Cell membrane - isang elemento ng istruktura ng cell, pinoprotektahan ito mula sa panlabas na kapaligiran. Sa tulong nito, nakikipag-ugnayan ito sa intercellular space at bahagi ng biological system. Ang lamad nito ay may espesyal na istraktura na binubuo ng isang lipid bilayer, integral at semi-integral na mga protina. Ang huli ay malalaking molekula na gumaganap ng iba't ibang mga pag-andar. Kadalasan, kasangkot sila sa transportasyon ng mga espesyal na sangkap, ang konsentrasyon nito sa iba't ibang panig ng lamad ay maingat na kinokontrol.
Pangkalahatang plano ng istraktura ng cell membrane
Ang plasma membrane ay isang koleksyon ng mga molekula ng taba at kumplikadong mga protina. Ang mga phospholipid nito, kasama ang kanilang mga hydrophilic residues, ay matatagpuan sa magkabilang panig ng lamad, na bumubuo ng isang lipid bilayer. Ngunit ang kanilang mga hydrophobic na lugar, na binubuo ng mga fatty acid residues, ay nakabukas papasok. Nagbibigay-daan ito sa iyong lumikha ng tuluy-tuloy na liquid-crystal na istraktura na maaaring patuloy na magbago ng hugis at nasa dynamic na equilibrium.
Ang tampok na ito ng istraktura ay nagpapahintulot sa iyo na limitahan ang cell mula sa intercellular space, dahil ang lamad ay karaniwang hindi natatagusan ng tubig at lahat ng mga sangkap ay natutunaw dito. Ang ilang mga kumplikadong integral na protina, semi-integral at mga molekula sa ibabaw ay nahuhulog sa kapal ng lamad. Sa pamamagitan ng mga ito, nakikipag-ugnayan ang cell sa labas ng mundo, pinapanatili ang homeostasis at bumubuo ng mga integral na biological tissue.
Mga protina ng plasma membrane
Lahat ng mga molekula ng protina na matatagpuan sa ibabaw o sa kapal ng plasma membrane ay nahahati sa mga uri depende sa lalim ng paglitaw ng mga ito. May mga integral na protina na tumagos sa lipid bilayer, mga semi-integral na protina na nagmula sa hydrophilic na rehiyon ng lamad at lumabas sa labas, pati na rin ang mga protina sa ibabaw na matatagpuan sa panlabas na bahagi ng lamad. Ang mga integral na molekula ng protina ay tumagos sa plasmalemma sa isang espesyal na paraan at maaaring konektado sa receptor apparatus. Marami sa mga molecule na ito ay tumagos sa buong lamad at tinatawag na transmembrane. Ang natitira ay naka-angkla sa hydrophobic na bahagi ng lamad at maaaring lumabas sa panloob o panlabas na ibabaw.
Cell ion channel
Kadalasan, ang mga ion channel ay gumaganap bilang integral complex protein. Ang mga istrukturang ito ay responsable para sa aktibong transportasyon ng ilang mga sangkap papasok o palabas ng cell. Binubuo ang mga ito ng ilang mga subunit ng protina at isang aktibong site. Kapag nalantad sa isang tiyak na ligand sa aktibong sentro, na kinakatawan ng isang tiyak na hanayamino acids, mayroong isang pagbabago sa conformation ng ion channel. Ang ganitong proseso ay nagbibigay-daan sa iyo na buksan o isara ang channel, sa gayon simulan o ihinto ang aktibong transportasyon ng mga sangkap.
Ang ilang mga channel ng ion ay madalas na bukas, ngunit kapag ang isang signal ay natanggap mula sa isang receptor protein o kapag ang isang partikular na ligand ay nakakabit, maaari silang magsara, na huminto sa kasalukuyang ion. Ang prinsipyong ito ng operasyon ay bumababa sa katotohanan na hanggang sa matanggap ang isang receptor o humoral signal upang ihinto ang aktibong transportasyon ng isang partikular na sangkap, ito ay isasagawa. Sa sandaling matanggap ang signal, dapat ihinto ang transportasyon.
Karamihan sa mga integral na protina na gumaganap bilang mga channel ng ion ay gumagana upang pigilan ang transportasyon hanggang sa ang isang partikular na ligand ay nakakabit sa aktibong site. Pagkatapos ang transportasyon ng ion ay isaaktibo, na magpapahintulot sa lamad na ma-recharged. Ang algorithm na ito ng pagpapatakbo ng mga channel ng ion ay tipikal para sa mga cell ng nasasabik na mga tisyu ng tao.
Mga uri ng naka-embed na protina
Lahat ng membrane protein (integral, semi-integral at surface) ay gumaganap ng mahahalagang function. Ito ay tiyak dahil sa kanilang espesyal na papel sa buhay ng cell na mayroon silang isang tiyak na uri ng pagsasama sa phospholipid membrane. Ang ilang mga protina, mas madalas na ito ay mga channel ng ion, ay dapat na ganap na sugpuin ang plasmalemma upang mapagtanto ang kanilang mga pag-andar. Pagkatapos ay tinatawag silang polytopic, iyon ay, transmembrane. Ang iba ay naisalokal ng kanilang anchor site sa hydrophobic site ng phospholipid bilayer, at ang aktibong site ay umaabot lamang sa panloob o sa panlabas lamang.ibabaw ng lamad ng cell. Pagkatapos ay tinatawag silang monotopic. Mas madalas ang mga ito ay mga molekula ng receptor na tumatanggap ng signal mula sa ibabaw ng lamad at ipinapadala ito sa isang espesyal na "tagapamagitan".
