Membrane ya seli - kipengele cha kimuundo cha seli, kinachoilinda kutokana na mazingira ya nje. Kwa msaada wake, inaingiliana na nafasi ya intercellular na ni sehemu ya mfumo wa kibiolojia. Utando wake una muundo maalum unaojumuisha bilayer ya lipid, protini muhimu na nusu-muhimu. Mwisho ni molekuli kubwa zinazofanya kazi mbalimbali. Mara nyingi, wanahusika katika usafirishaji wa vitu maalum, mkusanyiko wa ambayo pande tofauti za membrane ni umewekwa kwa uangalifu.
Mpango wa jumla wa muundo wa membrane ya seli
Tando la plasma ni mkusanyiko wa molekuli za mafuta na protini changamano. Phospholipids zake, pamoja na mabaki ya hydrophilic, ziko pande tofauti za membrane, na kutengeneza bilayer ya lipid. Lakini maeneo yao ya hydrophobic, yenye mabaki ya asidi ya mafuta, yanageuka ndani. Hii hukuruhusu kuunda muundo wa umajimaji wa fuwele ambao unaweza kubadilisha umbo kila mara na uko katika usawa unaobadilika.
Kipengele hiki cha muundo hukuruhusu kuweka kikomo cha seli kutoka kwa nafasi ya seli, kwa sababu utando kwa kawaida hauwezi kupenyeza maji na vitu vyote huyeyushwa ndani yake. Baadhi ya protini changamano changamano, nusu-muhimu na molekuli za uso huingizwa kwenye unene wa utando. Kupitia kwao, seli huingiliana na ulimwengu wa nje, kudumisha homeostasis na kuunda tishu muhimu za kibaolojia.
Protini za membrane ya Plasma
Molekuli zote za protini ambazo ziko juu ya uso au katika unene wa membrane ya plasma zimegawanywa katika aina kulingana na kina cha kutokea kwao. Kuna protini muhimu zinazoingia kwenye lipid bilayer, protini za nusu-muhimu ambazo hutoka katika eneo la hydrophilic la membrane na kwenda nje, na vile vile protini za uso ziko kwenye eneo la nje la membrane. Molekuli za protini shirikishi hupenya plasmalemma kwa njia maalum na zinaweza kuunganishwa kwenye kifaa cha vipokezi. Mengi ya molekuli hizi hupenya utando mzima na huitwa transmembrane. Zilizosalia zimetiwa nanga katika sehemu ya haidrofobu ya utando na ama kutoka kwa uso wa ndani au wa nje.
Vituo vya ioni vya seli
Mara nyingi, chaneli za ioni hufanya kama protini changamano changamano. Miundo hii inawajibika kwa usafirishaji hai wa vitu fulani ndani au nje ya seli. Zinajumuisha subunits kadhaa za protini na tovuti inayofanya kazi. Inapofunuliwa kwa ligand maalum kwenye kituo kinachofanya kazi, kinachowakilishwa na seti maalumamino asidi, kuna mabadiliko katika conformation ya ion channel. Mchakato kama huo hukuruhusu kufungua au kufunga chaneli, na hivyo kuanza au kusimamisha usafirishaji amilifu wa dutu.
Baadhi ya chaneli za ioni hufunguliwa mara nyingi, lakini wakati mawimbi inapokewa kutoka kwa kipokezi cha protini au ligand mahususi inapounganishwa, zinaweza kufunga, na hivyo kusimamisha mkondo wa ayoni. Kanuni hii ya uendeshaji inajitokeza hadi ukweli kwamba mpaka kipokezi au ishara ya humoral inapokewa ili kuacha usafiri wa kazi wa dutu fulani, itafanywa. Mara tu ishara inapopokelewa, usafiri unapaswa kusimamishwa.
Protini nyingi muhimu zinazofanya kazi kama njia za ioni hufanya kazi kuzuia usafiri hadi ligand mahususi iambatishwe kwenye tovuti inayotumika. Kisha usafiri wa ion utaanzishwa, ambayo itawawezesha utando kuwa recharged. Kanuni hii ya uendeshaji wa chaneli za ioni ni kawaida kwa seli za tishu za binadamu zinazosisimka.
Aina za protini zilizopachikwa
Protini zote za utando (muhimu, nusu-unganishi na uso) hufanya kazi muhimu. Ni kwa sababu ya jukumu lao maalum katika maisha ya seli ambayo wana aina fulani ya kuunganishwa kwenye membrane ya phospholipid. Protini zingine, mara nyingi zaidi hizi ni njia za ioni, lazima zikandamize kabisa plasmalemma ili kutambua kazi zao. Kisha huitwa polytopic, yaani, transmembrane. Nyingine zimewekwa ndani na tovuti yao ya nanga kwenye tovuti ya hydrophobic ya bilayer ya phospholipid, na tovuti inayofanya kazi inaenea tu kwa ndani au tu kwa nje.uso wa membrane ya seli. Kisha wanaitwa monotopic. Mara nyingi zaidi ni molekuli za kipokezi zinazopokea ishara kutoka kwenye uso wa utando na kuisambaza kwa "mpatanishi" maalum.
