Membran sel - unsur struktur sel, melindunginya daripada persekitaran luaran. Dengan bantuannya, ia berinteraksi dengan ruang antara sel dan merupakan sebahagian daripada sistem biologi. Membrannya mempunyai struktur khas yang terdiri daripada dwilapisan lipid, protein kamiran dan separuh kamiran. Yang terakhir adalah molekul besar yang melakukan pelbagai fungsi. Selalunya, mereka terlibat dalam pengangkutan bahan khas, kepekatannya pada sisi membran yang berbeza dikawal dengan teliti.
Pelan am struktur membran sel
Membran plasma ialah himpunan molekul lemak dan protein kompleks. Fosfolipidnya, dengan sisa hidrofiliknya, terletak pada sisi bertentangan membran, membentuk dwilapisan lipid. Tetapi kawasan hidrofobik mereka, yang terdiri daripada sisa asid lemak, dipusingkan ke dalam. Ini membolehkan anda mencipta struktur cecair-hablur cecair yang sentiasa boleh berubah bentuk dan berada dalam keseimbangan dinamik.
Ciri struktur ini membolehkan anda mengehadkan sel daripada ruang antara sel, kerana membran biasanya tidak telap air dan semua bahan terlarut di dalamnya. Beberapa protein kamiran kompleks, molekul separa kamiran dan permukaan direndam dalam ketebalan membran. Melaluinya, sel berinteraksi dengan dunia luar, mengekalkan homeostasis dan membentuk tisu biologi penting.
Protein membran plasma
Semua molekul protein yang terletak di permukaan atau dalam ketebalan membran plasma dibahagikan kepada jenis bergantung pada kedalaman kejadiannya. Terdapat protein integral yang menembusi dwilapisan lipid, protein separa bersepadu yang berasal dari kawasan hidrofilik membran dan keluar, serta protein permukaan yang terletak di kawasan luar membran. Molekul protein integral meresap plasmalemma dengan cara yang istimewa dan boleh disambungkan kepada radas reseptor. Kebanyakan molekul ini meresap ke seluruh membran dan dipanggil transmembrane. Selebihnya berlabuh di bahagian hidrofobik membran dan sama ada keluar ke permukaan dalam atau luar.
Saluran ion sel
Selalunya, saluran ion bertindak sebagai protein kompleks integral. Struktur ini bertanggungjawab untuk pengangkutan aktif bahan tertentu ke dalam atau keluar dari sel. Mereka terdiri daripada beberapa subunit protein dan tapak aktif. Apabila terdedah kepada ligan tertentu pada pusat aktif, diwakili oleh set tertentuasid amino, terdapat perubahan dalam bentuk saluran ion. Proses sedemikian membolehkan anda membuka atau menutup saluran, dengan itu memulakan atau menghentikan pengangkutan aktif bahan.
Sesetengah saluran ion terbuka pada kebanyakan masa, tetapi apabila isyarat diterima daripada protein reseptor atau apabila ligan tertentu dipasang, ia boleh menutup, menghentikan arus ion. Prinsip operasi ini berpunca daripada fakta bahawa sehingga reseptor atau isyarat humoral diterima untuk menghentikan pengangkutan aktif bahan tertentu, ia akan dijalankan. Sebaik sahaja isyarat diterima, pengangkutan harus dihentikan.
Kebanyakan protein integral yang bertindak sebagai saluran ion berfungsi untuk menghalang pengangkutan sehingga ligan tertentu dilekatkan pada tapak aktif. Kemudian pengangkutan ion akan diaktifkan, yang akan membolehkan membran dicas semula. Algoritma pengendalian saluran ion ini adalah tipikal untuk sel-sel tisu manusia yang boleh terangsang.
Jenis protein terbenam
Semua protein membran (integral, semi-integral dan permukaan) melaksanakan fungsi penting. Ia adalah tepat kerana peranan istimewa mereka dalam kehidupan sel bahawa mereka mempunyai jenis integrasi tertentu ke dalam membran fosfolipid. Sesetengah protein, lebih kerap ini adalah saluran ion, mesti menindas sepenuhnya plasmalemma untuk merealisasikan fungsinya. Kemudian mereka dipanggil polytopic, iaitu, transmembrane. Lain-lain disetempatkan oleh tapak penambatnya di tapak hidrofobik dwilapisan fosfolipid, dan tapak aktif hanya meluas ke dalam atau hanya ke luar.permukaan membran sel. Kemudian mereka dipanggil monotopik. Lebih kerap ia adalah molekul reseptor yang menerima isyarat dari permukaan membran dan menghantarnya kepada "perantara" khas.