Pag-renew ng integral protein
Lahat ng integral molecule ay ganap na tumagos sa hydrophobic area at naayos dito sa paraan na ang kanilang paggalaw ay pinapayagan lamang sa kahabaan ng lamad. Gayunpaman, ang pagpasok ng protina sa cell, tulad ng kusang pagtanggal ng molekula ng protina mula sa cytolemma, ay imposible. Mayroong isang variant kung saan ang mga integral na protina ng lamad ay pumapasok sa cytoplasm. Ito ay nauugnay sa pinocytosis o phagocytosis, iyon ay, kapag ang isang cell ay nakakuha ng isang solid o likido at pinalibutan ito ng isang lamad. Pagkatapos ay hinihila ito papasok kasama ng mga protina na naka-embed dito.
Siyempre, hindi ito ang pinakamabisang paraan ng pagpapalitan ng enerhiya sa cell, dahil ang lahat ng mga protina na dating nagsisilbing mga receptor o ion channel ay matutunaw ng lysosome. Mangangailangan ito ng kanilang bagong synthesis, kung saan ang isang makabuluhang bahagi ng mga reserbang enerhiya ng macroergs ay gagastusin. Gayunpaman, sa panahon ng "pagsasamantala" ng mga molekula ng mga channel ng ion o mga receptor ay madalas na nasira, hanggang sa detatsment ng mga seksyon ng molekula. Nangangailangan din ito ng kanilang resynthesis. Samakatuwid, ang phagocytosis, kahit na nangyari ito sa paghahati ng sarili nitong mga molekula ng receptor, ay isa ring paraan ng patuloy na pag-renew ng mga ito.
Hydrophobic na interaksyon ng mga integral na protina
Gaya nooninilarawan sa itaas, ang mga integral na protina ng lamad ay mga kumplikadong molekula na tila natigil sa cytoplasmic membrane. Kasabay nito, maaari silang malayang lumangoy dito, gumagalaw kasama ang plasmalemma, ngunit hindi sila maaaring humiwalay dito at pumasok sa intercellular space. Naisasakatuparan ito dahil sa mga kakaibang pakikipag-ugnayan ng hydrophobic ng mga integral na protina na may mga membrane phospholipid.
Ang mga aktibong sentro ng integral na protina ay matatagpuan alinman sa panloob o panlabas na ibabaw ng lipid bilayer. At ang fragment na iyon ng macromolecule, na responsable para sa mahigpit na pag-aayos, ay palaging matatagpuan sa mga hydrophobic na rehiyon ng phospholipids. Dahil sa pakikipag-ugnayan sa kanila, ang lahat ng transmembrane protein ay palaging nananatili sa kapal ng cell membrane.
Mga function ng integral macromolecules
Anumang integral membrane protein ay may anchor site na matatagpuan sa mga hydrophobic residues ng phospholipids at isang aktibong sentro. Ang ilang mga molekula ay may isang aktibong sentro lamang at matatagpuan sa panloob o panlabas na ibabaw ng lamad. Mayroon ding mga molekula na may maraming aktibong site. Ang lahat ng ito ay nakasalalay sa mga pag-andar na ginagawa ng integral at peripheral na mga protina. Ang kanilang unang function ay ang aktibong transportasyon.
Protein macromolecules, na responsable para sa pagpasa ng mga ions, ay binubuo ng ilang subunits at kinokontrol ang ion current. Karaniwan, ang lamad ng plasma ay hindi makapasa sa mga hydrated ions, dahil ito ay likas na lipid. Ang pagkakaroon ng mga channel ng ion, na mga integral na protina, ay nagpapahintulot sa mga ion na tumagos sa cytoplasm at muling magkarga ng lamad ng cell. Ito ang pangunahing mekanismo para sa paglitaw ng potensyal ng lamad ng mga excitable tissue cells.
Mga molekula ng receptor
Ang pangalawang function ng integral molecules ay receptor function. Ang isang lipid bilayer ng lamad ay nagpapatupad ng proteksiyon na function at ganap na nililimitahan ang cell mula sa panlabas na kapaligiran. Gayunpaman, dahil sa pagkakaroon ng mga molekula ng receptor, na kinakatawan ng mga integral na protina, ang cell ay maaaring makatanggap ng mga signal mula sa kapaligiran at nakikipag-ugnayan dito. Ang isang halimbawa ay ang cardiomyocyte adrenal receptor, cell adhesion protein, insulin receptor. Ang isang partikular na halimbawa ng receptor protein ay ang bacteriorhodopsin, isang espesyal na membrane protein na matatagpuan sa ilang bacteria na nagpapahintulot sa kanila na tumugon sa liwanag.
Mga protina sa intercellular interaction
Ang ikatlong pangkat ng mga function ng integral proteins ay ang pagpapatupad ng mga intercellular contact. Salamat sa kanila, ang isang cell ay maaaring sumali sa isa pa, kaya lumilikha ng isang chain ng paglilipat ng impormasyon. Gumagana ang mga Nexus ayon sa mekanismong ito - mga gap junction sa pagitan ng mga cardiomyocytes, kung saan ipinapadala ang ritmo ng puso. Ang parehong prinsipyo ng operasyon ay sinusunod sa mga synapses, kung saan ang isang impulse ay ipinapadala sa mga nerve tissue.
Sa pamamagitan ng mga integral na protina, ang mga cell ay maaari ding lumikha ng mekanikal na koneksyon, na mahalaga sa pagbuo ng isang integral na biological tissue. Gayundin, ang mga integral na protina ay maaaring gumanap ng papel ng mga enzyme ng lamad at lumahok sa paglipat ng enerhiya, kabilang ang mga nerve impulses.
