תכונות קרום פלסמטיות, פונקציות ומבנה

ה קרום פלזמה, קרום הסלולר, plasmalemma או הממברנה cytoplasmic, הוא מבנה של אופי השומנים המקיף ותוחם את התאים, להיות מרכיב חיוני של הארכיטקטורה שלה. Biomembranes יש רכוש של סגירת מבנה מסוים עם החיצוני שלהם. תפקידו העיקרי הוא לשמש מכשול.

בנוסף, הוא שולט על מעבר של חלקיקים שיכולים להיכנס ולצאת. חלבונים מממברנה פועלים כ"דלתות מולקולריות "עם שומרי סף תובעניים למדי. להרכב הממברנה יש גם תפקיד בהכרה בתאים.

מבחינה מבנית, הם bilayers שנוצרו על ידי טבעי phospholipids, חלבונים ופחמימות. באופן אנלוגי, פוספוליפיד מייצג זרחן עם ראש וזנב. הזנב מיוצר על ידי שרשרות פחמן מסיס במים, אלה מקובצים פנימה.

לעומת זאת, הראש הם קוטביים ולתת את הסביבה תא מימי. הממברנות הן מבנים יציבים ביותר. הכוחות השומרים עליהם הם אלה של ואן דר ואלס, בין הפוספוליפידים המרכיבים אותם; זה מאפשר להם להקיף היטב את קצה התאים.

עם זאת, הם גם די דינמי נוזל. המאפיינים של הממברנות להשתנות בהתאם לסוג התא ניתח. לדוגמה, תאי הדם האדומים חייבים להיות גמישים כדי לעבור דרך כלי הדם. 

לעומת זאת, בנוירונים הממברנה (נדן המיאלין) יש את המבנה הדרוש כדי לאפשר ביעילות הולכה דחף עצבי.

אינדקס

• 1 מאפיינים כלליים
  • 1.1 נזילות הממברנה
  • 1.2 עקמומיות
  • 1.3 התפלגות ליפידים
• 2 פונקציות
• מבנה והרכב
  • 3.1 מודל פסיפס נוזלי
  • 3.2 סוגי שומנים
  • 3.3 רפסודות ליפידים
  • 3.4 ממברנה חלבונים
• 4 הפניות

מאפיינים כלליים

ממברנות הן מבנים דינמיים למדי המשתנים מאוד בהתאם לסוג התא ואת הרכב השומנים שלהם. הממברנות משתנות בהתאם למאפיינים אלה באופן הבא:

נזילות של הממברנה

הממברנה אינה ישות סטטית, היא מתנהגת כמו נוזל. מידת הנזילות של המבנה תלויה במספר גורמים, כולל הרכב השומנים והטמפרטורה שבה נחשפים הממברנות.

כאשר כל הקשרים הקיימים ברשתות הפחמן רוויים, הממברנה נוטה להתנהג כמו ג'ל והאינטראקציות של ואן דר ואלס יציבות. לעומת זאת, כאשר יש קשרים כפולים, האינטראקציות קטנות יותר והנזילות גדלה

בנוסף, קיימת השפעה על אורך שרשרת הפחמן. ככל שהיא ארוכה יותר, כך מתרחשות יותר אינטראקציות עם שכנותיה, ובכך מגבירות את השטף. ככל שהטמפרטורה עולה, גם נזילות הממברנה גדלה.

כולסטרול יש תפקיד חיוני ברגולציה של נזילות תלוי ריכוזי הכולסטרול. כאשר הזנבות הם ארוכים, כולסטרול מעשים כמו אימובילייזר של אותם, הפחתת נזילות. תופעה זו מתרחשת ברמות כולסטרול נורמלי.

האפקט משתנה כאשר ריכוזי הכולסטרול נמוכים יותר. כאשר אינטראקציה עם זנבות של שומנים, האפקט שגורם הוא ההפרדה של אלה, הפחתת נזילות.

עקמומיות

כמו נזילות, העקמומיות של הממברנה נקבעת על ידי השומנים המרכיבים כל קרום בפרט.

העקמומיות תלויה בגודל ראש השומנים והזנב. אלה עם זנבות ארוכים וראשים גדולים הם שטוחים; אלה עם ראשי קטן יחסית נוטים עקומה הרבה יותר מאשר הקבוצה הקודמת.

