Struktura i funkcje biomembrany

Biomembrany Są to głównie lipidowe, bardzo dynamiczne i selektywne struktury przyrody, które są częścią komórek wszystkich żywych istot. Zasadniczo są odpowiedzialni za ustalenie granic między życiem a przestrzenią pozakomórkową, oprócz decydowania w kontrolowany sposób, co może wejść i opuścić komórkę.

Właściwości błony (takie jak płynność i przepuszczalność) są bezpośrednio określone przez rodzaj lipidów, nasycenia i długości tych cząsteczek. Każdy typ komórki ma błonę z charakterystycznym składem lipidów, białek i węglowodanów, co pozwala jej wykonywać swoje funkcje.

Źródło: Pochodna praca: Dhatfield (Talk) Cell_Membrane_Detailled_diagram_3.SVG: *Praca pochodna: Dhatfield (Talk) Cell_membrane_detailled_diagram.SVG: Ladyofhats Mariana Ruiz [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)] [TOC]

Struktura

Model, który jest obecnie akceptowany do opisania struktury błon biologicznych, nazywa się „mozaiką płynną”. Został opracowany w 1972 roku przez naukowców. Jon Singer i Garth Nicolson.

Mozaika to związek różnych heterogenicznych elementów. W przypadku błon elementy te obejmują różne rodzaje lipidów i białek. Te składniki nie są statyczne: w przeciwieństwie do błony charakteryzuje się wyjątkowo dynamicznym, gdzie lipidy i białka są w ciągłym ruchu.'

W niektórych przypadkach możemy znaleźć zakotwiczone węglowodany do niektórych białek lub lipidów, które tworzą błonę. Następnie zbadamy główne elementy błon.

-Lipidy

Lipidy są polimerami biologicznymi utworzonymi przez łańcuchy węgla, których główną cechą jest nierozpuszczalność wody. Chociaż wypełniają wiele funkcji biologicznych, najbardziej najważniejsze jest ich strukturalna rola w błonach.

Lipidy zdolne do tworzenia błon biologicznych składają się z apolarnej (nierozpuszczalnej wody) i polarnego (rozpuszczalnego w wodzie). Tego rodzaju cząsteczki są znane jako amfipatyczny. Te cząsteczki są fosfolipidami.

Jak zachowują się lipidy w wodzie?

Kiedy fosfolipidy zetkną się z wodą, część polarna jest ta, która naprawdę się z nią kontaktuje. Natomiast hydrofobowe „ogony” oddziałują ze sobą, próbując uciec z cieczy. W roztworze lipidy mogą zdobyć dwa wzory organizacyjne: micele lub bicapas lipidów.

Micele są małymi lipidami, w których głowice polarne są grupowane „wyglądające” w wodzie, a kolejki robią to razem w kuli. Bilapas, jak sama nazwa wskazuje, to dwie warstwy fosfolipidów, w których głowy podają wodę, a ogony każdej warstwy oddziałują ze sobą.

Te formacje występują w pewnym sensie spontaniczny. Oznacza to, że nie jest potrzebna energia, która napędza tworzenie się grzybów lub bikapasów.

Ta własność amfipatyczna jest bez wątpienia najważniejszym z niektórych lipidów, ponieważ pozwoliła na przedział życia.

Nie wszystkie membrany są takie same

Pod względem składu lipidów nie wszystkie błony biologiczne są równe. Różnią się one pod względem długości łańcucha węglowego i nasycenia między nimi.

Z nasycenie Odwołujemy się do liczby linków między węgle. Gdy są podwójne lub potrójne linki, łańcuch jest nienasycony.

Skład lipidowy membrany określi jej właściwości, w szczególności jej płynność. Gdy są wiązania podwójne lub potrójne, łańcuchy węglowe są „skręcone”, tworząc przestrzenie i zmniejszając opakowanie linii lipidowych.

Skręt zmniejsza powierzchnię kontaktową z sąsiednimi ogonami (w szczególności siły interakcji van der waals), osłabiając barierę.

W przeciwieństwie do tego, gdy nasycenie łańcucha jest zwiększone, interakcje van der Waals są znacznie silniejsze, zwiększając gęstość i wytrzymałość membrany. W ten sam sposób wytrzymałość bariery można zwiększyć, jeśli łańcuch węglowodorów wzrośnie długość.

Cholesterol to inny rodzaj lipidu utworzony przez fuzję czterech pierścieni. Obecność tej cząsteczki pomaga również modulować płynność i przepuszczalność błony. Na te właściwości mogą również wpływać zmienne zewnętrzne, takie jak temperatura.

-Białka

W normalnej komórce nieco mniej niż połowa składu błony to białka. Można je osadzić w macierzy lipidowej na wiele sposobów: całkowicie zanurzone, to znaczy integralna; lub peryferyjnie, gdzie tylko część białka jest zakotwiczona w lipidach.

Białka są używane przez niektóre cząsteczki, takie jak kanały lub transportery (ścieżka aktywna lub pasywna), aby pomóc dużym i hydrofilowym cząsteczkom przekroczyć selektywną barierę. Najwybitniejszym przykładem jest białko, które działa jako bomba sodu.

-Węglowodany

Węglowodany mogą być zakotwiczone w dwóch wymienionych cząsteczkach. Zwykle otaczają komórkę i odgrywają rolę w oznaczaniu, rozpoznawaniu i ogólnie komunikacji komórkowej.

Na przykład komórki układu odpornościowego używają tego rodzaju znakowania, aby odróżnić własne innych, a zatem wiedzą, która komórka powinna zostać zaatakowana, a co nie.

Funkcje

Ustalić ograniczenia

Jak ustalane są granice życia? Przez biomembrany. Membrany pochodzenia biologicznego są odpowiedzialne za ograniczenie przestrzeni komórkowej we wszystkich formach życia. Ta właściwość przedziału jest niezbędna do generowania systemów żywych.

W ten sposób w komórce można tworzyć inne środowisko, ze stężeniami i ruchami niezbędnych materiałów, które są optymalne dla istot organicznych.

Ponadto błony biologiczne ustalają również granice wewnątrz komórki, pochodząc z typowych przedziałów komórek eukariotycznych: mitochondria, chloroplasty, wakuole itp.

Selektywność

Żywe komórki wymagają stałej wydajności i wejścia niektórych elementów, na przykład wymiany jonów ze środowiskiem zewnątrzkomórkowym i wydalaniem substancji odpadowych, między innymi.

Charakter membrany sprawia, że ​​jest przepuszczalna dla niektórych substancji i wodoodporność dla innych. Z tego powodu membrana wraz z białkami w środku działają jako rodzaj molekularnego „bramkarza”, który orkiestra wymiana materiałów z medium.

Małe cząsteczki, które nie są polarne, mogą przekraczać membranę bez żadnych niedogodności. Natomiast im większa cząsteczka i bardziej polarna, trudność przejścia jest proporcjonalnie zwiększona.

Aby dać punktualny przykład, cząsteczka tlenu może podróżować przez błonę biologiczną o miliard razy szybciej niż jon chlorkowy.

Bibliografia

1. Freeman, s. (2016). Nauki biologiczne. osoba.
2. Kaiser, c. DO., Krieger, m., Lodish, h., & Berk, do. (2007). Biologia komórek molekularnych. Wh Freeman.
3. Peña, a. (2013). Błony komórkowe. Fundusz kultury gospodarczej.
4. Singer, s. J., I Nicolson, G. L. (1972). Płyn mozaiki struktury błon komórkowych. Nauka, 175(4023), 720-731.
5. Stein, w. (2012). Ruch cząsteczek przez błony komórkowe. Elsevier.