Šūnu membrānu

definīcija

Šūnas ir mazākās, saskanīgās vienības, kas veido orgānus un audus. Katru šūnu ieskauj šūnu membrāna, barjera, kas sastāv no īpaša tauku daļiņu dubultā slāņa, tā saucamā lipīdu dubultā slāņa. Lipīdu divslāņu slāņus var iedomāties kā divas tauku kārtiņas, kas sakrautas viena otrai virspusē, kuras ķīmisko īpašību dēļ nevar atdalīties viena no otras un tādējādi veido ļoti stabilu vienību. Šūnu membrānas pilda daudz dažādu funkciju: tās tiek izmantotas komunikācijai, aizsardzībai un kā šūnu vadības punkts.

Kuras ir dažādas šūnu membrānas?

Šūnu ne tikai ieskauj membrāna, bet arī šūnas organellas. Šūnu organellās ir mazi, ar membrānu atdalīti laukumi šūnā, un katram no tiem ir savs uzdevums. Tie atšķiras ar olbaltumvielām, kuras ir iestrādātas membrānās un darbojas kā vielu pārvadātāji, kuras jāpārvadā pāri membrānai.

Iekšējā mitohondriju membrāna ir īpaša šūnas membrānas forma.Mitohondriji ir organoīdi, kas ir svarīgi šūnai enerģijas ģenerēšanai. Cilvēka šūnā tie tika absorbēti tikai vēlāk evolūcijas gaitā. Tāpēc viņiem ir divas lipīdu divslāņu membrānas. Ārējā ir klasiskā cilvēka, iekšējā - mitohondrijam raksturīgā membrāna. Tas satur kardiolipīnu - taukskābi, kas ir iebūvēta tauku plēvē un ko var atrast tikai iekšējā membrānā un nevienā citā.

Cilvēka ķermenī ir tikai šūnas, kuras ieskauj šūnu membrāna. Tomēr ir arī šūnas, piemēram, baktērijas, kuras arī ieskauj šūnas siena. Tāpēc terminus šūna un šūnas membrāna nevar izmantot sinonīmi. Šūnu sienas ir ievērojami biezākas un arī stabilizē šūnu membrānu. Šūnu sienas cilvēka ķermenī nav vajadzīgas, jo daudzas atsevišķas šūnas var apvienoties, veidojot spēcīgas asociācijas. Baktērijas, no otras puses, ir vienas šūnas, t.i., tās sastāv tikai no vienas šūnas, kas bez šūnas sienas būtu ievērojami vājākas.

Lasiet vairāk par šo tēmu vietnē: baktērijas

Šūnas membrānas uzbūve

Šūnu membrānas atdala dažādas zonas viena no otras. Lai to izdarītu, tām jāatbilst daudzām dažādām prasībām: Pirmkārt, šūnu membrānas veido divu tauku plēvju dubultā kārta, kas savukārt sastāv no atsevišķām taukskābēm. Taukskābes sastāv no ūdenī šķīstošas, hidrofils No galvas un no ūdenī nešķīstoša, hidrofobiskas Aste. Galvas piestiprinās viena pie otras vienā plaknē tā, lai astes masa visu norādītu vienā virzienā. No otras puses, tajā pašā modelī uzkrājas vēl viena taukskābju sērija. Tādējādi tiek izveidots dubultā slānis, kuru no ārpuses ierobežo galvas un tādā veidā vienu iekšpusi hidrofobiskas Izveidojas apgabals, t.i., apgabals, kurā nevar iekļūt ūdens.

Atkarībā no tā, no kurām molekulām veido taukskābes galvu, tām ir dažādi nosaukumi un atšķirīgas īpašības, taču tām ir tikai pakārtota loma. Taukskābes var būt nepiesātinātas vai piesātinātas atkarībā no astes un tās ķīmiskās struktūras. Nepiesātinātās taukskābes ir ievērojami stingrākas un izraisa membrānas plūstamības samazināšanos, turpretī piesātinātās taukskābes palielina plūstamību. Plūstamība ir lipīdu divslāņu mobilitātes un deformējamības mērs. Atkarībā no šūnas uzdevuma un stāvokļa ir vajadzīgas dažādas mobilitātes un stingrības pakāpes, ko var panākt, papildus iekļaujot vienu vai otru taukskābju veidu.

Turklāt membrānā var iebūvēt holesterīnu, kas masveidā pazemina šķidrumu un tādējādi stabilizē membrānu. Šīs struktūras dēļ tikai ļoti mazas, ūdenī nešķīstošas ​​vielas var viegli pārvarēt membrānu.

Tomēr, tā kā ievērojami lielākām un ūdenī nešķīstošām vielām ir arī jāšķērso membrāna, lai tās varētu transportēt šūnā vai no tās, ir nepieciešami transporta proteīni un kanāli. Tos uzglabā membrānā starp taukskābēm. Tā kā šie kanāli ir caurspīdīgi dažām molekulām, nevis citiem, tiek runāts par vienu Puscaurlaidība šūnas membrāna, t.i., daļēja caurlaidība.