Pembaharuan protein integral
Semua molekul integral menembusi sepenuhnya kawasan hidrofobik dan terpaku di dalamnya sedemikian rupa sehingga pergerakannya hanya dibenarkan di sepanjang membran. Walau bagaimanapun, kemasukan protein ke dalam sel, sama seperti detasmen spontan molekul protein daripada sitolemma, adalah mustahil. Terdapat varian di mana protein integral membran memasuki sitoplasma. Ia dikaitkan dengan pinositosis atau fagositosis, iaitu apabila sel menangkap pepejal atau cecair dan mengelilinginya dengan membran. Ia kemudian ditarik ke dalam bersama-sama dengan protein yang tertanam di dalamnya.
Sudah tentu, ini bukan cara yang paling berkesan untuk menukar tenaga dalam sel, kerana semua protein yang sebelum ini berfungsi sebagai reseptor atau saluran ion akan dihadam oleh lisosom. Ini memerlukan sintesis baharu mereka, yang mana sebahagian besar rizab tenaga makroerg akan dibelanjakan. Walau bagaimanapun, semasa "eksploitasi" molekul saluran ion atau reseptor sering rosak, sehingga detasmen bahagian molekul. Ini juga memerlukan sintesis semula mereka. Oleh itu, fagositosis, walaupun ia berlaku dengan pemisahan molekul reseptornya sendiri, juga merupakan cara pembaharuan berterusan mereka.
Interaksi hidrofobik protein integral
Seperti yang berlakuyang diterangkan di atas, protein membran integral ialah molekul kompleks yang nampaknya tersekat dalam membran sitoplasma. Pada masa yang sama, mereka boleh berenang bebas di dalamnya, bergerak di sepanjang plasmalemma, tetapi mereka tidak boleh melepaskan diri daripadanya dan memasuki ruang antara sel. Ini direalisasikan disebabkan oleh keistimewaan interaksi hidrofobik protein integral dengan fosfolipid membran.
Pusat aktif protein integral terletak sama ada pada permukaan dalam atau luar dwilapisan lipid. Dan serpihan makromolekul itu, yang bertanggungjawab untuk penetapan ketat, sentiasa terletak di antara kawasan hidrofobik fosfolipid. Disebabkan interaksi dengan mereka, semua protein transmembran sentiasa kekal dalam ketebalan membran sel.
Fungsi makromolekul kamiran
Sebarang protein membran integral mempunyai tapak penambat yang terletak di antara sisa hidrofobik fosfolipid dan pusat aktif. Sesetengah molekul hanya mempunyai satu pusat aktif dan terletak pada permukaan dalam atau luar membran. Terdapat juga molekul dengan pelbagai tapak aktif. Semua ini bergantung pada fungsi yang dilakukan oleh protein integral dan periferal. Fungsi pertama mereka ialah pengangkutan aktif.
Makromolekul protein, yang bertanggungjawab untuk laluan ion, terdiri daripada beberapa subunit dan mengawal arus ion. Biasanya, membran plasma tidak boleh melepasi ion terhidrat, kerana ia adalah lipid secara semula jadi. Kehadiran saluran ion, yang merupakan protein integral, membolehkan ion menembusi ke dalam sitoplasma dan mengecas semula membran sel. Ini adalah mekanisme utama untuk berlakunya potensi membran sel tisu yang boleh dirangsang.
Molekul reseptor
Fungsi kedua bagi molekul kamiran ialah fungsi reseptor. Satu lipid dwilapisan membran melaksanakan fungsi perlindungan dan mengehadkan sel sepenuhnya daripada persekitaran luaran. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh kehadiran molekul reseptor, yang diwakili oleh protein integral, sel boleh menerima isyarat daripada persekitaran dan berinteraksi dengannya. Contohnya ialah reseptor adrenal kardiomiosit, protein lekatan sel, reseptor insulin. Contoh tertentu protein reseptor ialah bacteriorhodopsin, protein membran khas yang terdapat dalam sesetengah bakteria yang membolehkan mereka bertindak balas kepada cahaya.
Protein interaksi antara sel
Kumpulan ketiga fungsi protein integral ialah pelaksanaan hubungan antara sel. Terima kasih kepada mereka, satu sel boleh bergabung dengan yang lain, sekali gus mewujudkan rantaian pemindahan maklumat. Nexuses berfungsi mengikut mekanisme ini - persimpangan jurang antara kardiomiosit, di mana irama jantung dihantar. Prinsip operasi yang sama diperhatikan dalam sinaps, yang melaluinya impuls dihantar dalam tisu saraf.
Melalui protein integral, sel juga boleh mencipta sambungan mekanikal, yang penting dalam pembentukan tisu biologi integral. Selain itu, protein integral boleh memainkan peranan enzim membran dan mengambil bahagian dalam pemindahan tenaga, termasuk impuls saraf.
