Plazmatik membran özellikleri, işlevleri ve yapısı



plazma zarı, hücresel membran, plazmalemma veya sitoplazmik membran, mimarisinin vazgeçilmez bir bileşeni olan hücreleri çevreleyen ve sınırlayan bir lipit yapısıdır. Biomembranlar dış kısımlarıyla belli bir yapıyı muhafaza etme özelliğine sahiptir. Başlıca işlevi engel olarak hizmet etmek.

Ek olarak, giren ve çıkan parçacıkların geçişini kontrol eder. Membran proteinleri oldukça talepkar kapı bekçileri ile "moleküler kapılar" olarak işlev görür. Membranın bileşimi ayrıca hücresel tanımada rol oynar.

Yapısal olarak, doğal olarak oluşan fosfolipitler, proteinler ve karbonhidratların oluşturduğu çift tabakalardır. Benzer şekilde, bir fosfolipid, başı ve kuyruğu olan bir fosforu temsil eder. Kuyruk suda çözünmeyen karbon zincirlerinden oluşur, bunlar içeriye doğru gruplanır.

Buna karşılık başları kutupsaldır ve sulu hücre ortamını verir. Membranlar son derece stabil yapılardır. Onları koruyan kuvvetler, onları oluşturan fosfolipitler arasında van der Waals'ınkilerdir; bu, hücrelerin kenarlarını sıkıca çevrelemelerini sağlar.

Ancak, aynı zamanda oldukça dinamik ve akıcıdırlar. Membranların özellikleri analiz edilen hücre tipine göre değişir. Örneğin, kırmızı kan hücreleri, kan damarlarından geçebilmek için esnek olmalıdır. 

Buna karşılık, nöronlarda membran (miyelin kılıfı), sinir impuls iletimini etkin bir şekilde sağlamak için gerekli yapıya sahiptir..

indeks

  • 1 Genel özellikler
    • 1.1 Membranın akışkanlığı
    • 1.2 Eğrilik
    • 1.3 Yağ dağılımı
  • 2 İşlev
  • 3 Yapı ve kompozisyon
    • 3.1 Akışkan mozaik modeli
    • 3.2 Lipit tipleri
    • 3.3 Lipid sallar
    • 3.4 Membran proteinleri
  • 4 Kaynakça

Genel özellikler

Membranlar, hücre tipine ve lipitlerinin bileşimine bağlı olarak geniş ölçüde değişen oldukça dinamik yapılardır. Membranlar bu özelliklere göre aşağıdaki şekilde değiştirilir:

Membranın akışkanlığı

Membran statik bir varlık değildir, sıvı gibi davranır. Yapının akışkanlık derecesi, lipit bileşimi ve membranların maruz kaldığı sıcaklık dahil olmak üzere çeşitli faktörlere bağlıdır.

Karbon zincirlerinde bulunan tüm bağlar doygun hale geldiğinde, zar bir jel gibi davranma eğilimindedir ve van der Waals etkileşimleri kararlıdır. Tersine, çift bağ olduğunda, etkileşimler daha küçüktür ve akışkanlık artar.

Ek olarak, karbon zincirinin uzunluğunun bir etkisi vardır. Ne kadar uzun olursa komşuları ile etkileşimler o kadar fazla gerçekleşir, bu nedenle akıcılığı arttırır. Sıcaklık arttıkça, zarın akışkanlığı da artar..

Kolesterol, akışkanlığın düzenlenmesinde vazgeçilmez bir role sahiptir ve kolesterol konsantrasyonlarına bağlıdır. Kuyrukları uzun olduğunda, kolesterol, bir immobilizer olarak işlev görür ve akışkanlığı azaltır. Bu fenomen normal kolesterol seviyelerinde görülür..

Kolesterol konsantrasyonları düşük olduğunda etki değişir. Lipitlerin kuyrukları ile etkileşime girdiğinde, bunun sebep olduğu etki, bunların ayrılması ve akışkanlığın azaltılmasıdır..

eğrilik

Akışkanlıkta olduğu gibi, zarın eğriliği, özellikle her bir membranı oluşturan lipitler tarafından belirlenir.