Pēdējais šūnas membrānas elements ir receptori. Receptori ir arī lieli proteīni, kas lielākoties tiek ražoti pašā šūnā un pēc tam iebūvēti membrānā. Varat tos pilnībā aptvert vai atbalstīt tikai no ārpuses. Savas ķīmiskās struktūras dēļ transportieri, kanāli un receptori stingri paliek membrānā un uz tās, un to nevar viegli atdalīt no tā. Tomēr tos var pārvietot sāniski uz dažādām membrānas vietām atkarībā no tā, kur tie nepieciešami.

Visbeidzot, tehniskā ziņā šūnas membrānas ārpusē joprojām var būt cukura ķēdes Glikokaliks sauca. Piemēram, tie ir asins tipa sistēmas pamats. Tā kā šūnas membrāna sastāv no tik daudziem dažādiem celtniecības blokiem, kas var mainīt arī precīzu to atrašanās vietu, to sauc arī par šķidrās mozaīkas modeli.

Lasiet vairāk par šo tēmu vietnē: Asins veidi

Šūnas membrānas biezums

Šūnu membrānas ir apmēram 7 nm biezas, t.i., ārkārtīgi plānas, taču joprojām ir izturīgas un nepārvaramas lielākajai daļai vielu. Galvas laukumi katra biezuma laikā ir apmēram 2 nm hidrofobiskas Astes laukums ir 3 nm plats. Šī vērtība gandrīz neatšķiras no dažāda veida šūnām cilvēka ķermenī.

Kādas ir šūnas membrānas sastāvdaļas?

Pamatā šūnu membrāna sastāv no fosfolipīdu dubultā slāņa. Fosfolipīdi ir celtniecības bloki, kas sastāv no ūdeni mīlošas, t.i., hidrofīlas, galvas un astes, ko veido divas taukskābes. Daļa, ko veido taukskābes, ir hidrofobiska, kas nozīmē, ka tā atgrūž ūdeni.
Fosfolipīdu dubultā slānī hidrofobie komponenti ir vērsti viens pret otru. Hidrofilās daļas norāda uz kameras ārpusi un iekšpusi. Šī membrānas struktūra ļauj divas ūdens vides atdalīt viena no otras.

Šūnu membrāna satur arī sfingolipīdus un holesterīnu. Šīs vielas regulē šūnu membrānas struktūru un plūstamību. Fluidity ir mēraukla tam, cik labi olbaltumvielas var pārvietoties šūnu membrānā. Jo augstāka ir šūnas membrānas plūstamība, jo vieglāk olbaltumvielām tajā var pārvietoties.

Turklāt šūnu membrānā ir daudz dažādu olbaltumvielu. Šīs olbaltumvielas izmanto vielu pārvadāšanai caur membrānu vai mijiedarbībai ar vidi. Šo mijiedarbību var panākt, izmantojot tiešu saikni starp blakus esošajām šūnām vai caur kurjeriem, kas saistās ar membrānas olbaltumvielām.

Arī šī tēma varētu jūs interesēt: Šūnu plazma cilvēka ķermenī

Fosfolipīdi šūnas membrānā

Fosfolipīdi ir galvenā šūnas membrānas sastāvdaļa. Fosfolipīdi ir amfifīli. Tas nozīmē, ka tie sastāv no hidrofilās un hidrofobās daļas. Šī fosfolipīdu īpašība ļauj atdalīt šūnas iekšpusi no apkārtējās vides.

Ir dažādas fosfolipīdu formas. Fosfolipīdu hidrofilo mugurkaulu veido vai nu glicerīns, vai sfingozīns. Abām formām ir kopīgs, ka pamatbūvei ir piestiprinātas divas hidrofobās ogļūdeņražu ķēdes.

Holesterīns šūnu membrānā

Holesterīns atrodas šūnu membrānā, lai palīdzētu regulēt plūstamību. Pastāvīga plūstamība ir ļoti svarīga, lai uzturētu šūnu membrānas transportēšanas procesus. Augstās temperatūrās šūnu membrāna mēdz kļūt pārāk šķidra. Savienojumi starp fosfolipīdiem, kas normālos apstākļos jau ir vāji, augstā temperatūrā ir vēl vājāki. Stingrās struktūras dēļ holesterīns palīdz uzturēt noteiktu spēku.

Zemā temperatūrā tas izskatās savādāk. Šeit membrāna var kļūt pārāk saspringta. Fosfolipīdi, kuru hidrofobā sastāvdaļa ir piesātinātās taukskābes, kļūst īpaši cietas. Tas nozīmē, ka fosfolipīdi var atrasties ļoti tuvu viens otram. Šādā gadījumā šūnu membrānā uzkrātais holesterīns palielina šķidrumu, jo holesterīns satur stingru gredzena struktūru un tādējādi darbojas kā starpnieks.

