BIOMEMBRANES: ISTRAKTURA AT PAG-ANDAR - BIOLOGY - 2025

Ang biomembranes ay mga istruktura, napaka-pabago-bago at pumipili pangunahing lipid na kalikasan, na bahagi ng mga cell ng lahat ng nabubuhay na nilalang. Sa esensya, responsable sila para sa pagtaguyod ng mga hangganan sa pagitan ng buhay at espasyo ng extracellular, bilang karagdagan sa pagpapasya sa isang kinokontrol na paraan kung ano ang maaaring pumasok at iwanan ang cell.

Ang mga katangian ng lamad (tulad ng likido at pagkamatagusin) ay direktang natutukoy ng uri ng lipid, ang saturation at haba ng mga molekula na ito. Ang bawat uri ng cell ay may isang lamad na may isang katangian na komposisyon ng lipids, protina at karbohidrat, na pinapayagan itong maisagawa ang mga pag-andar nito.

Pinagmulan: gawaing derivatibo: Dhatfield (makipag-usap) Cell_membrane_detailed_diagram_3.svg: * gawaing nagmula: Dhatfield (talk) Cell_membrane_detailed_diagram.svg: LadyofHats Mariana Ruiz

Istraktura

Ang kasalukuyang tinanggap na modelo para sa paglalarawan ng istraktura ng mga biological membranes ay tinatawag na "fluid mosaic". Ito ay binuo noong 1972 ng mga mananaliksik na si S. Jon Singer at Garth Nicolson.

Ang isang mosaic ay ang unyon ng iba't ibang mga elemento ng heterogenous. Sa kaso ng mga lamad, ang mga elementong ito ay binubuo ng iba't ibang uri ng lipids at protina. Ang mga sangkap na ito ay hindi static: sa kabaligtaran, ang lamad ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagiging sobrang dinamika, kung saan ang mga lipid at protina ay patuloy na paggalaw. '

Sa ilang mga kaso mahahanap natin ang mga karbohidrat na naka-angkla sa ilang mga protina o sa mga lipid na bumubuo ng lamad. Susunod ay tuklasin namin ang mga pangunahing sangkap ng mga lamad.

-Lipid

Ang mga lipid ay biological polimer na binubuo ng mga kadena ng carbon, na ang pangunahing katangian ay hindi pagkasira ng tubig sa tubig. Kahit na natutupad nila ang maraming mga biological function, ang pinakatampok ay ang kanilang istruktura na papel sa mga lamad.

Ang mga lipid na may kakayahang bumubuo ng biological membranes ay binubuo ng isang bahagi ng apolar (hindi matutunaw sa tubig) at isang polar na bahagi (natutunaw sa tubig). Ang mga ganitong uri ng mga molekula ay kilala bilang amphipathic. Ang mga molekulang ito ay pospolipid.

Paano kumilos ang mga lipid sa tubig?

Kapag ang mga pospolipid ay nakikipag-ugnay sa tubig, ang bahagi ng polar ay ang tunay na nakikipag-ugnay dito. Sa kaibahan, ang hydrophobic "buntot" ay nakikipag-ugnay sa bawat isa, sinusubukan upang makatakas sa likido. Sa solusyon, ang mga lipid ay maaaring makakuha ng dalawang pattern ng samahan: micelles o lipid bilayers.

Ang mga Micelles ay maliit na pinagsama-sama ng mga lipid, kung saan ang mga ulo ng polar ay pinagsama-sama "nakatingin" sa tubig at ang mga buntot ay pinagsama-sama sa loob ng globo. Ang mga Bilayers, tulad ng ipinapahiwatig ng kanilang pangalan, ay dalawang layer ng phospholipids kung saan ang mga ulo ay nakaharap sa tubig, at ang mga buntot ng bawat layer ay nakikipag-ugnay sa bawat isa.

Ang mga formasyong ito ay naganap nang spontan. Iyon ay, hindi kinakailangan ng enerhiya upang himukin ang pagbuo ng mga micelles o bilayers.

Ang amphipathic na pag-aari na ito ay, nang walang pag-aalinlangan, ang pinakamahalaga sa ilang mga lipid, dahil pinapayagan nito ang kompartipikasyon ng buhay.

Hindi lahat ng mga lamad ay pareho

Sa mga tuntunin ng kanilang komposisyon ng lipid, hindi lahat ng biological membranes ay pareho. Nag-iiba-iba ang mga ito sa mga tuntunin ng haba ng chain ng carbon at ang saturation sa pagitan nila.

Sa pamamagitan ng saturation ay nangangahulugang ang bilang ng mga bono na umiiral sa pagitan ng mga carbon. Kapag mayroong mga doble o triple na bono, ang talikala ay hindi puspos.

Ang komposisyon ng lipid ng lamad ay matukoy ang mga katangian nito, lalo na ang likido nito. Kapag mayroong doble o triple bond, ang mga chain ng carbon ay "twist", na lumilikha ng mga puwang at nababawasan ang pag-iimpake ng mga daliri ng lipid.

