Biomembraner struktur og funksjoner

De Biomembraner De er hovedsakelig lipid, veldig dynamiske og selektive naturstrukturer, som er en del av cellene i alle levende vesener. I hovedsak er de ansvarlige for å etablere grensene mellom liv og ekstracellulært rom, i tillegg til å bestemme på en kontrollert måte hva som kan komme inn og forlate cellen.

Membranegenskaper (for eksempel fluiditet og permeabilitet) bestemmes direkte av typen lipid, metning og lengde på disse molekylene. Hver type celle har en membran med en karakteristisk sammensetning av lipider, proteiner og karbohydrater, som lar den utføre sine funksjoner.

Kilde: Derivatarbeid: Dhatfield (snakk) cell_membrane_detailed_diagram_3.SVG: *Derivatarbeid: Dhatfield (snakk) cell_membrane_detailed_diagram.SVG: Ladyofhats Mariana Ruiz [CC By-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)] [TOC]

Struktur

Modellen som for øyeblikket er akseptert for å beskrive strukturen til biologiske membraner, kalles "Fluid Mosaic". Det ble utviklet i 1972 av forskere. Jon Singer og Garth Nicolson.

En mosaikk er foreningen av forskjellige heterogene elementer. Når det gjelder membraner inkluderer disse elementene forskjellige typer lipider og proteiner. Disse komponentene er ikke statiske: motsatt, membranen er preget av å være ekstremt dynamisk, der lipider og proteiner er i konstant bevegelse.'

I noen tilfeller kan vi finne forankrede karbohydrater til noen proteiner eller lipidene som danner membranen. Neste skal vi utforske hovedkomponentene i membranene.

-Lipider

Lipider er biologiske polymerer dannet av karbonkjeder, hvis hovedkarakteristikk er vannoppløselighet. Selv om de oppfyller flere biologiske funksjoner, er den mest høydepunktet deres strukturelle rolle i membranene.

Lipider som er i stand til å danne biologiske membraner er sammensatt av et apolar (uoppløselig vann) og en polar (vannløselig). Disse typer molekyler er kjent som amfipatisk. Disse molekylene er fosfolipider.

Hvordan oppfører lipider seg i vannet?

Når fosfolipider kommer i kontakt med vann, er den polare delen den som virkelig kommer i kontakt med den. Derimot samhandler hydrofobe "haler" med hverandre og prøver å unnslippe væsken. I løsning kan lipider skaffe seg to organisasjonsmønstre: miceller eller lipid bicapas.

Micellene er små lipidaggregater, der polare hoder er gruppert "ser" i vannet og køene gjør det sammen inne i sfæren. Bilapas er, som navnet tilsier, to lag med fosfolipider der hodene gir til vannet, og halene til hvert av lagene samhandler med hverandre.

Disse formasjonene skjer på en måte spontan. Det vil si at det ikke er nødvendig energi som driver dannelsen av mycel eller bicapas.

Denne amfipatiske egenskapen er uten tvil den viktigste av visse lipider, siden den tillot avdeling for livet.

Ikke alle membraner er de samme

Når det gjelder lipidsammensetningen, er ikke alle biologiske membraner like. Disse varierer når det gjelder lengden på karbonkjeden og metningen mellom dem.

Med Metning Vi refererer til antall lenker som finnes mellom karbonatomer. Når det er doble eller trippelkoblinger, er kjeden umettet.

Lipidsammensetningen til membranen vil bestemme dens egenskaper, særlig dens flytning. Når det er doble eller trippelbindinger, er karbonkjeder "Twisted", og skaper rom og reduserer emballasjen til lipidlinjer.

Twist reduserer kontaktflaten med nabohaler (nærmere bestemt interaksjonskreftene til van der Waals), og svekker barrieren.

I motsetning til dette, når kjedemetningen økes, er van der Waals -interaksjoner mye sterkere, noe som øker membranens tetthet og styrke. På samme måte kan styrken til barrieren økes hvis hydrokarbonkjeden øker i lengden.

Kolesterol er en annen type lipid dannet av fusjon av fire ringer. Tilstedeværelsen av dette molekylet hjelper også med å modulere membranens flyt og permeabilitet. Disse egenskapene kan også påvirkes av eksterne variabler, for eksempel temperatur.

-Proteiner

I en normal celle er litt mindre enn halvparten av membransammensetningen proteiner. Disse kan være innebygd i lipidmatrisen på flere måter: totalt fordypet, det vil si integrert; eller perifert, der bare en del av proteinet er forankret til lipider.

Proteiner brukes av noen molekyler som kanaler eller transportører (aktiv eller passiv bane) for å hjelpe de store og hydrofile molekylene til å krysse den selektive barrieren. Det mest enestående eksemplet er proteinet som fungerer som en natrium-potassiumbombe.

-Karbohydrater

Karbohydrater kan forankres til de to nevnte molekylene. De omgir vanligvis cellen og spiller en rolle i markering, anerkjennelse og cellulær kommunikasjon generelt.

For eksempel bruker immunsystemceller denne typen merking for å skille andres egen, og vet dermed hvilken celle som skal angripes og hvilken som ikke gjør det.

Funksjoner

Sett grenser

Hvordan etableres livets grenser? Gjennom biomembraner. Biologiske opprinnelsesmembraner er ansvarlige for å avgrense cellulært rom i alle former for liv. Denne avdelingens egenskap er uunnværlig for generering av levende systemer.

På denne måten kan et annet miljø opprettes inne i cellen, med konsentrasjoner og bevegelser av nødvendige materialer som er optimale for organiske vesener.

I tillegg etablerer biologiske membraner også grenser i cellen, og har opprinnelse fra de typiske rommene til eukaryote celler: mitokondrier, kloroplaster, vakuoler, etc.

Selektivitet

Levende celler krever en konstant utgang og inntreden av visse elementer, for eksempel utveksling av ioner med det ekstracellulære miljøet og utskillelse av avfallsstoffer, blant andre.

Membranens natur gjør den gjennomtrengelig for visse stoffer og vanntett for andre. Av denne grunn fungerer membranen, sammen med proteinene inne, som en slags molekylær "keeper" som orkester utveksling av materialer med mediet.

Molekyler i liten størrelse, som ikke er polare, kan krysse membranen uten noen ulempe. Derimot, jo større molekylet og jo mer polar er, er vanskelighetsgraden av passasjen proporsjonalt økt.

For å gi et punktlig eksempel, kan et oksygenmolekyl reise med en biologisk membran en milliard ganger raskere enn et kloridion.

Referanser

1. Freeman, s. (2016). Biologisk vitenskap. Pearson.
2. Kaiser, ca. TIL., Krieger, m., Lodish, h., & Berk, til. (2007). Molekylær cellebiologi. Wh Freeman.
3. Peña, a. (2013). Cellemembraner. Fond for økonomisk kultur.
4. Singer, s. J., & Nicolson, G. L. (1972). Væskemosaikkmodellen til strukturen til cellemembraner. Vitenskap, 175(4023), 720-731.
5. Stein, w. (2012). Bevegelsen av molekyler over cellemembraner. Elsevier.