Biomembranen Struktur und Funktionen

Der Biomembranen Sie sind hauptsächlich Lipid, sehr dynamische und selektive Naturstrukturen, die Teil der Zellen aller Lebewesen sind. Im Wesentlichen sind sie dafür verantwortlich, die Grenzen zwischen Leben und extrazellulärem Raum festzulegen, zusätzlich zu kontrollierter Weise, was in die Zelle gelangen und verlassen kann.

Membraneigenschaften (wie Fluidität und Permeabilität) werden direkt durch die Art der Lipid, Sättigung und Länge dieser Moleküle bestimmt. Jede Art von Zelle hat eine Membran mit einer charakteristischen Zusammensetzung von Lipiden, Proteinen und Kohlenhydraten, die es ihm ermöglicht, ihre Funktionen auszuführen.

Quelle: Derivates Werk: Dhatfield (Talk) cell_membrane_detailed_diagram_3.SVG: *Derivat.SVG: Ladyofhats Mariana Ruiz [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)] [TOC]

Struktur

Das Modell, das derzeit zur Beschreibung der Struktur biologischer Membranen akzeptiert wird, wird als "flüssiges Mosaik" bezeichnet. Es wurde 1972 von Forschern s entwickelt. Jon Singer und Garth Nicolson.

Ein Mosaik ist die Vereinigung verschiedener heterogener Elemente. Bei Membranen enthalten diese Elemente verschiedene Arten von Lipiden und Proteinen. Diese Komponenten sind nicht statisch: Im Gegensatz dazu ist die Membran durch extrem dynamisch.''

In einigen Fällen finden wir verankerte Kohlenhydrate für einige Proteine ​​oder die Lipide, die die Membran bilden. Als nächstes werden wir die Hauptkomponenten der Membranen untersuchen.

-Lipide

Lipide sind biologische Polymere, die durch Kohlenstoffketten gebildet werden, deren Hauptmerkmal die Wasserunfächlichkeit ist. Obwohl sie mehrere biologische Funktionen erfüllen, ist die größte Highlight ihre strukturelle Rolle in den Membranen.

Lipide, die biologische Membranen bilden können, bestehen aus einem apolaren (unlöslichen Wasser) und einem polar (wasserlöslichen). Diese Arten von Molekülen werden als Amphipatik bekannt. Diese Moleküle sind Phospholipide.

Wie verhalten sich Lipide im Wasser??

Wenn Phospholipide mit Wasser in Kontakt kommen, ist der polarische Teil derjenige, der wirklich damit in Kontakt kommt. Im Gegensatz dazu interagieren hydrophobe "Schwänze" miteinander und versuchen, der Flüssigkeit zu entkommen. In Lösung können Lipide zwei Organisationsmuster erwerben: Mizellen oder Lipidbicapas.

Die Mizellen sind kleine Lipidaggregate, bei denen die polaren Köpfe im Wasser "Blicke" gruppiert sind und die Warteschlangen es im Bereich der Kugel zusammen machen. Bilapas sind, wie der Name schon sagt.

Diese Formationen treten in gewisser Weise auf spontan. Das heißt, es wird keine Energie benötigt, die die Bildung von Mycelas oder Bicapas vorantreibt.

Diese amphipatische Eigenschaft ist ohne Zweifel die wichtigste bestimmte Lipide, da es die Kompartimentierung des Lebens ermöglichte.

Nicht alle Membranen sind gleich

In Bezug auf seine Lipidzusammensetzung sind nicht alle biologischen Membranen gleich. Diese variieren hinsichtlich der Länge der Kohlenstoffkette und der Sättigung zwischen ihnen.

Mit Sättigung Wir verweisen auf die Anzahl der Links, die zwischen Kohlenstoffen bestehen. Wenn es doppelte oder dreifache Glieder gibt, ist die Kette ungesättigt.

