Stanična membrana

definicija

Stanice su najmanje, koherentne jedinice koje čine organe i tkiva. Svaka je stanica okružena staničnom membranom, barijerom koja se sastoji od posebnog dvostrukog sloja masnih čestica, takozvanog dvostrukog sloja lipida. Lipidni dvoslojevi mogu se zamisliti kao dva masna filma složena jedan na drugi, koji se zbog svojih kemijskih svojstava ne mogu međusobno odvojiti i tako tvore vrlo stabilnu jedinicu. Stanične membrane ispunjavaju mnogo različitih funkcija: Koriste se za komunikaciju, zaštitu i kao kontrolna stanica za stanice.

Koje su različite stanične membrane?

Ne samo da je stanica okružena membranom, već i stanične organele. Stanične organele su mala područja unutar stanice, ograničena membranama, od kojih svaka ima svoj zadatak. Oni se razlikuju po svojim proteinima koji su ugrađeni u membrane i djeluju kao prijenosnici tvari koje se trebaju transportirati kroz membranu.

Unutarnja mitohondrijska membrana poseban je oblik stanične membrane.Mitohondriji su organele koje su važne da bi stanica generirala energiju. Oni su tek nakon toga apsorbirani u ljudsku stanicu tijekom evolucije. Stoga oni imaju dvije lipidne dvoslojne membrane. Vanjska je klasična ljudska, unutarnja membrana specifična za mitohondrij. Sadrži kardiolipin, masnu kiselinu koja je ugrađena u masni film i može se naći samo u unutarnjoj membrani, a nikako druga.

Ljudsko tijelo sadrži samo stanice koje su okružene staničnom membranom. Međutim, postoje i stanice, poput bakterija, koje su također okružene staničnim zidom. Stoga se pojmovi stanični zid i stanična membrana ne mogu upotrebljavati sinonimno. Stanični zidovi su znatno deblji i dodatno stabiliziraju staničnu membranu. Stanične stjenke nisu potrebne u ljudskom tijelu, jer se mnoge pojedinačne stanice mogu udružiti i stvoriti jake asocijacije. S druge strane, bakterije su jednostanične stanice, tj. Sastoje se samo od jedne stanice, koja bi bila znatno slabija bez stanične stijenke.

Pročitajte više o toj temi na: bakterija

Građa stanične membrane

Stanične membrane razdvajaju različita područja jedna od druge. Da bi to učinili, moraju zadovoljiti mnogo različitih zahtjeva: Prije svega, stanične membrane sastoje se od dvostrukog sloja od dva masna filma, koji su pak sastavljeni od pojedinačnih masnih kiselina. Masne kiseline sastoje se od topivih u vodi, hidrofilni Glava i iz vode netopiva, hidrofobni Rep. Glave se međusobno pričvršćuju u jednoj ravnini, tako da masa repova usmjerava u jednom smjeru. S druge strane, na isti se način nakuplja još jedna serija masnih kiselina. Tako se stvara dvostruki sloj, koji je s vanjske strane razgraničen glavama, a na taj način jednim unutarnjim hidrofobni Stvara područje, tj. Područje u koje ne može prodrijeti voda.

Ovisno o molekulama koje čine glavu masne kiseline, imaju različita imena i različita svojstva, ali one imaju samo podređenu ulogu. Masne kiseline mogu biti nezasićene ili zasićene, ovisno o repu i njegovoj kemijskoj strukturi. Nezasićene masne kiseline su znatno kruće i uzrokuju smanjenje fluidnosti membrane, dok zasićene masne kiseline povećavaju fluidnost. Fluidnost je mjera pokretljivosti i deformabilnosti lipidnog dvosloja. Ovisno o zadatku i stanju stanice, potrebni su različiti stupnjevi pokretljivosti i krutosti, što se može postići dodatnim ugradnjom jedne ili druge vrste masnih kiselina.

Uz to, kolesterol se može ugraditi u membranu, što masovno smanjuje fluidnost i time stabilizira membranu. Zbog ove strukture, samo vrlo male, u vodi netopive tvari mogu lako prevladati membranu.

Međutim, budući da znatno veće i u vodi netopive tvari moraju proći membranu da bi se prenijele u ili iz stanice, neophodni su transportni proteini i kanali. Oni su pohranjeni u membrani između masnih kiselina. Budući da su ti kanali prohodni za neke molekule, a ne za druge, govori se o jednom Polupropusnost staničnu membranu, tj. djelomičnu propusnost.

