Struktur dan fungsi biomembranes

The Biomembran Mereka terutamanya lipid, struktur sifat yang sangat dinamik dan selektif, yang merupakan sebahagian daripada sel -sel semua makhluk hidup. Pada dasarnya, mereka bertanggungjawab untuk mewujudkan had antara kehidupan dan ruang ekstrasel, selain memutuskan dengan cara terkawal yang boleh masuk dan meninggalkan sel.

Ciri -ciri membran (seperti ketidakstabilan dan kebolehtelapan) secara langsung ditentukan oleh jenis lipid, ketepuan dan panjang molekul ini. Setiap jenis sel mempunyai membran dengan komposisi ciri lipid, protein dan karbohidrat, yang membolehkannya melaksanakan fungsinya.

Sumber: Kerja Derivatif: Dhatfield (Talk) Cell_Membrane_detailed_diagram_3.SVG: *Kerja Derivatif: Dhatfield (Talk) Cell_Membrane_Detailed_diagram.SVG: Ladyofhats Mariana Ruiz [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0)] [TOC]

Struktur

Model yang kini diterima untuk menggambarkan struktur membran biologi dipanggil "mozek bendalir". Ia dibangunkan pada tahun 1972 oleh penyelidik s. Jon Singer dan Garth Nicolson.

Mosaik adalah kesatuan unsur -unsur heterogen yang berbeza. Dalam kes membran unsur -unsur ini termasuk pelbagai jenis lipid dan protein. Komponen ini tidak statik: sebaliknya, membran dicirikan dengan sangat dinamik, di mana lipid dan protein dalam gerakan berterusan.'

Dalam beberapa kes, kita dapat menemui karbohidrat berlabuh ke beberapa protein atau lipid yang membentuk membran. Seterusnya kita akan meneroka komponen utama membran.

-Lipid

Lipid adalah polimer biologi yang dibentuk oleh rantai karbon, yang ciri utamanya adalah ketidaksuburan air. Walaupun mereka memenuhi pelbagai fungsi biologi, yang paling sorotan adalah peranan struktur mereka dalam membran.

Lipid yang mampu membentuk membran biologi terdiri daripada apolar (air tidak larut) dan kutub (larut air). Jenis molekul ini dikenali sebagai amphipatic. Molekul ini adalah fosfolipid.

Bagaimana lipid berkelakuan di dalam air?

Apabila fosfolipid bersentuhan dengan air, bahagian kutub adalah yang benar -benar bersentuhan dengannya. Sebaliknya, "ekor" hidrofobik berinteraksi antara satu sama lain, cuba melepaskan cecair. Dalam penyelesaian, lipid dapat memperoleh dua corak organisasi: micelles atau lipid bicapas.

Micelles adalah agregat lipid kecil, di mana kepala kutub dikelompokkan "kelihatan" di dalam air dan beratur melakukannya bersama di dalam sfera. Bilapas, seperti namanya, adalah dua lapisan fosfolipid di mana kepala memberi ke dalam air, dan ekor setiap lapisan berinteraksi antara satu sama lain.

Pembentukan ini berlaku dengan cara spontan. Iaitu, ia tidak diperlukan tenaga yang mendorong pembentukan mycelas atau bicapas.

Harta amphipatic ini, tanpa keraguan, yang paling penting dari lipid tertentu, kerana ia membenarkan pemisahan kehidupan.

Tidak semua membran adalah sama

Dari segi komposisi lipidnya, tidak semua membran biologi adalah sama. Ini berbeza dari segi panjang rantai karbon dan ketepuan di antara mereka.

Dengan ketepuan Kami merujuk kepada bilangan pautan yang wujud antara karbon. Apabila terdapat pautan berganda atau tiga, rantai tidak tepu.

Komposisi lipid membran akan menentukan sifatnya, terutamanya ketidakstabilannya. Apabila terdapat ikatan berganda atau tiga, rantai karbon "dipintal", mewujudkan ruang dan mengurangkan pembungkusan garis lipid.

