Bunky rastlín, húb a živočíchov pozostávajú z takých troch zložiek, ako je jadro, cytoplazma s organelami a inklúziami v nej umiestnených a plazmatická membrána. Jadro je zodpovedné za ukladanie genetického materiálu zaznamenaného na DNA a tiež riadi všetky procesy bunky. Cytoplazma obsahuje organely, z ktorých každá má svoje funkcie, ako je napríklad syntéza organických látok, bunkové dýchanie, bunkové trávenie atď. A o poslednej zložke si povieme podrobnejšie v tomto článku.
Čo je membrána v biológii?
Jednoducho povedané, je to škrupina. Nie vždy je však úplne nepreniknuteľný. Transport určitých látok cez membránu je takmer vždy povolený.
V cytológii možno membrány rozdeliť na dva hlavné typy. Prvým je plazmatická membrána, ktorá pokrýva bunku. Druhým sú membrány organel. Existujú organely, ktoré majú jednu alebo dve membrány. Jednomembránové zahŕňajú Golgiho komplex, endoplazmatické retikulum, vakuoly, lyzozómy. Plastidy a mitochondrie patria medzi dvojmembránové.
Membrány môžu byť aj vo vnútri organel. Zvyčajne sú to deriváty vnútornej membránydvojmembránové organely.
Ako sú usporiadané membrány dvojmembránových organel?
Plastidy a mitochondrie majú dve schránky. Vonkajšia membrána oboch organel je hladká, ale vnútorná tvorí štruktúry potrebné pre fungovanie organoidu.
Plášť mitochondrií má teda dovnútra výbežky – kryštály alebo ryhy. Prebieha na nich cyklus chemických reakcií nevyhnutných pre bunkové dýchanie.
Deriváty vnútornej membrány chloroplastov sú kotúčovité vaky – tylakoidy. Zbierajú sa do stohov – zŕn. Samostatné grana sa navzájom kombinujú pomocou lamiel - dlhých štruktúr vytvorených aj z membrán.
Štruktúra membrán jednomembránových organel
Tieto organely majú iba jednu membránu. Zvyčajne je to hladká škrupina lipidov a bielkovín.
Vlastnosti štruktúry plazmatickej membrány bunky
Membrána sa skladá z látok, ako sú lipidy a bielkoviny. Štruktúra plazmatickej membrány zabezpečuje jej hrúbku 7-11 nanometrov. Väčšinu membrány tvoria lipidy.
Štruktúra plazmatickej membrány zabezpečuje prítomnosť dvoch vrstiev v nej. Prvá je dvojitá vrstva fosfolipidov a druhá je vrstva bielkovín.
lipidy plazmovej membrány
Tipidy, ktoré tvoria plazmatickú membránu, sa delia do troch skupín: steroidy, sfingofosfolipidy a glycerofosfolipidy. Molekula posledne menovaného obsahuje zvyšok trojsýtneho alkoholuglycerol, v ktorom sú atómy vodíka dvoch hydroxylových skupín nahradené reťazcami mastných kyselín a atóm vodíka tretej hydroxylovej skupiny je nahradený zvyškom kyseliny fosforečnej, ku ktorej je zas nahradený zvyšok jednej z dusíkatých zásad je priložený.
Glycerofosfolipidová molekula sa dá rozdeliť na dve časti: hlavu a chvosty. Hlava je hydrofilná (to znamená, že sa rozpúšťa vo vode) a chvosty sú hydrofóbne (odpudzujú vodu, ale rozpúšťajú sa v organických rozpúšťadlách). Vďaka tejto štruktúre možno molekulu glycerofosfolipidov nazvať amfifilnou, t.j. hydrofóbnou aj hydrofilnou súčasne.
Sfingofosfolipidy sú chemicky podobné glycerofosfolipidom. Od vyššie uvedených sa však líšia tým, že vo svojom zložení majú namiesto glycerolového zvyšku sfingozínový alkoholový zvyšok. Ich molekuly majú tiež hlavy a chvosty.
Obrázok nižšie jasne ukazuje štruktúru plazmatickej membrány.
Proteíny plazmovej membrány
Pokiaľ ide o proteíny, ktoré tvoria plazmatickú membránu, sú to najmä glykoproteíny.
V závislosti od ich umiestnenia v plášti ich možno rozdeliť do dvoch skupín: periférne a integrálne. Prvé sú tie, ktoré sú na povrchu membrány a druhé sú tie, ktoré prenikajú celou hrúbkou membrány a sú vo vnútri lipidovej vrstvy.
V závislosti od funkcií, ktoré proteíny vykonávajú, ich možno rozdeliť do štyroch skupín: enzýmy, štrukturálne, transportné a receptorové.
Všetky proteíny, ktoré sú v štruktúre plazmatickej membrány, nie sú chemicky spojené s fosfolipidmi. Preto sa môžu voľne pohybovať v hlavnej vrstve membrány, zhromažďovať sa v skupinách atď. Preto štruktúru plazmatickej membrány bunky nemožno nazvať statickou. Je dynamický, pretože sa neustále mení.
Aká je úloha bunkovej steny?
Štruktúra plazmatickej membrány jej umožňuje vykonávať päť funkcií.
V prvom rade - obmedzenie cytoplazmy. Vďaka tomu má bunka konštantný tvar a veľkosť. Táto funkcia je zabezpečená tým, že plazmatická membrána je pevná a elastická.
Druhou úlohou je zabezpečiť medzibunkové kontakty. Plazmatické membrány živočíšnych buniek môžu vďaka svojej elasticite vytvárať na svojich spojoch výrastky a záhyby.
Ďalšou funkciou bunkovej membrány je transport. Poskytujú ho špeciálne bielkoviny. Vďaka nim sa do bunky dopravia potrebné látky a nepotrebné sa z nej dajú zlikvidovať.
Plazmatická membrána navyše vykonáva enzymatickú funkciu. Pochádza tiež z bielkovín.
A posledná funkcia je signál. Vzhľadom na to, že proteíny pod vplyvom určitých podmienok môžu zmeniť svoju priestorovú štruktúru, plazmatická membrána môže vysielať signály do buniek.
Teraz už viete všetko o membránach: čotaká membrána v biológii, čo to je, ako sú usporiadané plazmatické membrány a membrány organel, aké funkcie vykonávajú.