Posljednji gradivni element staničnih membrana su receptori. Receptori su također veliki proteini koji se uglavnom proizvode u samoj stanici, a zatim ugrađuju u membranu. Možete ih potpuno obuhvatiti ili biti podržani samo izvana. Zbog svoje kemijske strukture, transporteri, kanali i receptori ostaju čvrsto u i na membrani i ne mogu se lako odvojiti od nje. Međutim, mogu se bočno premjestiti na različita mjesta unutar membrane, ovisno o tome gdje su potrebni.

Napokon, još uvijek mogu postojati lanci šećera s vanjske strane staničnih membrana, u tehničkoj terminologiji Glikokaliks pozvao. Primjerice, oni su osnova sustava krvnih grupa. Budući da se stanična membrana sastoji od toliko različitih građevinskih blokova koji također mogu razlikovati svoje točno mjesto, poznat je i kao model tekućeg mozaika.

Pročitajte više o toj temi na: Krvne grupe

Debljina stanične membrane

Stanične membrane su debele oko 7 nm, tj. Izuzetno su tanke, ali i dalje robusne i nepremostive za većinu tvari. Svako područje glave je oko 2 nm tijekom hidrofobni Područje repa mjeri 3 nm širine. Ova vrijednost teško varira između različitih vrsta stanica u ljudskom tijelu.

Koje su komponente stanične membrane?

U osnovi se stanična membrana sastoji od dvostrukog sloja fosfolipida. Fosfolipidi su gradivni blokovi koji se sastoje od vode koja voli vodu, tj. Hidrofilne, glave i repa, koji tvore dvije masne kiseline. Dio koji se sastoji od masnih kiselina je hidrofoban, što znači da odbija vodu.
U dvostrukom sloju fosfolipida, hidrofobne komponente usmjerene su jedna prema drugoj. Hidrofilni dijelovi usmjereni su prema vanjskoj i unutarnjoj strani stanice. Ovakva struktura membrane omogućuje međusobno odvajanje dviju vodenih sredina.

Stanična membrana također sadrži sfingolipide i kolesterol. Te tvari reguliraju strukturu i fluidnost stanične membrane. Fluidnost je mjera koliko se dobro proteini mogu kretati u staničnoj membrani. Što je fluidnost stanične membrane veća, to se bjelančevine u njoj lakše kreću.

Uz to, u staničnoj membrani postoji mnogo različitih bjelančevina. Ti se proteini koriste za transport tvari kroz membranu ili za interakciju s okolinom. Ova interakcija može se postići izravnom vezom između susjednih stanica ili putem glasničkih tvari koje se vežu na proteine ​​membrane.

Sljedeća tema također bi vas mogla zanimati: Stanična plazma u ljudskom tijelu

Fosfolipidi u staničnoj membrani

Fosfolipidi su glavna komponenta stanične membrane. Fosfolipidi su amfifilni. To znači da se sastoje od hidrofilnog i hidrofobnog dijela. Ovo svojstvo fosfolipida omogućuje odvajanje unutrašnjosti stanice od okoline.

Postoje različiti oblici fosfolipida. Hidrofilna okosnica fosfolipida sastoji se ili od glicerina ili sfingozina. Oba oblika imaju zajedničko da su dva hidrofobna ugljikovodična lanca pričvršćena na osnovnu strukturu.

Kolesterol u staničnoj membrani

Holesterol je sadržan u staničnoj membrani radi regulacije fluidnosti. Stalna fluidnost je vrlo važna za održavanje transportnih procesa stanične membrane. Na visokim temperaturama stanična membrana nastoji postati previše tekuća. Veze između fosfolipida, koje su ionako slabe u normalnim okolnostima, još su slabije pri visokim temperaturama. Zbog svoje krute strukture, kolesterol pomaže u održavanju određene snage.

Na niskim temperaturama izgleda drugačije. Ovdje opna može postati preuska. Fosfolipidi, koji imaju zasićene masne kiseline kao hidrofobnu komponentu, postaju osobito čvrsti. To znači da se fosfolipidi mogu čuvati vrlo blizu jedan drugog. U ovom slučaju, kolesterol pohranjen u staničnoj membrani uzrokuje povećanu fluidnost, jer kolesterol sadrži krutu prstenastu strukturu i tako djeluje kao odstojnik.

