A sejtek alapvető szerkezeti eleme az citoplazmatikus membrán (sejtmembrán, plazmamembrán). Apropó plazmalema jelöli a növényi sejt citoplazmatikus membránja. Ezen alapmembránon kívül minden eukarióta sejt elengedhetetlen része egy biomembránokból álló teljes membránrendszer. A citoplazmatikus membrán szintén biomembrán. A biomembránok számos organellum szerkezeti alkotóelemei, ezért hívjuk őket membrán organellák.

áteresztő félig

Folyékony mozaik modell link

A fluid mozaik modell alapötlete Singer és Nicoson (1972) szerint egy foszfolipid kétrétegű plazmamembrán. Ennek a lipid kétrétegnek egy része fehérjemolekula, koleszterin és oligoszacharid, amelyek szabadon mozoghatnak benne külön-külön vagy egész csoportokban. Ezenkívül víz és ionok vannak jelen a membránban. A lipid kettős réteg fluiditása több tényezőtől függ. A lipidek létezhetnek sóként (folyadékként) vagy gélként. A hőmérséklet növekedése a képlékeny lipid cseppfolyósodását okozza. A biomembránok hőmérséklete (fázisátmeneti hőmérséklet) 17 ° C és 25 ° C között van, a pH-tól és az ionos környezettől függ. Bár a fehérje mozgása bebizonyosodott, egyes fehérjék szervezete stabilabb.

A biomembránok kémiai összetétele összekapcsolódik

Kétszer lipid képződik poláris lipidek, amelyeknek hidrofil (fej) és hidrofób része (farka) van. A membránban a hidrofób részek egymás felé befelé, a hidrofil részek pedig az intra- és extracelluláris (extra- és intracelluláris) tér felé orientálódnak. A biomembránok legfontosabb lipid komponensei a foszfolipidek, a glikolipidek és a koleszterin.

Glikolipidek szénhidrátkötés kapcsolódik a hidrofil végekhez (fejlécekhez). A szénhidrát komponensek a sejtmembrán külső felületén rakódnak le. Az oligoszacharid-részek hozzájárulnak a sejtfelületek specifitásához, és az immunrendszer sejtjei felismerik őket.

Koleszterin befolyásolja a biomembránok stabilitását. Minél több koleszterin molekula van a membránban, annál erősebb a membrán.

Membránfehérjék működésük szempontjából enzimek, receptorok és jelátviteli utak. Integrált fehérjék be vannak ágyazva a lipid kettős rétegbe, akár kívül, akár belül. Transzmembrán fehérjék behatolnak mindkét rétegbe a membrán teljes mélységén keresztül. Sem az integrált, sem a transzmembrán fehérjék nem választhatók el a membrántól. Perifériás fehérjék nem kovalensen kötődnek a membrán belső vagy külső felületéhez (pl. a belső mitokondriális membránhoz kötött citokróm), és könnyen elválaszthatók a membrántól.

A fehérjéhez kötött szénhidrátok a biomembránokban is jelen vannak. Ide o glikoproteinek, amelyek oligoszacharidok és 8-15 monoszacharidok egyetlen láncából vagy láncaiból állnak. Az állati sejtek oligoszacharid-láncai a sejtből állnak. A membrán külső oldala sűrűn pontozott ezekkel a szénhidrátláncokkal. Ez egy elektronmikroszkópban látható réteg, az ún glycocalyx, amely körülbelül 2,5 nm vastag glikoproteinek és glikolipidek rétegéből áll. Glycocalyx valójában egy sejtfelismerő eszköz, egyfajta azonosító kártya. Antigén szempontjából használják. A glycocalyxeket kondicionáljuk pl. vércsoport. A növényi sejtekben nincs glycocalyx, részben a sejtfal jelenléte, részben az immunrendszer hiánya miatt.

Nagy jelentőségük van a sejtmembrán felépítése és működése szempontjából kétértékű ionok, különösen a kalciumkationok (Ca 2+), mert ezek hiányában a membrán szétesik (szétesik). Ezen túlmenően biztosítják az idegimpulzusok továbbítását (elektromos funkció), az extracelluláris enzimek és fehérjék kofaktorainak funkcióját, az intracelluláris szabályozó funkcióját látják el és fontosak az izmok összehúzódása szempontjából.

Biomembrán kapcsolat funkció

A biomembránok általában két kémiailag és metabolikusan elkülönülő fázist választanak el egymástól. Elkülönítik a sejt belső részeit a külső környezettől, vagy az organellákat a sejt többi részétől. Szelektíven áteresztő (félig áteresztő, félig áteresztő) gátként működnek, lehetővé téve bizonyos anyagok (különösen a víz) áthaladását, mások pedig nem.

Receptorok a biomembránba integrált feladata a külső környezettel kapcsolatos információk megszerzése és a sejten belüli jelek értékesítése. membrán organelle. Az antigének felismerése a virionok és a baktériumsejtek felületén immunkompetens sejtreceptorokkal szintén ezen az elven működik. A receptorok biztosítják a sejtek közötti kommunikációt is, amely különösen a differenciált többsejtű organizmusban nagy jelentőséggel bír.

Az elektromos membránpotenciál kialakulása az izomösszehúzódás fiziológiai jellege, és biztosítja az információk gyors továbbítását és az idegimpulzusok vezetését az idegsejtekben.

Fontos a biomembránok metabolikus funkciója, a mitokondriumok légzési láncában való részvétel és a kloroplasztok fotoszintetikus folyamata is.

Végül, de nem utolsósorban, a biomembránokat olyan dinamikus struktúrákként kell érteni, amelyek elfojthatják tömegük egy részét (pl. Exocitikus vakuolok), vagy éppen ellenkezőleg, más membránmolekuláktól befogadják. Ez nemcsak a fontos anyagok szállítását biztosítja, hanem maga a biomembrán tömeg körforgását is a sejten belül és kívül. Ebben az értelemben különösen dinamikus szerkezet a membránkomplexum - a Golgi-készülék.

Membrán organellák összekapcsolódnak

Az eukariótákban számos specifikus enzimatikus folyamat játszódik le speciális szerkezetekben - sejtes organellákban, amelyeket a citoplazma többi részétől egy foszfolipidek kétrétegéből álló biomembrán választ el, és ezért membránorganelláknak nevezik őket. A legtöbb membránorganellának van egyszerű biomembrán, de néhány organellának van kettős biomembrán két foszfolipid kétrétegből áll. Így megkülönböztetünk kettős membránnal bevont membránorganellákat belső membrán (közelebb az organelle belső tartalmához) és külső membrán, amelyek között van az ún. periplazmatikus tér, az aj nevű magban perinukleáris tér. Ez a tér, valamint mindkét membrán a specifikus enzimatikus reakciók helyszíne.