תכונה זו חשובה בתופעות של evagination ממברנה, היווצרות שלפוחית, microvilli, בין היתר.

התפלגות השומנים

שני "הסדינים" היוצרים כל קרום - אנו זוכרים כי הוא bilayer - אין לי את אותו הרכב של שומנים בתוכו; לכן נאמר כי ההתפלגות היא אסימטרית. לעובדה זו יש השלכות תפקודיות חשובות.

דוגמה ספציפית היא ההרכב של קרום הפלסמה של אריתרוציטים. בתאי הדם האלה sphingomyelin ו phosphatidylcholine (אשר יוצרים ממברנות עם נזילות יחסית גדולה יותר) נמצאים על ידי מול החיצוני של התא.

ליפידים נוטים ליצור מבנים נוזלים יותר הפנים cytosol. דפוס זה אינו מלווה כולסטרול, אשר מופץ פחות או יותר הומוגנית בשתי שכבות.

פונקציות

הפונקציה של הממברנה של כל סוג תא קשורה קשר הדוק המבנה שלה. עם זאת, הם ממלאים תפקידים בסיסיים.

ביומברנות אחראיות על תיחום הסביבה הסלולרית. כמו כן, ישנם תאים קרום בתוך התא.

לדוגמה, מיטוכונדריה ו chloroplasts מוקפים ממברנות מבנים אלה מעורבים התגובות ביוכימיים המתרחשים אלה האברונים.

הממברנות מסדירות את מעבר החומרים לתא. הודות למחסום זה החומרים הדרושים יכולים להיכנס, באופן פסיבי או פעיל (עם הצורך ב- ATP). כמו כן, חומרים לא רצויים או רעילים לא נכנסים.

הממברנות שומרות על ההרכב היוני של התא ברמות מתאימות, באמצעות תהליכי אוסמוזה ודיפוזיה. מים יכולים לנסוע בחופשיות בהתאם שיפוע הריכוז שלה. מלחים ומטבוליטים יש מובילים ספציפיים וגם לווסת pH הסלולר.

הודות לנוכחות של חלבונים וערוצים על פני השטח של הממברנה, תאים סמוכים יכולים אינטראקציה וחילופי חומרים. בדרך זו, התאים לבוא יחד הרקמות נוצרות.

לבסוף, הממברנות מספקות מספר משמעותי של חלבונים איתות ומאפשרים אינטראקציה עם הורמונים, נוירוטרנסמיטרים, בין היתר..

מבנה והרכב

המרכיב הבסיסי של הקרומים הם phospholipids. מולקולות אלה הן אמפיפאטיות, יש להן קוטב ואזור אפולרי. הקוטב מאפשר להם לתקשר עם מים, בעוד הזנב הוא שרשרת פחמן הידרופובי.

הקשר של מולקולות אלה מתרחשת באופן ספונטני bilayer, עם זנבות הידרופובי אינטראקציה אחד עם השני ואת הראשים מצביע על.

בתא קטן אנו מוצאים כמות גדולה מאוד של שומנים, בסדר גודל של 10⁹ מולקולות ממברנות יש עובי של כ 7 ננומטר. הליבה הפנימית הידרופובי, כמעט בכל הממברנות, תופסת עובי של 3 עד 4 ננומטר.

מודל פסיפס נוזל

המודל המטופל כיום על ידי ביומברנות ידוע בשם "פסיפס נוזל", שנוסחה בשנות ה -70 על ידי חוקרים סינגר וניקולסון. המודל מציע כי הממברנות נוצרות לא רק של שומנים, אלא גם של פחמימות וחלבונים. המונח פסיפס מתייחס לתערובת אמר.

פני הממברנה הפונה אל מחוץ לתא נקראים הפנים האקספלסמה. לעומת זאת, הצד הפנימי הוא cytosolic.

אותו המינוח חל על הביו-ממברנות המרכיבות את האברונים, פרט לפנים האקספלזמיות במקרה זה מצביע על החלק הפנימי של התא ולא כלפי חוץ.

