Informácie

5: Bunkové membrány - biológia

5: Bunkové membrány - biológia


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

5: Bunkové membrány

Úvod

Bunky sú základnými jednotkami života, ktoré sú schopné vykonávať všetky životné procesy. Sú stavebnými kameňmi všetkých organizmov. Niektoré živé organizmy sú tvorené iba jednou bunkou a nazývajú sa jednobunkové, zatiaľ čo zvyšok tvoria mnohé bunky nazývané mnohobunkové organizmy. V jednobunkových aj mnohobunkových organizmoch sú bunky oddelené od seba a okolia bariérou nazývanou plazmatická membrána alebo bunková membrána.

Bunková membrána, tiež nazývaná plazmatická membrána, je fyzickou bariérou medzi bunkou a okolitým prostredím. Je to vonkajšia časť bunky u zvierat. V rastlinách, baktériách a hubách je však obklopený silnou bunkovou stenou. Všetko, čo je obsiahnuté v bunke, nesmie opustiť bunku, pokiaľ to nedovoľuje plazmatická membrána. Podobne nič nemôže vstúpiť do bunky, pokiaľ to nie je priepustné cez bunkovú membránu.

V tomto článku sa budeme zaoberať štruktúrou a zložením bunkovej membrány, ako aj jej funkciami.


Flexibilné kontajnery

Bunková membrána nie je pevná štruktúra. Je vyrobený z miliónov menších molekúl, ktoré vytvárajú flexibilnú a poréznu nádobu. Bielkoviny a fosfolipidy tvoria väčšinu membránovej štruktúry. Fosfolipidy tvoria základný vak. Proteíny sa nachádzajú okolo dier a pomáhajú presúvať molekuly dovnútra a von z bunky. K vnútornému a vonkajšiemu povrchu membrány sú tiež pripojené proteíny.

Vedci používajú model tekutej mozaiky na opis organizácie fosfolipidov a proteínov. Model vám ukazuje, že molekuly fosfolipidov majú tvar hlavy a chvosta. Hlavová časť molekuly má rada vodu (hydrofilné) zatiaľ čo chvost nie (hydrofóbne). Pretože sa chvosty chcú vyhýbať vode, majú tendenciu lepiť sa k sebe a nechať hlavy smerovať k vodnej (vodný) oblasti vo vnútri a mimo bunky. Dva povrchy molekúl vytvárajú lipidová dvojvrstva.


Permeabilizácia bunkových membrán

Aby sa detegovali intracelulárne antigény, bunky sa musia najskôr permeabilizovať, najmä po fixácii sieťovacími činidlami, ako sú formaldehyd a glutaraldehyd. Permeabilizácia poskytuje prístup k intracelulárnym alebo intraorganelárnym antigénom. Bežne sa používajú dva všeobecné typy činidiel: organické rozpúšťadlá, ako napríklad metanol a acetón, a detergenty, ako saponín, Triton X-100 a Tween-20. Organické rozpúšťadlá rozpúšťajú lipidy z bunkových membrán, čím sa stávajú priepustnými pre protilátky. Pretože organické rozpúšťadlá tiež koagulujú proteíny, môžu sa použiť na fixáciu a permeabilizáciu buniek súčasne. Saponín interaguje s membránovým cholesterolom, selektívne ho odstraňuje a ponecháva v membráne otvory. Nevýhodou detergentov, ako sú Triton X-100 a Tween-20, je to, že nie sú svojou povahou neselektívne a môžu extrahovať proteíny spolu s lipidmi. Táto kapitola poskytuje metódy na použitie organických rozpúšťadiel a detergentov na permeabilizáciu bunkových membrán.


5: Bunkové membrány - biológia

Každá vnútorná oblasť bunky musí byť obsluhovaná časťou povrchu bunky. Ako bunka rastie, zväčšuje sa jej vnútorný objem a bunková membrána sa rozširuje. Objem sa bohužiaľ zvyšuje rýchlejšie ako povrchová plocha, a tak relatívne množstvo povrchu, ktoré je k dispozícii na prechod materiálov do jednotkového objemu bunky, neustále klesá.

Nakoniec, v určitom okamihu je k dispozícii dostatok povrchu na obsluhu celého interiéru. Ak chce bunka prežiť, musí prestať rásť.

Povrchová plocha do
Objemový pomer Dôležitým bodom je, že pomer povrchu k objemu sa s rastúcou bunkou zmenšuje.

Ak teda bunka narastie nad určitú hranicu, nebude dostatok materiálu schopné prejsť cez membránu dostatočne rýchlo na to, aby sa prispôsobil zvýšenému objemu buniek. Keď sa to stane, bunka sa musí rozdeliť na menšie bunky s priaznivým pomerom povrchovej plochy/objemu alebo prestane fungovať.


Štruktúra bunkovej membrány

Bunková membrána je tvorená fosfolipidovou dvojvrstvou. Fosfolipidy sú lipidové molekuly tvorené hlavou fosfátovej skupiny a dvoma koncami mastných kyselín. Dôležité je, že vlastnosti fosfolipidových molekúl im umožňujú spontánne vytvárať dvojvrstvovú membránu.

Hlava fosfolipidovej skupiny fosfolipidu je hydrofilná, zatiaľ čo chvost fosfolipidu je hydrofóbny. To znamená, že fosfátová skupina je priťahovaná vodou, zatiaľ čo chvost je odpudzovaný vodou.

Keď sú vo vode alebo vo vodnom roztoku (vrátane vo vnútri tela), hydrofóbne hlavy fosfolipidov sa orientujú tak, aby boli vo vnútri, čo najďalej od vody. Naproti tomu hydrofilné hlavice budú na vonkajšej strane a budú v kontakte s vodou. Výsledkom je, že sa vytvorí dvojitá vrstva fosfolipidov, pričom hydrofóbne hlavy sa zhlukujú v strede a hydrofilné chvosty tvoria vonkajšiu časť štruktúry. Odborný termín pre túto dvojitú vrstvu fosfolipidov, ktorá tvorí bunkovú membránu, je fosfolipidová dvojvrstva.

Faktory spojené s membránou

Bunková membrána obsahuje okrem fosfolipidovej dvojvrstvy aj molekuly lipidov, najmä glykolipidy a steroly. Jedným z dôležitých sterolov je cholesterol, ktorý reguluje tekutosť bunkovej membrány v živočíšnych bunkách. Keď je cholesterolu menej, membrány sa stávajú tekutejšími, ale aj priepustnejšími pre molekuly. Množstvo cholesterolu v membráne pomáha udržiavať jeho priepustnosť, aby do bunky mohlo naraz vstúpiť správne množstvo molekúl.

Bunková membrána tiež obsahuje mnoho rôznych bielkovín. Proteíny tvoria asi polovicu bunkovej membrány. Mnohé z týchto proteínov sú transmembránové proteíny, ktoré sú zapustené v membráne, ale vyčnievajú na oboch stranách (t. j. presahujú celú lipidovú dvojvrstvu).

Niektoré z týchto proteínov sú receptory, ktoré sa viažu na signálne molekuly. Ostatné sú iónové kanály, ktoré sú jediným spôsobom, ako vpustiť ióny do bunky alebo z nej. Vedci používajú model tekutej mozaiky na opis štruktúry bunkovej membrány. Bunková membrána má tekutú konzistenciu, pretože je tvorená veľkou časťou fosfolipidov, a preto sa proteíny voľne pohybujú po jej povrchu. Množstvo rôznych bielkovín a lipidov v bunkovej membráne jej dodáva vzhľad mozaiky.


Pozri si video: Když onemocní buňky NEZkreslená věda I (November 2022).