Twist mengurangkan permukaan sentuhan dengan ekor jiran (khususnya daya interaksi van der Waals), melemahkan halangan.

Sebaliknya, apabila ketepuan rantai meningkat, interaksi van der Waals jauh lebih kuat, meningkatkan ketumpatan dan kekuatan membran. Dengan cara yang sama, kekuatan penghalang dapat ditingkatkan jika rantai hidrokarbon meningkat panjang.

Kolesterol adalah satu lagi jenis lipid yang dibentuk oleh gabungan empat cincin. Kehadiran molekul ini juga membantu memodulasi ketidakstabilan dan kebolehtelapan membran. Ciri -ciri ini juga boleh dipengaruhi oleh pembolehubah luaran, seperti suhu.

-Protein

Dalam sel biasa, sedikit kurang daripada separuh daripada komposisi membran adalah protein. Ini boleh tertanam dalam matriks lipid dalam pelbagai cara: benar -benar direndam, iaitu, integral; atau secara periferal, di mana hanya sebahagian protein yang berlabuh ke lipid.

Protein digunakan oleh beberapa molekul seperti saluran atau pengangkut (laluan aktif atau pasif) untuk membantu molekul besar dan hidrofilik menyeberangi penghalang selektif. Contoh yang paling luar biasa ialah protein yang berfungsi sebagai bom natrium-potassium.

-Karbohidrat

Karbohidrat boleh berlabuh ke dua molekul yang disebutkan. Mereka biasanya mengelilingi sel dan memainkan peranan dalam menandakan, pengiktirafan dan komunikasi selular secara umum.

Sebagai contoh, sel -sel sistem imun menggunakan tanda jenis ini untuk membezakan sendiri orang lain, dan dengan itu tahu sel mana yang harus diserang dan yang tidak.

Fungsi

Tetapkan had

Bagaimana batas kehidupan? Melalui biomembran. Membran asal biologi bertanggungjawab untuk membatalkan ruang selular dalam semua bentuk kehidupan. Harta pemisahan ini sangat diperlukan untuk penjanaan sistem hidup.

Dengan cara ini, persekitaran yang berbeza boleh dibuat di dalam sel, dengan kepekatan dan pergerakan bahan yang diperlukan yang optimum untuk makhluk organik.

Di samping itu, membran biologi juga menubuhkan had di dalam sel, yang berasal dari petak biasa sel eukariotik: mitokondria, kloroplas, vaksin, dll.

Selektiviti

Sel hidup memerlukan output dan kemasukan unsur -unsur tertentu, contohnya pertukaran ion dengan persekitaran ekstraselular dan perkumuhan bahan sisa, antara lain.

Sifat membran menjadikannya telap kepada bahan -bahan tertentu dan kalis air kepada orang lain. Atas sebab ini, membran, bersama -sama dengan protein di dalamnya, bertindak sebagai sejenis "penjaga gol" molekul yang orkestra pertukaran bahan dengan medium.

Molekul saiz kecil, yang bukan kutub, boleh menyeberang membran tanpa kesulitan. Sebaliknya, semakin besar molekul dan lebih kutub, kesukaran laluan meningkat secara proporsional.

Untuk memberi contoh tepat pada masanya, molekul oksigen dapat bergerak dengan membran biologi satu bilion kali lebih cepat daripada ion klorida.

Rujukan

1. Freeman, s. (2016). Sains Biologi. Pearson.
2. Kaiser, c. Ke., Krieger, m., Lodish, h., & Berk, ke. (2007). Biologi sel molekul. WH Freeman.
3. Peña, a. (2013). Membran sel. Dana Budaya Ekonomi.
4. Penyanyi, s. J., & Nicolson, G. L. (1972). Model mozek bendalir struktur membran sel. Sains, 175(4023), 720-731.
5. Stein, w. (2012). Pergerakan molekul merentasi membran sel. Elsevier.