Eğrilik, lipid ve kuyruk kafasının boyutuna bağlıdır. Uzun kuyruklu ve büyük başlı olanlar düzdür; göreceli olarak daha küçük başları olanlar, önceki gruba göre çok daha fazla eğilme eğilimindedir..

Bu özellik, diğerlerinin yanı sıra, zarın yayılması, vezikül oluşumu, mikrodamar fenomenlerinde önemlidir..

Lipit dağılımı

Her bir membranı oluşturan iki "tabaka" - iki katmanlı olduğunu hatırlıyoruz - içinde aynı lipit kompozisyonu bulunmuyor; bu nedenle dağılımın asimetrik olduğu söylenir. Bu gerçeğin önemli fonksiyonel sonuçları vardır.

Spesifik bir örnek, eritrositlerin plazma membranının bileşimidir. Bu kan hücrelerinde, sfingomyelin ve fosfatidilkolin (daha yüksek bağıl akışkanlığa sahip membranlar oluşturur), hücrenin dışına bakılarak bulunur..

Daha fazla sıvı yapı oluşturma eğiliminde olan lipitler, sitosol ile yüzleşir. Bu kalıbı, her iki katmanda az ya da çok homojen dağılmış kolesterol izlememektedir..

fonksiyonlar

Her hücre tipindeki zarın işlevi yapısı ile yakından ilgilidir. Ancak, temel işlevleri yerine getirirler.

Biyolojik zarlar, hücresel ortamı sınırlandırmaktan sorumludur. Benzer şekilde, hücre içinde zar bölümleri vardır.

Örneğin, mitokondri ve kloroplastlar membranlarla çevrilidir ve bu yapılar bu organellerde meydana gelen biyokimyasal reaksiyonlarda rol oynar..

Zarlar, malzemelerin hücreye geçişini düzenler. Bu bariyer sayesinde, gerekli malzemeler pasif veya aktif olarak (ATP'ye ihtiyaç duyularak) girebilir. Ayrıca, istenmeyen veya toksik maddeler girmez.

Membranlar, hücrenin iyonik bileşimini, ozmoz ve difüzyon işlemleriyle uygun seviyelerde tutarlar. Konsantrasyon derecesine bağlı olarak su serbestçe dolaşabilir. Tuzlar ve metabolitler belirli taşıyıcılara sahiptir ve ayrıca hücresel pH'ı düzenler..

Membran yüzeyindeki proteinlerin ve kanalların varlığı sayesinde, komşu hücreler etkileşime girip malzeme alışverişinde bulunabilir. Bu şekilde hücreler bir araya gelir ve dokular oluşur..

Son olarak, membranlar önemli sayıda sinyal proteinini barındırır ve diğerleri arasında hormonlar, nörotransmiterler ile etkileşime izin verir..

Yapı ve kompozisyon

Membranların temel bileşeni fosfolipitlerdir. Bu moleküller amfipatiktir, kutupsal ve kutupsal bir bölgeleri vardır. Polar, su ile etkileşime girmelerine izin verirken, kuyruk hidrofobik bir karbon zinciridir..

Bu moleküllerin birleşmesi iki tabakada kendiliğinden oluşur, hidrofobik kuyruklar birbirleriyle etkileşime girer ve başları dışa dönük.

Küçük bir hayvan hücresinde, 10'a göre inanılmaz sayıda lipit bulduk9 moleküller. Membranlar yaklaşık 7 nm'lik bir kalınlığa sahiptir. Hidrofobik iç çekirdek, hemen hemen tüm membranlarda, 3 ila 4 nm kalınlıkta yer alır..

Sıvı mozaik modeli

Halen biomembranlar tarafından kullanılan model, 70'li yıllarda araştırmacılar Singer ve Nicolson tarafından formüle edilen "sıvı mozaik" olarak bilinir. Model, membranların sadece lipidlerden değil, aynı zamanda karbonhidratlardan ve proteinlerden oluşmasını önermektedir. Mozaik terimi, söz konusu karışımı ifade eder..

Hücrenin dışına bakan zarın yüzüne ekzoplazmik yüz denir. Buna karşılık, iç kısım sitosoliktir.

Bu aynı adlandırma, bu durumda ekzoplazmik yüzün dışa değil, hücrenin içine işaret etmesi dışında, organelleri oluşturan biyo-zarlar için de geçerlidir..

