Celice rastlin, gliv in živali so sestavljene iz treh komponent, kot so jedro, citoplazma z organeli in vključki, ki se nahajajo v njej, ter plazemska membrana. Jedro je odgovorno za shranjevanje genskega materiala, zapisanega na DNK, in tudi nadzoruje vse procese v celici. Citoplazma vsebuje organele, od katerih ima vsaka svoje funkcije, kot so na primer sinteza organskih snovi, celično dihanje, celična prebava itd. O zadnji komponenti bomo podrobneje govorili v tem članku.
Kaj je membrana v biologiji?
Preprosto povedano, to je lupina. Vendar pa ni vedno popolnoma neprepusten. Prevoz določenih snovi skozi membrano je skoraj vedno dovoljen.
V citologiji lahko membrane razdelimo na dve glavni vrsti. Prva je plazemska membrana, ki pokriva celico. Drugi so membrane organelov. Obstajajo organeli, ki imajo eno ali dve membrani. Enomembranske vključujejo Golgijev kompleks, endoplazmatski retikulum, vakuole, lizosome. Plastidi in mitohondriji spadajo med dvomembranske.
Membrane so lahko tudi znotraj organelov. Običajno so derivati notranje membranedvomembranske organele.
Kako so urejene membrane dvomembranskih organelov?
Plastidi in mitohondriji imajo dve lupini. Zunanja membrana obeh organelov je gladka, notranja pa tvori strukture, potrebne za delovanje organoida.
Tako ima lupina mitohondrijev izbokline navznoter - kriste ali grebene. Na njih poteka cikel kemičnih reakcij, potrebnih za celično dihanje.
Derivati notranje membrane kloroplastov so vrečke v obliki diska - tilakoidi. Zbirajo se v skladovnice - zrna. Ločene grane se med seboj združujejo s pomočjo lamel – dolge strukture, oblikovane tudi iz membran.
Struktura membran enomembranskih organelov
Te organele imajo samo eno membrano. Običajno je gladka lupina lipidov in beljakovin.
Značilnosti strukture plazemske membrane celice
Membrana je sestavljena iz snovi, kot so lipidi in beljakovine. Struktura plazemske membrane zagotavlja njeno debelino 7-11 nanometrov. Glavnina membrane so lipidi.
Struktura plazemske membrane zagotavlja prisotnost dveh plasti v njej. Prva je dvojna plast fosfolipidov, druga pa plast beljakovin.
Lipidi plazemske membrane
Lipidi, ki sestavljajo plazemsko membrano, so razdeljeni v tri skupine: steroidi, sfingofosfolipidi in glicerofosfolipidi. Molekula slednjega vsebuje ostanek trihidričnega alkoholaglicerol, v katerem so vodikovi atomi dveh hidroksilnih skupin nadomeščeni z verigami maščobnih kislin, vodikov atom tretje hidroksilne skupine pa je nadomeščen z ostankom fosforne kisline, h kateremu pa ostanek ene od dušikovih baz je priložen.
Molekulo glicerofosfolipida lahko razdelimo na dva dela: glavo in rep. Glava je hidrofilna (to je, da se raztopi v vodi), repi pa so hidrofobni (odbijajo vodo, a se raztopijo v organskih topilih). Zaradi te strukture lahko molekulo glicerofosfolipidov imenujemo amfifilna, torej hidrofobna in hidrofilna hkrati.
Sfingofosfolipidi so kemično podobni glicerofosfolipidom. Toda od zgoraj omenjenih se razlikujejo po tem, da imajo v svoji sestavi namesto ostanka glicerola ostanek sfingozinskega alkohola. Njihove molekule imajo tudi glavo in rep.
Spodnja slika jasno prikazuje strukturo plazemske membrane.
proteini plazemske membrane
Kar zadeva beljakovine, ki sestavljajo plazemsko membrano, so to predvsem glikoproteini.
Odvisno od njihove lokacije v lupini jih lahko razdelimo v dve skupini: periferne in integralne. Prvi so tisti, ki so na površini membrane, drugi pa tisti, ki prodrejo v celotno debelino membrane in so znotraj lipidne plasti.
Odvisno od funkcij, ki jih opravljajo beljakovine, jih lahko razdelimo v štiri skupine: encimi, strukturni, transportni in receptorski.
Vsi proteini, ki so v strukturi plazemske membrane, niso kemično povezani s fosfolipidi. Zato se lahko prosto gibljejo v glavnem sloju membrane, se zbirajo v skupine itd. Zato strukture plazemske membrane celice ne moremo imenovati statična. Je dinamičen, saj se ves čas spreminja.
Kakšna je vloga celične stene?
Struktura plazemske membrane omogoča, da opravlja pet funkcij.
Prva in najpomembnejša - omejevanje citoplazme. Zaradi tega ima celica konstantno obliko in velikost. To funkcijo zagotavlja dejstvo, da je plazemska membrana močna in elastična.
Druga vloga je zagotoviti medcelične stike. Zaradi svoje elastičnosti lahko plazemske membrane živalskih celic tvorijo izrastke in gube na svojih stikih.
Naslednja funkcija celične membrane je transport. Zagotavljajo ga posebne beljakovine. Zahvaljujoč njih je mogoče v celico transportirati potrebne snovi, nepotrebne pa odstraniti iz nje.
Poleg tega plazemska membrana opravlja encimsko funkcijo. Prihaja tudi iz beljakovin.
In zadnja funkcija je signal. Ker lahko beljakovine pod vplivom določenih pogojev spremenijo svojo prostorsko strukturo, lahko plazemska membrana celicam pošilja signale.
Zdaj veste vse o membranah: kajtaka membrana v biologiji, kaj so, kako so urejene plazemske membrane in membrane organelov, katere funkcije opravljajo.
