Selmembraan - 'n strukturele element van die sel wat dit beskerm teen die eksterne omgewing. Met behulp daarvan tree dit in wisselwerking met die intersellulêre ruimte en is dit deel van die biologiese sisteem. Sy membraan het 'n spesiale struktuur wat bestaan uit 'n lipied dubbellaag, integrale en semi-integrale proteïene. Laasgenoemde is groot molekules wat verskeie funksies verrig. Dikwels is hulle betrokke by die vervoer van spesiale stowwe, waarvan die konsentrasie aan verskillende kante van die membraan noukeurig gereguleer word.
Algemene plan van die selmembraanstruktuur
Die plasmamembraan is 'n versameling molekules van vette en komplekse proteïene. Die fosfolipiede, met hul hidrofiele oorblyfsels, is aan die teenoorgestelde kante van die membraan geleë en vorm 'n lipieddubbellaag. Maar hul hidrofobiese areas, wat uit vetsuurreste bestaan, word na binne gedraai. Dit laat jou toe om 'n vloeibare vloeibare kristalstruktuur te skep wat voortdurend van vorm kan verander en in dinamiese ewewig is.
Hierdie kenmerk van die struktuur laat jou toe om die sel van die intersellulêre ruimte te beperk, want die membraan is normaalweg ondeurdringbaar vir water en alle stowwe wat daarin opgelos is. Sommige komplekse integrale proteïene, semi-integrale en oppervlakmolekules word in die dikte van die membraan gedompel. Deur hulle tree die sel in interaksie met die buitewêreld, handhaaf homeostase en vorm integrale biologiese weefsels.
Plasmamembraanproteïene
Alle proteïenmolekules wat op die oppervlak of in die dikte van die plasmamembraan geleë is, word in tipes verdeel, afhangende van die diepte van hul voorkoms. Daar is integrale proteïene wat die lipied-dubbellaag binnedring, semi-integrale proteïene wat in die hidrofiele area van die membraan ontstaan en na buite gaan, sowel as oppervlakproteïene wat op die buitenste area van die membraan geleë is. Integrale proteïenmolekules deurdring die plasmalemma op 'n spesiale manier en kan aan die reseptorapparaat verbind word. Baie van hierdie molekules deurdring die hele membraan en word transmembraan genoem. Die res word geanker in die hidrofobiese gedeelte van die membraan en gaan óf uit na die binne- óf buitenste oppervlak.
Sellioonkanale
Meestal dien ioonkanale as integrale komplekse proteïene. Hierdie strukture is verantwoordelik vir die aktiewe vervoer van sekere stowwe in of uit die sel. Hulle bestaan uit verskeie proteïen subeenhede en 'n aktiewe plek. Wanneer blootgestel aan 'n spesifieke ligand op die aktiewe sentrum, verteenwoordig deur 'n spesifieke stelaminosure, is daar 'n verandering in die konformasie van die ioonkanaal. So 'n proses laat jou toe om die kanaal oop of toe te maak en sodoende die aktiewe vervoer van stowwe te begin of te stop.
Sommige ioonkanale is die meeste van die tyd oop, maar wanneer 'n sein van 'n reseptorproteïen ontvang word of wanneer 'n spesifieke ligand geheg is, kan hulle toemaak en die ioonstroom stop. Hierdie beginsel van werking kom daarop neer dat totdat 'n reseptor of humorale sein ontvang word om die aktiewe vervoer van 'n sekere stof te stop, dit uitgevoer sal word. Sodra die sein ontvang is, moet die vervoer gestop word.
Die meeste van die integrale proteïene wat as ioonkanale optree, werk om vervoer te inhibeer totdat 'n spesifieke ligand aan die aktiewe plek geheg is. Dan sal die ioonvervoer geaktiveer word, wat sal toelaat dat die membraan herlaai word. Hierdie algoritme van werking van ioonkanale is tipies vir selle van prikkelbare menslike weefsels.
tipes ingebedde proteïene
Alle membraanproteïene (integraal, semi-integraal en oppervlak) verrig belangrike funksies. Dit is juis vanweë hul spesiale rol in die lewe van die sel dat hulle 'n sekere soort integrasie in die fosfolipiedmembraan het. Sommige proteïene, meer dikwels is dit ioonkanale, moet die plasmalemma heeltemal onderdruk om hul funksies te verwesenlik. Dan word hulle politopies genoem, dit wil sê transmembraan. Ander word gelokaliseer deur hul ankerplek in die hidrofobiese plek van die fosfolipied dubbellaag, en die aktiewe plek strek slegs na die interne of slegs na die eksterneoppervlak van die selmembraan. Dan word hulle monotopies genoem. Meer dikwels is dit reseptormolekules wat 'n sein vanaf die oppervlak van die membraan ontvang en dit na 'n spesiale "tussenganger" oordra.
