Błona komórkowa

admin 0 Comments Articles

Błona komórkowa

Definicja

Błona komórkowa, znana również jako błona plazmatyczna, jest podwójną warstwą lipidów i białek, która otacza komórkę. Oddziela ona cytoplazmę (zawartość komórki) od środowiska zewnętrznego. Jest cechą wszystkich komórek, zarówno prokariotycznych jak i eukariotycznych.

Funkcja błony komórkowej

Błona komórkowa nadaje komórce jej strukturę i reguluje materiały, które wchodzą i wychodzą z komórki. Jest to bariera selektywnie przepuszczalna, co oznacza, że pozwala niektórym substancjom na przejście, ale nie innym. Podobnie jak most zwodzony przeznaczony do ochrony zamku i utrzymania z dala od wrogów, błona komórkowa pozwala tylko niektóre cząsteczki do wejścia lub wyjścia.

Przekraczanie błony

Małe cząsteczki, takie jak tlen, które komórki potrzebują w celu przeprowadzenia funkcji metabolicznych, takich jak oddychanie komórkowe, i dwutlenek węgla, produkt uboczny tych funkcji, mogą łatwo wejść i wyjść przez membranę. Woda może również swobodnie przekroczyć membranę, chociaż robi to w wolniejszym tempie.

Jednak silnie naładowane cząsteczki, takie jak jony, nie mogą bezpośrednio przejść, ani duże makrocząsteczki, takie jak węglowodany lub aminokwasy. Zamiast tego, cząsteczki te muszą przechodzić przez białka, które są osadzone w membranie. W ten sposób komórka może kontrolować tempo dyfuzji tych substancji.

Innym sposobem, w jaki błona komórkowa może wprowadzić cząsteczki do cytoplazmy jest endocytoza. Proces odwrotny, w którym komórka dostarcza zawartość poza barierę błony, nazywany jest egzocytozą.

Endocytoza obejmuje fagocytozę („zjadanie komórek”) i pinocytozę („picie komórek”). Podczas tych procesów błona komórkowa tworzy wgłębienie, otaczając cząsteczkę, którą pochłania. Następnie „odcina się”, tworząc małą sferę błony zwaną pęcherzykiem, który zawiera cząsteczkę i transportuje ją do miejsca, w którym zostanie wykorzystana w komórce.

Komórki mogą również dostarczać substancje przez błonę komórkową do środowiska zewnętrznego poprzez egzocytozę, która jest przeciwieństwem endocytozy. Podczas egzocytozy pęcherzyki powstają w cytoplazmie i przemieszczają się na powierzchnię błony komórkowej. Tutaj łączą się z błoną i uwalniają swoją zawartość na zewnątrz komórki. Egzocytoza usuwa produkty odpadowe komórki, czyli części cząsteczek, które nie są wykorzystywane przez komórkę, w tym stare organelle.

Sygnalizacja na błonie komórkowej

Błona komórkowa odgrywa również ważną rolę w sygnalizacji komórkowej i komunikacji. Błona zawiera kilka wbudowanych białek, które mogą wiązać cząsteczki znajdujące się na zewnątrz komórki i przekazywać wiadomości do wnętrza komórki.

Co ważne, te białka receptorowe na błonie komórkowej mogą wiązać się z substancjami produkowanymi przez inne obszary ciała, takie jak hormony. Kiedy cząsteczka wiąże się ze swoim docelowym receptorem na błonie, inicjuje szlak transdukcji sygnału wewnątrz komórki, który przekazuje sygnał do odpowiednich cząsteczek.

W wyniku tych często złożonych szlaków sygnalizacyjnych, komórka może wykonać działanie określone przez cząsteczkę sygnalizacyjną, takie jak wytwarzanie lub zatrzymanie produkcji pewnego białka.

Jak struktura błony komórkowej pozwala jej na wykonywanie tych funkcji?

Struktura błony komórkowej

Błona komórkowa jest zbudowana z warstwy fosfolipidowej. Fosfolipidy są cząsteczkami lipidowymi składającymi się z głowy grupy fosforanowej i dwóch ogonów kwasu tłuszczowego. Co ważne, właściwości cząsteczek fosfolipidów pozwalają im spontanicznie tworzyć dwuwarstwową membranę.

Głowa grupy fosforanowej fosfolipidu jest hydrofilowa, podczas gdy ogon fosfolipidu jest hydrofobowy. Oznacza to, że grupa fosforanowa jest przyciągany do wody, podczas gdy ogon jest odpychany przez water.

Gdy w wodzie lub roztworze wodnym (w tym wewnątrz ciała) hydrofobowe głowy fosfolipidów będzie orientować się być na wewnętrznej stronie, jak najdalej od wody, jak to możliwe. W przeciwieństwie do tego, głowy hydrofilowe będą na zewnątrz, kontaktując się z wodą. W rezultacie powstaje podwójna warstwa fosfolipidów, w której hydrofobowe głowy skupiają się w centrum, a hydrofilowe ogony tworzą zewnętrzną część struktury. Technicznym terminem dla tej podwójnej warstwy fosfolipidów, która tworzy błonę komórkową, jest dwuwarstwa fosfolipidowa.

Faktory związane z błoną

Oprócz dwuwarstwy fosfolipidowej, błona komórkowa zawiera również cząsteczki lipidów, w szczególności glikolipidy i sterole. Jednym z ważnych steroli jest cholesterol, który reguluje płynność błony komórkowej w komórkach zwierzęcych. Kiedy jest mniej cholesterolu, błona staje się bardziej płynna, ale również bardziej przepuszczalna dla cząsteczek. Ilość cholesterolu w błonie pomaga utrzymać jej przepuszczalność tak, że odpowiednia ilość cząsteczek może wejść do komórki na raz.

Błona komórkowa zawiera również wiele różnych białek. Białka stanowią około połowy błony komórkowej. Wiele z tych białek to białka transmembranowe, które są osadzone w błonie, ale wystają po obu stronach (tzn. rozciągają się na całą warstwę lipidową).

Niektóre z tych białek to receptory, które wiążą się z cząsteczkami sygnałowymi. Inne są kanałami jonowymi, które są jedynymi środkami pozwalającymi jonom na wejście lub wyjście z komórki. Naukowcy używają modelu płynnej mozaiki do opisania struktury błony komórkowej. Błona komórkowa ma płynną konsystencję, ponieważ składa się w dużej części z fosfolipidów, a dzięki temu białka swobodnie przemieszczają się po jej powierzchni. Mnogość różnych białek i lipidów w błonie komórkowej nadaje jej wygląd mozaiki.

Quiz

Bibliografia