Binabawasan ng mga kink ang contact contact sa mga kalapit na buntot (partikular ang mga puwersa ng pakikipag-ugnay sa van der Waals), pinapahina ang hadlang.

Sa kaibahan, kapag nadagdagan ang saturation ng chain, ang mga pakikipag-ugnay sa van der Waals ay mas malakas, pinatataas ang density at lakas ng lamad. Katulad nito, ang lakas ng hadlang ay maaaring tumaas kung ang kadena ng hydrocarbon ay tumataas sa haba.

Ang kolesterol ay isa pang uri ng lipid na nabuo ng pagsasanib ng apat na singsing. Ang pagkakaroon ng molekulang ito ay nakakatulong upang mabago ang pagkalikido at pagkamatagusin ng lamad. Ang mga pag-aari na ito ay maaari ring maapektuhan ng mga panlabas na variable, tulad ng temperatura.

-Proteins

Sa isang normal na cell, bahagyang mas mababa sa kalahati ng komposisyon ng lamad ay mga protina. Ang mga ito ay matatagpuan na naka-embed sa lipid matrix sa maraming paraan: ganap na nalubog, iyon ay, integral; o peripherally, kung saan ang isang bahagi lamang ng protina ay naka-angkla sa mga lipid.

Ang mga protina ay ginagamit ng ilang mga molekula bilang mga channel o transporter (ng aktibo o passive pathway) upang matulungan ang malaki, hydrophilic molecules na tumawid sa pumipili ng hadlang. Ang pinaka-kapansin-pansin na halimbawa ay ang protina na gumagana bilang isang pump ng sodium-potassium.

-Karbohidrat

Ang mga karbohidrat ay maaaring mai-attach sa dalawang molekula na nabanggit sa itaas. Karaniwan silang matatagpuan na nakapaligid sa cell at gumaganap ng isang papel sa pangkalahatang pagmarka ng cellular, pagkilala, at komunikasyon.

Halimbawa, ang mga cell ng immune system ay gumagamit ng ganitong uri ng pagmamarka upang magkaiba kung ano ang kanilang sariling mula sa kung ano ang dayuhan, at sa gayon alam kung aling cell ang dapat na atake at kung alin ang hindi dapat.

Mga Tampok

Itakda ang mga limitasyon

Paano naitatag ang mga limitasyon ng buhay? Sa pamamagitan ng biomembranes. Ang mga lamad ng biolohikal na pinagmulan ay responsable para sa pagtanggal ng puwang ng cellular sa lahat ng mga anyo ng buhay. Ang pag-aari ng kompartimasyong ito ay mahalaga para sa henerasyon ng mga sistema ng pamumuhay.

Sa ganitong paraan, ang isang magkakaibang kapaligiran ay maaaring malikha sa loob ng cell, na may mga kinakailangang konsentrasyon at paggalaw ng mga materyales na pinakamainam para sa mga organikong nilalang.

Bilang karagdagan, ang mga biological membran ay nagtatatag din ng mga limitasyon sa loob ng cell, na nagmula sa mga tipikal na compartment ng eukaryotic cells: mitochondria, chloroplast, vacuoles, atbp.

Pumili

Ang mga nabubuhay na cell ay nangangailangan ng patuloy na pagpasok at paglabas ng ilang mga elemento, halimbawa ng palitan ng ion kasama ang extracellular na kapaligiran at pag-aalis ng mga basura na sangkap, bukod sa iba pa.

Ang likas na katangian ng lamad ay ginagawang natagos sa ilang mga sangkap at hindi mahahalata sa iba. Para sa kadahilanang ito, ang lamad, kasama ang mga protina sa loob nito, ay kumikilos bilang isang uri ng molekular na "gatekeeper" na orkestra ang pagpapalitan ng mga materyales sa kapaligiran.

Ang mga maliliit na molekula, na hindi polar, ay maaaring tumawid sa lamad nang walang anumang problema. Sa kaibahan, mas malaki ang molekula at mas polar ito, ang kahirapan ng daanan ay tumataas nang proporsyonal.

Upang magbigay ng isang tiyak na halimbawa, ang isang molekula ng oxygen ay maaaring maglakbay sa pamamagitan ng isang biological membrane isang bilyong beses nang mas mabilis kaysa sa isang klorido na ion.

Mga Sanggunian

1. Freeman, S. (2016). Siyensiya ng biyolohikal. Pearson.
2. Kaiser, CA, Krieger, M., Lodish, H., & Berk, A. (2007). Biology ng molekular na cell. WH Freeman.
3. Peña, A. (2013). Mga lamad ng cell. Pondo ng Kulturang Pangkabuhayan.
4. Singer, SJ, & Nicolson, GL (1972). Ang fluid na mosaic model ng istraktura ng mga lamad ng cell. Science, 175 (4023), 720-731.
5. Stein, W. (2012). Ang paggalaw ng mga molekula sa buong mga lamad ng cell. Elsevier.