השומנים שמרכיבים את הממברנות אינם סטטיים. אלה יש את היכולת לנוע, עם מידה מסוימת של חופש באזורים ספציפיים, דרך המבנה.

הממברנות מורכבות משלושה סוגים עיקריים של שומנים: phosphoglycerides, sphingolipids וסטרואידים; כולם מולקולות אמפיפאטיות. להלן נתאר בפירוט כל קבוצה:

סוגי שומנים

הקבוצה הראשונה, המורכבת של phosphoglycerides, מגיע גליצרול -3 פוספט. הזנב, עם אופי הידרופובי, מורכב משני שרשראות של חומצות שומן. אורך השרשראות משתנה: הן יכולות להיות בין 16 ל -18 פחמנים. ייתכן שיש להם קשר יחיד או כפול בין הפחמנים.

תת-הסוג של קבוצה זו ניתנת לפי סוג הראש שהם מציגים. Phosphatidylchcholines הם הנפוצים ביותר ואת הראש מכיל choline. בסוגים אחרים, מולקולות שונות כגון ethanolamine או serine אינטראקציה עם קבוצת פוספט.

קבוצה נוספת של phosphoglycerides הם plasmalogens. שרשרת השומנים קשורה גליצרול על ידי אגרת אסטר; בתורו, יש שרשרת פחמן המקושר גליצרול באמצעות הקשר האתר. הם די בשפע בלב ובמוח.

Sphingolipids באים sphingosine. Sphingomyelin הוא spingolipid שופע. הגליקוליפידים מיוצרים על ידי ראשי הסוכרים.

המעמד השלישי והאחרון של ליפידים המהווים את הקרומים הם סטרואידים. הם טבעות של פחמנים, מאוחדים בקבוצות של ארבעה. כולסטרול הוא סטרואידים נוכח בממברנות ובמיוחד בשפע של יונקים וחיידקים.

רפסודות שומנים

ישנם אזורים ספציפיים של ממברנות של אורגניזמים אורגני שבו כולסטרול ו sphingolipids מרוכזים. תחומים אלה ידועים גם בשם רפסודות ליפידים.

בתוך אזורים אלה הם שוכנים גם חלבונים שונים, שתפקידה הוא איתות סלולארי. הוא האמין כי רכיבי השומנים לווסת את רכיבי החלבון ברפסודות.

חלבונים ממברנה

בתוך הממברנה פלזמה מעוגנים סדרה של חלבונים. אלה יכולים להיות אינטגרליים, מעוגנים השומנים או ממוקם בפריפריה.

האינטגרלים עוברים דרך הממברנה. לכן, הם חייבים להחזיק תחומים חלבון הידרופילית הידרופובי כדי להיות מסוגלים לתקשר עם כל הרכיבים.

בחלבונים המעוגנים בשומנים, שרשרת הפחמן מעוגנת באחת משכבות הממברנה. החלבון לא ממש נכנס לקרום.

לבסוף, היקפיים אלה אינם אינטראקציה ישירות עם אזור הידרופובי של הממברנה. להיפך, הם יכולים להיות מחוברים באמצעות חלבון אינטגרלי או על ידי ראשי הקוטב. הם יכולים להיות ממוקמים משני צידי הממברנה.

אחוז החלבונים בכל קרום שונה מאוד: מ 20% ב נוירונים עד 70% בקרום המיטוכונדריה, שכן הוא צריך כמות גדולה של אלמנטים חלבון לבצע את התגובות המטבוליות המתרחשות שם.

הפניות

1. קראפט, מ. ל. (2013). פלזמה ארגון הממברנה ותפקוד: העבר רפסודות שומנים בעבר. ביולוגיה מולקולרית של התא, 24(18), 2765-2768.
2. לודש, ח '(2002). ביולוגיה מולקולרית של התא. מהדורה 4. מדע גרלנד
3. Lodish, H. (2005). ביולוגיה תאית ומולקולרית. אד פנמריקנה מדיקל.
4. Lombard, J. (2014). פעם אחת את קרום התא: 175 שנים של מחקר גבול התא. ביולוגיה ישירה, 9(1), 32.
5. Thibodeau, G.A., Patton, K.T, & Howard, K. (1998). מבנה ותפקוד. ספרד ספרד.