea funcțiilor specifice ale membranei. Membrana plasmatică și membranele diferitelor organele au fiecare colecții unice de proteine. De exemplu, până în prezent, mai mult de 50 de tipuri de proteine au fost găsite în membrana plasmatică a globulelor roșii.
importanța structurii membranei fosfolipide
Ce este important despre structura unei membrane fosfolipide? În primul rând, este fluid. Acest lucru permite celulelor să își schimbe forma, permițând creșterea și mișcarea., Fluiditatea membranei este reglată de tipurile de fosfolipide și de prezența colesterolului. În al doilea rând, membrana fosfolipidă este selectiv permeabilă.capacitatea unei molecule de a trece prin membrană depinde de polaritatea acesteia și într-o oarecare măsură de dimensiunea acesteia. Multe molecule nepolare, cum ar fi oxigenul, dioxidul de carbon și hidrocarburile mici, pot curge ușor prin membranele celulare. Această caracteristică a membranelor este foarte importantă deoarece hemoglobina, proteina care transportă oxigen în sângele nostru, este conținută în globulele roșii., Oxigenul trebuie să poată traversa liber membrana, astfel încât hemoglobina să se poată încărca complet cu oxigen în plămâni și să o livreze eficient țesuturilor noastre. Cele mai multe substanțe polare sunt oprite de o membrană celulară, cu excepția, probabil, pentru compuși polari mici, cum ar fi un alcool de carbon, metanol. Glucoza este prea mare pentru a trece prin membrană neasistată și o proteină transportoare specială o traversează. Un tip de diabet este cauzat de reglarea greșită a transportorului de glucoză. Aceasta scade capacitatea glucozei de a intra în celulă și are ca rezultat niveluri ridicate ale glicemiei., Ionii încărcați, cum ar fi ionii de sodiu (Na+) sau potasiu (K+) rareori trec printr-o membrană, prin urmare, au nevoie și de molecule speciale de transport pentru a trece prin membrană. Incapacitatea Na+ și K+ de a trece prin membrană permite celulei să regleze concentrațiile acestor ioni în interiorul sau în exteriorul celulei. Conducerea semnalelor electrice în neuronii dvs. se bazează pe capacitatea celulelor de a controla nivelurile Na+ și K+.membranele permeabile selectiv permit celulelor să mențină chimia citoplasmei diferită de cea a mediului extern., De asemenea, le permite să mențină condiții unice din punct de vedere chimic în organele lor.
fluiditatea membranelor celulare
membrana celulară nu este o structură statică. Este o structură dinamică care permite mișcarea fosfolipidelor și a proteinelor. Fluiditatea este un termen folosit pentru a descrie ușurința de mișcare a moleculelor în membrană și este o caracteristică importantă pentru funcția celulară. Fluiditatea este dependentă de temperatura (temperaturi crescute mai fluid și temperaturi scăzute face mai solid), acizi grași saturați și acizi grași nesaturați., Acizii grași saturați fac membrana mai puțin fluidă, în timp ce acizii grași nesaturați o fac mai fluidă. Raportul corect dintre acizii grași saturați și nesaturați menține fluidul membranei la orice temperatură favorabilă vieții. De exemplu, grâul de toamnă răspunde la scăderea temperaturilor prin creșterea cantității de acizi grași nesaturați din membranele celulare pentru a împiedica membrana celulară să devină prea solidă în frig. În celulele animale, colesterolul ajută la prevenirea ambalării cozilor de acizi grași și, astfel, scade necesarul de acizi grași nesaturați., Acest lucru ajută la menținerea naturii fluide a membranei celulare fără ca aceasta să devină prea lichidă la temperatura corpului.
proteine membranare
membranele conțin, de asemenea, proteine, care îndeplinesc multe dintre funcțiile membranei. Unele funcții ale proteinelor membranare sunt:
- Transport. Deoarece membrana plasmatică este doar semipermeabilă, celula are nevoie de o modalitate de a transporta materiale mai mari în și din celulă.