Membranları oluşturan lipitler statik değildir. Bunlar belirli bölgelerde serbestlik derecesine sahip yapı içinde hareket etme kabiliyetine sahiptir..

Membranlar, üç temel lipit tipinden oluşur: fosfogliseritler, sfingolipitler ve steroidler; hepsi amfipatik moleküllerdir. Daha sonra her bir grubu ayrıntılı olarak açıklayacağız:

Lipit tipleri

Fosfogliseritlerden oluşan ilk grup, gliserol-3-fosfattan gelir. Hidrofobik karakterli kuyruk iki yağ asidi zincirinden oluşur. Zincirlerin uzunluğu değişkendir: 16 ila 18 karbona sahip olabilirler. Karbonlar arasında tek veya çift bağları olabilir..

Bu grubun alt sınıflaması, sundukları baş tipine göre verilir. Fosfatidilkolinler en bol miktarda bulunur ve baş kolin içerir. Diğer tiplerde, etanolamin veya serin gibi farklı moleküller fosfat grubu ile etkileşime girer..

Bir başka fosfogliserit grubu, plazmalojenlerdir. Lipit zinciri, gliserole bir ester bağı ile bağlanır; sırayla, bir eter bağı vasıtasıyla gliserole bağlı bir karbon zinciri vardır. Kalpte ve beyinde oldukça bollar..

Sfingolipitler sfingozinden gelir. Sfingomyelin, bol miktarda sfingolipittir. Glikolipitler, şekerden oluşan başlardan oluşur.

Membranları oluşturan üçüncü ve son sınıf lipitler steroiddir. Dört kişilik gruplar halinde birleşmiş karbonlardan oluşan halkalardır. Kolesterol, membranlarda bulunan ve özellikle memelilerde ve bakterilerde bol miktarda bulunan bir steroiddir.

Lipid sallar

Kolesterol ve sfingolipidlerin yoğunlaştığı ökaryotik organizmaların zarlarının spesifik bölgeleri vardır. Bu alanlar ayrıca olarak da bilinir. sal lipid.

Bu bölgeler içinde, işlevleri hücresel sinyalleşme olan farklı proteinleri de barındırırlar. Lipit bileşenlerinin, raftlardaki protein bileşenlerini düzenlediğine inanılmaktadır..

Membran proteinleri

Plazma zarının içine bir dizi protein bağlanır. Bunlar, integral olabilir, lipitlere tutturulabilir veya çevre birime yerleştirilebilir..

İntegraller zardan geçer. Bu nedenle, tüm bileşenlerle etkileşime girebilmek için hidrofilik ve hidrofobik protein alanlarına sahip olmaları gerekir.

Lipitlere tutturulmuş proteinlerde, karbon zinciri, zar tabakalarından birine tutturulur. Protein zardan gerçekten girmiyor.

Son olarak, çevresel olanlar doğrudan membranın hidrofobik bölgesi ile etkileşime girmez. Aksine, bir integral protein veya kutup başları ile birleştirilebilirler. Membranın her iki tarafına yerleştirilebilirler.

Her bir zardaki proteinlerin yüzdesi değişkenlik gösterir: nöronlardaki% 20'den, mitokondriyal zardaki% 70'e, çünkü burada meydana gelen metabolik reaksiyonları gerçekleştirmek için büyük miktarda protein elementine ihtiyacı vardır..

referanslar

  1. Kraft, M.L. (2013). Plazma zarı organizasyonu ve fonksiyonu: lipit sallarını geçme. Hücrenin moleküler biyolojisi, 24(18), 2765-2768.
  2. Lodish, H. (2002). Hücrenin Moleküler Biyolojisi. 4. baskı. Garland Bilim
  3. Lodish, H. (2005). Hücresel ve moleküler biyoloji. Ed. Panamericana Medical.
  4. Lombard, J. (2014). Bir zamanlar hücre zarları: 175 yıllık hücre sınırı araştırması. Biyoloji doğrudan, 9(1), 32.
  5. Thibodeau, G.A., Patton, K.T., ve Howard, K. (1998). Yapı ve İşlev. Elsevier İspanya.