Detaljne informacije o temi "kolesterol" možete pronaći na:

• LDL - "lipoprotein male gustoće"
• HDL - "lipoprotein visoke gustoće"
• Esteraza kolesterola - za to je važno

Funkcije stanične membrane

Kao što sugerira složena struktura staničnih membrana, one moraju ispunjavati mnogo različitih funkcija koje se mogu uvelike razlikovati ovisno o vrsti i položaju stanice. S jedne strane, membrane općenito predstavljaju barijeru, a to je funkcija koju ne treba podcjenjivati. Nebrojene reakcije odvijaju se paralelno u našem tijelu u bilo kojem trenutku. Kad bi se svi odvijali u istoj sobi, snažno bi se utjecali, pa čak i poništavali. Regulirani metabolizam ne bi bio moguć, a ljudi kakvi postoje i funkcioniraju u cjelini bili bi nezamislivi.

Istodobno, oni služe kao transportni medij za čitav niz tvari koje se transportiraju kroz membranu pomoću transportera. Da bi mogle zajedno raditi kao organ, pojedine stanice moraju biti u kontaktu preko svojih membrana. To se postiže različitim vezivnim proteinima i receptorima. Stanice mogu koristiti receptore da se međusobno identificiraju, međusobno komuniciraju i razmjenjuju informacije. Na primjer, glikokaliks služi kao jedno od mnogih obilježja koja razlikuju vlastite i strane stanice tijela. Receptori su proteini koji hvataju signale izvan stanice i prenose ih u staničnu jezgru, a time i u "mozak" stanice. Ovisno o kemijskim svojstvima kemijske čestice koja je pristala na receptor, ona se nalazi ili na vanjskoj strani stanice, u stanici ili u staničnoj membrani.

Ali stanice same mogu također prenijeti informacije. Najpoznatija naša tijela su živčane stanice. Da bi mogle obavljati svoju funkciju, njihove membrane moraju biti sposobne provoditi električne signale. Električni signali nastaju zbog različitih naboja unutar i izvan stanica. Ova razlika u naboju, poznata i kao gradijent, mora se održavati. U tom se kontekstu govori o membranskom potencijalu. Stanične membrane međusobno odvajaju različito nabijena područja, ali istodobno sadrže kanale koji omogućuju kratko preokretanje omjera naboja kako bi stvarna struja, a time i informacije koje treba proslijediti, mogle teći. Taj se fenomen naziva i akcijskim potencijalom.

Pročitajte više o toj temi na: Živčana stanica

Transportni procesi u staničnoj membrani

Stanična membrana kao takva nepropusna je za veće molekule i ione. Da bi se mogla dogoditi razmjena između unutrašnjosti stanice i okoline, u staničnoj membrani postoje proteini koji prenose razne molekule u i iz stanice.

S tim proteinima razlikuje se kanal kroz koji tvar pasivno prolazi u ili iz stanice duž razlike u koncentraciji. Ostali proteini moraju generirati energiju za aktivni transport tvari kroz staničnu membranu.

Drugi važan oblik transporta su vezikule. Vezikuli su mali mjehurići koji se otkvače od stanične membrane. Tvari koje se proizvode u stanici mogu se osloboditi u okoliš kroz te vezikule. Osim toga, tvari iz stanične okoline također se mogu ukloniti na ovaj način.

Razlike u staničnoj membrani bakterija - penicilinu

Stanična membrana od bakterija teško se razlikuje od ljudskog tijela. Velika razlika između stanica leži u dodatni stanični zid bakterija. Stanični se zid pričvrsti na vanjsku stranu stanične membrane i na taj način stabilizira i štiti bakteriju koja bi bez nje bila ranjiva. ona je krenula Murein, posebna čestica šećera, u koju se mogu ugraditi i drugi proteini, poput Lokomocija i reprodukcija poslužiti. penicilin može poremetiti sintezu stanične stijenke i tako djeluje baktericidno, odnosno ubija bakteriju. To omogućuje ciljano djelovanje protiv bakterija koje uzrokuju bolesti, a da istovremeno ne uništava vlastite stanice.