- comunicare. Deoarece membrana plasmatică este marginea celulei, aici celula comunică cu mediul său., Proteinele membranare sunt capabile să primească semnale din afara celulei și să înceapă un lanț de evenimente care determină celula să răspundă la aceste semnale.
- Metabolism. Proteinele membranare pot fi enzime care sunt implicate în reacțiile chimice ale metabolismului. Acestea sunt procesele care permit celulei să crească, să obțină energie și să elimine deșeurile.
- adeziune. Proteinele membranare ajută celulele să se lege între ele și să formeze țesuturi. Un exemplu în acest sens sunt celulele pielii, care trebuie să formeze o suprafață strânsă dacă pielea trebuie să mențină integritatea corespunzătoare., Proteinele membranare se leagă, de asemenea, de moleculele din interiorul și exteriorul celulei, care ajută celula să-și mențină structura.proteinele membranare sunt clasificate în două categorii majore: proteine integrale și proteine periferice. Proteinele membranare integrale sunt acele proteine care sunt încorporate în bistratul lipidic și sunt în general caracterizate prin solubilitatea lor în solvenți nepolari, hidrofobi. Proteinele transmembranare sunt exemple de proteine integrale cu regiuni hidrofobe care acoperă complet interiorul hidrofob al membranei., Părțile proteinei expuse la interiorul și exteriorul celulei sunt hidrofile. Proteinele integrale pot servi ca pori care permit selectiv ioni sau nutrienți și deșeuri în sau din celulă. De asemenea, pot transmite semnale prin membrană.spre deosebire de proteinele integrale care acoperă membrana, proteinele periferice se află pe o singură parte a membranei și sunt adesea atașate de proteine integrale. Unele proteine periferice servesc ca puncte de ancorare pentru citoschelet sau fibre extracelulare. Proteinele sunt mult mai mari decât lipidele și se mișcă mai lent., Unii se mișcă într-o manieră aparent direcționată, în timp ce alții derivă. Unele sunt glicoproteine care au un grup de carbohidrați atașat la proteină. Acestea sunt pe partea exterioară a membranei și importante pentru recunoașterea celulelor, funcționează ca o carte de identificare celulară.suprafața extracelulară a membranei celulare este decorată cu grupuri de carbohidrați atașate la lipide și proteine. Carbohidrații sunt adăugați la lipide și proteine printr-un proces numit glicozilare și se numesc glicolipide sau glicoproteine., Acești carbohidrați scurți sau oligozaharide sunt de obicei lanțuri de 15 sau mai puține molecule de zahăr. Oligozaharidele dau o identitate celulară (adică disting „sinele „de” sinele”) și sunt factorul distinctiv în tipurile de sânge uman și respingerea transplantului.
membranele sunt asimetrice
după cum sa discutat mai sus și văzut în imagine, membrana celulară este asimetrică. Fața extracelulară a membranei este în contact cu matricea extracelulară. Partea extracelulară a membranei conține oligozaharide care disting celula ca „sine”.,”De asemenea, conține sfârșitul proteinelor integrale care interacționează cu semnalele din alte celule și simt mediul extracelular. Membrana interioară este în contact cu conținutul celulei. Această parte a ancorelor membranei citoscheletului și conține capătul proteinelor integrale care transmit semnalele primite pe partea exterioară.
rezumat: membrane ca mozaicuri ale structurii și funcției
membrana biologică este un colaj al multor proteine diferite încorporate în matricea fluidă a bistratului lipidic., Bistratul lipidic este țesătura principală a membranei, iar structura sa creează o membrană semipermeabilă. Miezul hidrofob împiedică difuzia structurilor hidrofile, cum ar fi ionii și moleculele polare, dar permite moleculelor hidrofobe, care se pot dizolva în membrană, să o traverseze cu ușurință.