Hernuwing van integrale proteïene
Alle integrale molekules penetreer die hidrofobiese area heeltemal en word op so 'n manier daarin vasgemaak dat hul beweging slegs langs die membraan toegelaat word. Die indringing van die proteïen in die sel, net soos die spontane losmaking van die proteïenmolekule van die sitolemma, is egter onmoontlik. Daar is 'n variant waarin die integrale proteïene van die membraan die sitoplasma binnedring. Dit word geassosieer met pinositose of fagositose, dit wil sê wanneer 'n sel 'n vaste stof of vloeistof vang en dit met 'n membraan omring. Dit word dan binne getrek saam met die proteïene wat daarin ingebed is.
Natuurlik is dit nie die doeltreffendste manier om energie in die sel uit te ruil nie, want al die proteïene wat voorheen as reseptore of ioonkanale gedien het, sal deur die lisosoom verteer word. Dit sal hul nuwe sintese vereis, waarvoor 'n beduidende deel van die energiereserwes van makroergs bestee sal word. Tydens die "uitbuiting" van die molekules word ioonkanale of reseptore egter dikwels beskadig, tot die losmaak van dele van die molekule. Dit vereis ook hul hersintese. Daarom is fagositose, selfs al vind dit plaas met die splitsing van sy eie reseptormolekules, ook 'n manier van hul voortdurende vernuwing.
Hidrofobiese interaksie van integrale proteïene
Soos dit washierbo beskryf, is integrale membraanproteïene komplekse molekules wat blykbaar in die sitoplasmiese membraan vassit. Terselfdertyd kan hulle vrylik daarin swem en langs die plasmalemma beweeg, maar hulle kan nie daarvan wegbreek en die intersellulêre ruimte binnegaan nie. Dit word besef as gevolg van die eienaardighede van die hidrofobiese interaksie van integrale proteïene met membraanfosfolipiede.
Aktiewe sentrums van integrale proteïene is óf op die binne- óf buitenste oppervlak van die lipied-dubbellaag geleë. En daardie fragment van die makromolekule, wat verantwoordelik is vir stywe fiksasie, is altyd tussen die hidrofobiese streke van fosfolipiede geleë. As gevolg van interaksie met hulle, bly alle transmembraanproteïene altyd in die dikte van die selmembraan.
Funksies van integrale makromolekules
Enige integrale membraanproteïen het 'n ankerplek tussen die hidrofobiese residue van fosfolipiede en 'n aktiewe sentrum. Sommige molekules het net een aktiewe sentrum en is op die binne- of buiteoppervlak van die membraan geleë. Daar is ook molekules met verskeie aktiewe plekke. Dit alles hang af van die funksies wat deur integrale en perifere proteïene verrig word. Hul eerste funksie is aktiewe vervoer.
Proteïenmakromolekules, wat verantwoordelik is vir die deurgang van ione, bestaan uit verskeie subeenhede en reguleer die ioonstroom. Normaalweg kan die plasmamembraan nie gehidreerde ione deurlaat nie, aangesien dit van nature 'n lipied is. Die teenwoordigheid van ioonkanale, wat integrale proteïene is, laat ione toe om in die sitoplasma binne te dring en die selmembraan te herlaai. Dit is die hoofmeganisme vir die voorkoms van die membraanpotensiaal van prikkelbare weefselselle.
reseptormolekules
Die tweede funksie van integrale molekules is reseptorfunksie. Een lipied dubbellaag van die membraan implementeer 'n beskermende funksie en beperk die sel heeltemal van die eksterne omgewing. As gevolg van die teenwoordigheid van reseptormolekules, wat deur integrale proteïene voorgestel word, kan die sel egter seine van die omgewing ontvang en daarmee in wisselwerking tree. 'n Voorbeeld is die kardiomiosiet adrenale reseptor, sel adhesie proteïen, insulien reseptor. 'n Besondere voorbeeld van 'n reseptorproteïen is bakteriorodopsien, 'n spesiale membraanproteïen wat in sommige bakterieë voorkom wat hulle in staat stel om op lig te reageer.
Intersellulêre interaksieproteïene
Die derde groep funksies van integrale proteïene is die implementering van intersellulêre kontakte. Danksy hulle kan een sel by 'n ander aansluit en sodoende 'n ketting van inligtingoordrag skep. Nexusse werk volgens hierdie meganisme - gapingsverbindings tussen kardiomiosiete, waardeur die hartritme oorgedra word. Dieselfde beginsel van werking word waargeneem in sinapse, waardeur 'n impuls in senuweeweefsels oorgedra word.
Deur integrale proteïene kan selle ook 'n meganiese verbinding skep, wat belangrik is in die vorming van 'n integrale biologiese weefsel. Integrale proteïene kan ook die rol van membraanensieme speel en deelneem aan die oordrag van energie, insluitend senuwee-impulse.