Die Lipidzusammensetzung der Membran bestimmt ihre Eigenschaften, insbesondere ihre Fluidität. Wenn es doppelte oder dreifache Bindungen gibt, sind Kohlenstoffketten "verdreht", erzeugen Räume und reduzieren die Verpackung von Lipidlinien.

Der Dreh reduziert die Kontaktoberfläche mit benachbarten Schwänzen (insbesondere die Wechselwirkungskräfte von Van der Waals), wodurch die Barriere geschwächt wird.

Im Gegensatz dazu sind Van der Waals -Wechselwirkungen, wenn die Kettensättigung erhöht wird, viel stärker und erhöht die Dichte und Festigkeit der Membran. Auf die gleiche Weise kann die Stärke der Barriere erhöht werden, wenn die Kohlenwasserstoffkette an der Länge zunimmt.

Cholesterin ist eine andere Art von Lipid, die durch die Fusion von vier Ringen gebildet wird. Das Vorhandensein dieses Moleküls hilft auch dabei, die Fluidität und Permeabilität der Membran zu modulieren. Diese Eigenschaften können auch durch externe Variablen wie die Temperatur beeinflusst werden.

-Proteine

In einer normalen Zelle sind etwas weniger als die Hälfte der Membranzusammensetzung Proteine. Diese können in mehrfacher Weise in die Lipidmatrix eingebettet werden: vollständig eingetaucht, dh integral; oder peripher, wo nur ein Teil des Proteins an Lipiden verankert ist.

Proteine ​​werden von einigen Molekülen wie Kanälen oder Transportern (aktiver oder passiver Pfad) verwendet, um die großen und hydrophilen Moleküle zu helfen, die selektive Barriere zu überschreiten. Das herausragendste Beispiel ist das Protein, das als Natrium-Potium-Bombe fungiert.

-Kohlenhydrate

Kohlenhydrate können an den beiden genannten Molekülen verankert werden. Sie umgeben normalerweise die Zelle und spielen eine Rolle bei der Markierung, Erkennung und zellulärer Kommunikation im Allgemeinen.

Zum Beispiel verwenden Immunsystemzellen diese Art der Markierung, um die eigenen anderen zu unterscheiden, und wissen daher, welche Zelle angegriffen werden sollte und welche nicht.

Funktionen

Grenzen setzen

Wie werden die Lebensgrenzen festgelegt?? Durch Biomembranen. Biologische Herkunftsmembranen sind verantwortlich für den Abgrenzung des Zellraums in allen Lebensformen. Diese Unterteilungseigenschaft ist für die Erzeugung von lebenden Systemen unverzichtbar.

Auf diese Weise kann in der Zelle eine andere Umgebung mit den Konzentrationen und Bewegungen notwendiger Materialien erstellt werden, die für organische Wesen optimal sind.

Darüber hinaus bilden biologische Membranen auch Grenzen in der Zelle und stammen aus den typischen Kompartimenten eukaryotischer Zellen: Mitochondrien, Chloroplasten, Vakuolen usw.

Selektivität

Lebende Zellen erfordern eine konstante Ausgabe und den Eintritt bestimmter Elemente, zum Beispiel Austausch von Ionen mit der extrazellulären Umgebung und Ausscheidung von Abfallsubstanzen unter anderem.

Die Art der Membran macht es für bestimmte Substanzen durchlässig und für andere wasserdicht. Aus diesem Grund fungiert die Membran zusammen mit den Proteinen im Inneren als eine Art molekularer "Torhüter", den das Orchester den Materialaustausch mit dem Medium.

Kleine Größe Moleküle, die nicht polar sind, können die Membran ohne Unannehmlichkeiten überqueren. Im Gegensatz dazu ist die Schwierigkeit des Durchgangs proportional erhöht, je größer das Molekül und desto polarer ist.

Um ein pünktliches Beispiel zu geben, kann ein Sauerstoffmolekül eine Milliarde Mal schneller durch eine biologische Membran reisen als ein Chloridion.

Verweise

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