Buněčná membrána

admin 0 Comments Articles

Buněčná membrána

Definice

Buněčná membrána, známá také jako plazmatická membrána, je dvojitá vrstva lipidů a bílkovin, která obklopuje buňku. Odděluje cytoplazmu (obsah buňky) od vnějšího prostředí. Je vlastností všech buněk, jak prokaryotických, tak eukaryotických.

Funkce buněčné membrány

Buněčná membrána dává buňce její strukturu a reguluje látky, které do buňky vstupují a vystupují z ní. Je to selektivně propustná bariéra, což znamená, že některým látkám umožňuje projít, ale jiným ne. Podobně jako padací most, který má chránit hrad a zadržet nepřátele, umožňuje buněčná membrána vstup a výstup pouze některým molekulám.

Překračování membrány

Membránou mohou snadno vstupovat a vystupovat malé molekuly, například kyslík, který buňky potřebují k provádění metabolických funkcí, jako je buněčné dýchání, a oxid uhličitý, vedlejší produkt těchto funkcí. Voda může membránou také volně procházet, i když pomaleji.

Membránou však nemohou přímo procházet vysoce nabité molekuly, jako jsou ionty, ani velké makromolekuly, jako jsou sacharidy nebo aminokyseliny. Místo toho musí tyto molekuly projít přes bílkoviny, které jsou v membráně zabudovány. Tímto způsobem může buňka řídit rychlost difuze těchto látek.

Dalším způsobem, jak může buněčná membrána přivádět molekuly do cytoplazmy, je endocytóza. Opačný proces, kdy buňka dodává obsah mimo membránovou bariéru, se nazývá exocytóza.

Endocytóza zahrnuje fagocytózu („požírání buněk“) a pinocytózu („pití buněk“). Během těchto procesů vytváří buněčná membrána prohlubeň, která obklopuje pohlcovanou částici. Poté se „odštípne“ a vytvoří malou membránovou kuličku zvanou vezikula, která obsahuje molekulu a transportuje ji tam, kde bude v buňce použita.

Buňky mohou také dodávat látky přes buněčnou membránu do vnějšího prostředí prostřednictvím exocytózy, což je opak endocytózy. Při exocytóze se v cytoplazmě tvoří vezikuly, které se pohybují k povrchu buněčné membrány. Zde se spojí s membránou a uvolní svůj obsah do vnějšího prostředí buňky. Exocytóza odstraňuje z buňky odpadní produkty, což jsou části molekul, které buňka nevyužívá, včetně starých organel.

Signalizace na buněčné membráně

Buněčná membrána hraje také důležitou roli v buněčné signalizaci a komunikaci. Membrána obsahuje několik zabudovaných bílkovin, které mohou vázat molekuly nacházející se mimo buňku a předávat zprávy dovnitř buňky.

Důležité je, že tyto receptorové bílkoviny na buněčné membráně se mohou vázat na látky produkované jinými částmi těla, například na hormony. Když se molekula naváže na cílový receptor na membráně, zahájí uvnitř buňky dráhu přenosu signálu, která předá signál příslušným molekulám.

V důsledku těchto často složitých signálních drah může buňka provést činnost určenou signální molekulou, například vytvořit nebo zastavit produkci určitého proteinu.

Jak umožňuje struktura buněčné membrány vykonávat tyto funkce?

Struktura buněčné membrány

Buněčná membrána je tvořena fosfolipidovou dvojvrstvou. Fosfolipidy jsou molekuly lipidů tvořené hlavou s fosfátovou skupinou a dvěma ocasy mastných kyselin. Důležité je, že vlastnosti molekul fosfolipidů jim umožňují spontánně vytvářet dvouvrstvou membránu.

Hlava fosfátové skupiny fosfolipidu je hydrofilní, zatímco ocas fosfolipidu je hydrofobní. To znamená, že fosfátová skupina je vodou přitahována, zatímco ocas je vodou odpuzován.

Ve vodě nebo vodném roztoku (včetně vnitřku těla) se hydrofobní hlavy fosfolipidů orientují tak, aby byly na vnitřní straně, co nejdále od vody. Naproti tomu hydrofilní hlavičky se budou nacházet na vnější straně a budou v kontaktu s vodou. Výsledkem je, že se vytvoří dvojitá vrstva fosfolipidů, přičemž hydrofobní hlavy se shlukují uprostřed a hydrofilní ocásky tvoří vnější stranu struktury. Odborný termín pro tuto dvojitou vrstvu fosfolipidů, která tvoří buněčnou membránu, je fosfolipidová dvojvrstva.

Faktory spojené s membránou

Kromě fosfolipidové dvojvrstvy obsahuje buněčná membrána také molekuly lipidů, zejména glykolipidy a steroly. Jedním z důležitých sterolů je cholesterol, který v živočišných buňkách reguluje tekutost buněčné membrány. Když je cholesterolu méně, jsou membrány tekutější, ale také propustnější pro molekuly. Množství cholesterolu v membráně pomáhá udržovat její propustnost tak, aby do buňky mohlo naráz vstoupit správné množství molekul.

Buněčná membrána obsahuje také mnoho různých bílkovin. Bílkoviny tvoří přibližně polovinu buněčné membrány. Mnohé z těchto bílkovin jsou transmembránové bílkoviny, které jsou zabudované v membráně, ale vyčnívají na obě strany (tj. rozprostírají se přes celou lipidovou dvojvrstvu).

Některé z těchto bílkovin jsou receptory, které se vážou na signální molekuly. Jiné jsou iontové kanály, které jsou jediným prostředkem propouštějícím ionty do buňky nebo z buňky. Vědci používají k popisu struktury buněčné membrány model fluidní mozaiky. Buněčná membrána má tekutou konzistenci, protože je z velké části tvořena fosfolipidy, a díky tomu se bílkoviny volně pohybují po jejím povrchu. Množství různých bílkovin a lipidů v buněčné membráně jí dává vzhled mozaiky.

Kvíz

Bibliografie