Detalizētu informāciju par tēmu "holesterīns" jūs varat atrast vietnē:

• ZBL - "zema blīvuma lipoproteīns"
• ABL - "augsta blīvuma lipoproteīns"
• Holesterīna esterāze - tas ir tas, kas tam ir svarīgs

Šūnas membrānas funkcijas

Kā liecina sarežģītā šūnu membrānu struktūra, tām jāpilda daudzas dažādas funkcijas, kas var ievērojami atšķirties atkarībā no šūnas veida un atrašanās vietas. No vienas puses, membrānas parasti ir barjera.funkcija, kuru nevajadzētu novērtēt par zemu. Jebkurā laikā mūsu ķermenī paralēli notiek neskaitāmas reakcijas. Ja viņi visi notiktu vienā telpā, viņi spēcīgi ietekmētu un pat atceltu viens otru. Regulēts metabolisma process nebūtu iespējams, un cilvēkiem, jo ​​tie pastāv un darbojas kopumā, tas nav iedomājams.

Tie kalpo arī kā transporta līdzeklis daudzām dažādām vielām, kuras ar membrānām pārvadā ar membrānām. Lai tās varētu darboties kopā kā orgāns, atsevišķām šūnām jābūt kontaktā caur to membrānām. Tas tiek panākts, izmantojot dažādus savienojošos proteīnus un receptorus. Šūnas var izmantot receptorus, lai identificētu viens otru, sazinātos viens ar otru un apmainītos ar informāciju. E.g. glikokalikss kā viena no daudzajām atšķirīgajām īpašībām starp paša organisma un svešajām šūnām. Receptori ir olbaltumvielas, kas uztver signālus no šūnas ārpusē un nodod tos šūnas kodolā un tādējādi šūnas “smadzenēs”. Atkarībā no tā ķīmiskās daļiņas ķīmiskajām īpašībām, kura piestiprināta pie receptora, tā atrodas vai nu šūnas ārpusē, šūnā vai šūnas membrānā.

Bet arī šūnas pašas var nodot informāciju. Visslavenākie no mūsu ķermeņiem ir nervu šūnas. Lai membrānas varētu veikt savu funkciju, tām jāspēj vadīt elektriskos signālus. Elektriskie signāli rodas dažādu lādiņu dēļ kamerās un ārpus tām. Jāsaglabā šī maksas atšķirība, ko sauc arī par gradientu. Šajā kontekstā var runāt par membrānas potenciālu. Šūnu membrānas atdala atšķirīgi uzlādētās zonas viena no otras, bet tajā pašā laikā satur kanālus, kas ļauj īsā laikā mainīt uzlādēšanas koeficientus, lai varētu plūst faktiskā strāva un tādējādi arī pārraidāmā informācija. Šo parādību sauc arī par darbības potenciālu.

Lasiet vairāk par šo tēmu vietnē: Nervu šūna

Transportēšanas procesi šūnas membrānā

Šūnu membrāna pati par sevi ir necaurlaidīga lielākām molekulām un joniem. Lai varētu notikt apmaiņa starp šūnas iekšpusi un vidi, šūnas membrānā ir olbaltumvielas, kas pārvadā dažādas molekulas šūnā un no tās.

Ar šiem proteīniem tiek nošķirti kanāli, caur kuriem viela pasīvi iziet šūnā vai iziet no tās pa koncentrācijas atšķirībām. Citiem proteīniem ir jāražo enerģija, lai vielas aktīvi pārvadātu pa šūnu membrānu.

Vēl viena svarīga transporta forma ir pūslīši. Pūslīši ir mazi burbuļi, kas tiek atdalīti no šūnas membrānas. Vielas, kas tiek ražotas šūnā, var izdalīties vidē caur šiem vezikuliem. Turklāt vielas var izvadīt arī no šūnu vides.

Atšķirības baktēriju šūnu membrānā - penicilīnā

Šūnas membrāna baktērijas gandrīz neatšķiras no cilvēka ķermeņa. Liela atšķirība starp šūnām slēpjas baktēriju papildu šūnu siena. Šūnas siena piestiprinās pie šūnas membrānas ārpuses un šādā veidā stabilizē un aizsargā baktēriju, kas bez tās būtu ievainojama. viņa ir prom Mureins, īpaša cukura daļiņa, kurā var iekļaut citas olbaltumvielas, piemēram, Lokomotīcija un pavairošana pasniegt. penicilīns var izjaukt šūnas sienas sintēzi un tādējādi darbojas baktericīds, tas ir, tas nogalina baktēriju. Tādā veidā ir iespējama mērķtiecīga darbība pret slimību izraisošām baktērijām, vienlaikus neiznīcinot paša organisma šūnas.