Upyaji wa protini muhimu
Molekuli zote muhimu hupenya kabisa eneo la haidrofobu na huwekwa ndani yake kwa njia ambayo mwendo wake unaruhusiwa tu kando ya membrane. Hata hivyo, kuingia kwa protini ndani ya seli, kama vile kujitenga kwa hiari kwa molekuli ya protini kutoka kwa cytolemma, haiwezekani. Kuna tofauti ambayo protini muhimu za membrane huingia kwenye cytoplasm. Inahusishwa na pinocytosis au phagocytosis, yaani, wakati seli inakamata imara au kioevu na kuzunguka kwa membrane. Kisha huvutwa ndani pamoja na protini zilizopachikwa ndani yake.
Bila shaka, hii si njia bora zaidi ya kubadilishana nishati katika seli, kwa sababu protini zote ambazo hapo awali zilitumika kama vipokezi au chaneli za ayoni zitameng'enywa na lisosome. Hii itahitaji usanisi wao mpya, ambao sehemu kubwa ya akiba ya nishati ya macroergs itatumika. Hata hivyo, wakati wa "unyonyaji" wa molekuli za njia za ion au vipokezi mara nyingi huharibiwa, hadi kuunganishwa kwa sehemu za molekuli. Hii pia inahitaji resynthesis yao. Kwa hivyo, fagosaitosisi, hata ikitokea kwa mgawanyiko wa molekuli zake za kipokezi, pia ni njia ya usasishaji wao wa mara kwa mara.
Muingiliano wa Hydrophobic wa protini muhimu
Kama ilivyokuwailivyoelezwa hapo juu, protini za utando muhimu ni molekuli changamano ambazo zinaonekana kukwama kwenye utando wa saitoplazimu. Wakati huo huo, wanaweza kuogelea kwa uhuru ndani yake, wakisonga kando ya plasmalemma, lakini hawawezi kujitenga nayo na kuingia kwenye nafasi ya intercellular. Hii inadhihirika kutokana na upekee wa mwingiliano wa haidrofobi wa protini shirikishi na phospholipids ya utando.
Vituo amilifu vya protini muhimu ziko kwenye uso wa ndani au wa nje wa bilayer ya lipid. Na kipande hicho cha macromolecule, ambayo inawajibika kwa urekebishaji mkali, daima iko kati ya mikoa ya hydrophobic ya phospholipids. Kwa sababu ya mwingiliano nazo, protini zote za transmembrane daima husalia katika unene wa utando wa seli.
Jukumu za makromolekuli muhimu
Protini yoyote muhimu ya utando ina tovuti ya nanga inayopatikana kati ya mabaki ya haidrofoli ya phospholipids na kituo amilifu. Molekuli zingine zina kituo kimoja tu cha kazi na ziko kwenye uso wa ndani au wa nje wa membrane. Pia kuna molekuli zilizo na tovuti nyingi zinazofanya kazi. Yote hii inategemea kazi zinazofanywa na protini muhimu na za pembeni. Shughuli yao ya kwanza ni usafiri amilifu.
Macromolecules ya protini, ambayo huwajibika kwa upitishaji wa ayoni, hujumuisha vijisehemu kadhaa na kudhibiti mkondo wa ioni. Kwa kawaida, utando wa plasma hauwezi kupitisha ioni za maji, kwa kuwa ni lipid kwa asili. Uwepo wa njia za ioni, ambazo ni protini muhimu, huruhusu ions kupenya kwenye cytoplasm na kurejesha utando wa seli. Huu ndio utaratibu mkuu wa kutokea kwa uwezo wa utando wa seli za tishu zinazosisimka.
Molekuli za kipokezi
Utendaji wa pili wa molekuli muhimu ni utendakazi wa vipokezi. Bilayer moja ya lipid ya utando hufanya kazi ya kinga na inazuia kabisa seli kutoka kwa mazingira ya nje. Hata hivyo, kutokana na kuwepo kwa molekuli za receptor, ambazo zinawakilishwa na protini muhimu, seli inaweza kupokea ishara kutoka kwa mazingira na kuingiliana nayo. Mfano ni kipokezi cha adrenali cha cardiomyocyte, protini ya kujitoa kwa seli, kipokezi cha insulini. Mfano mahususi wa protini ya kipokezi ni bacteriorhodopsin, protini maalum ya utando inayopatikana katika baadhi ya bakteria ambayo huwaruhusu kuitikia mwanga.
Protini za mwingiliano kati ya seli
Kundi la tatu la utendakazi wa protini muhimu ni utekelezaji wa mawasiliano baina ya seli. Shukrani kwao, seli moja inaweza kujiunga na nyingine, na hivyo kuunda mlolongo wa uhamisho wa habari. Nexus hufanya kazi kulingana na utaratibu huu - miunganisho ya pengo kati ya cardiomyocytes, ambayo rhythm ya moyo hupitishwa. Kanuni hiyo hiyo ya uendeshaji huzingatiwa katika sinepsi, ambapo msukumo hupitishwa katika tishu za neva.
Kupitia protini muhimu, seli zinaweza pia kuunda muunganisho wa kiufundi, ambao ni muhimu katika uundaji wa tishu muhimu za kibaolojia. Pia, protini muhimu zinaweza kuchukua jukumu la vimeng'enya vya utando na kushiriki katika uhamishaji wa nishati, ikiwa ni pamoja na msukumo wa neva.
