BIYOMEMBRANLAR: YAPI VE FONKSIYONLAR - BIYOLOJI - 2025

Biyomembranlar , çok dinamik yapılardır ve ağırlıklı lipit doğa, bütün canlıların hücre bölümünü selektif. Esasen, hücreye neyin girip çıkabileceğine kontrollü bir şekilde karar vermenin yanı sıra, yaşam ve hücre dışı alan arasındaki sınırları belirlemekten de sorumludurlar.

Membranın özellikleri (akışkanlık ve geçirgenlik gibi) doğrudan lipid türü, bu moleküllerin doygunluğu ve uzunluğu ile belirlenir. Her hücre tipi, işlevlerini yerine getirmesine izin veren karakteristik bir lipit, protein ve karbonhidrat bileşimi içeren bir zara sahiptir.

Kaynak: türev çalışma: Dhatfield (konuşma) Cell_membrane_detailed_diagram_3.svg: * türev çalışma: Dhatfield (konuşma) Cell_membrane_detailed_diagram.svg: LadyofHats Mariana Ruiz

yapı

Biyolojik zarların yapısını tanımlamak için halihazırda kabul edilen modele "akışkan mozaik" denir. 1972'de araştırmacılar S. Jon Singer ve Garth Nicolson tarafından geliştirildi.

Mozaik, farklı heterojen unsurların birleşimidir. Membranlar söz konusu olduğunda, bu elementler farklı tipte lipidler ve proteinler içerir. Bu bileşenler statik değildir: tersine, zar, lipitlerin ve proteinlerin sürekli hareket halinde olduğu son derece dinamik olmasıyla karakterize edilir. '

Bazı durumlarda, bazı proteinlere veya zarı oluşturan lipidlere bağlı karbonhidratlar bulabiliriz. Daha sonra, zarların ana bileşenlerini inceleyeceğiz.

-Lipids

Lipitler, temel özelliği suda çözünmezlik olan karbon zincirlerinden oluşan biyolojik polimerlerdir. Çok sayıda biyolojik işlevi yerine getirmelerine rağmen, en göze çarpan, zarlardaki yapısal rolleri.

Biyolojik zarlar oluşturabilen lipitler, bir apolar kısım (suda çözünmez) ve bir polar kısımdan (suda çözünür) oluşur. Bu tür moleküller amfipatik olarak bilinir. Bu moleküller fosfolipidlerdir.

Lipitler suda nasıl davranır?

Fosfolipidler su ile temas ettiğinde, polar kısım, onunla gerçekten temas eden kısımdır. Bunun tersine, hidrofobik "kuyruklar" birbirleriyle etkileşime girerek sıvıdan kaçmaya çalışır. Çözeltide, lipitler iki organizasyon modeli elde edebilir: miseller veya lipit çift katmanları.

Miseller, kutup başlarının suya "bakarak" gruplandığı ve kuyrukların küre içinde birlikte gruplandığı küçük lipit agregalarıdır. Çift tabakalar, adından da anlaşılacağı gibi, kafaların suya baktığı ve her bir tabakanın kuyruklarının birbiriyle etkileşime girdiği iki fosfolipit tabakasıdır.

Bu oluşumlar kendiliğinden oluşur. Yani, misellerin veya çift katmanların oluşumunu sağlamak için enerjiye gerek yoktur.

Bu amfipatik özellik, şüphesiz, yaşamın bölümlere ayrılmasına izin verdiği için belirli lipitlerin en önemlisidir.

Tüm membranlar aynı değil

Lipid bileşimleri açısından, tüm biyolojik membranlar aynı değildir. Bunlar, karbon zincirinin uzunluğu ve aralarındaki doygunluk açısından farklılık gösterir.

Doygunluk ile, karbonlar arasında var olan bağların sayısını kastediyoruz. İkili veya üçlü bağlar olduğunda zincir doymamıştır.

Membranın lipid bileşimi, özelliklerini, özellikle de akışkanlığını belirleyecektir. İkili veya üçlü bağlar olduğunda, karbon zincirleri "bükülür", boşluklar oluşturur ve lipit kuyruklarının tıkanmasını azaltır.

Bükülmeler, bariyeri zayıflatarak komşu kuyruklarla (özellikle van der Waals etkileşim kuvvetleri) temas yüzeyini azaltır.

Aksine, zincir doygunluğu arttığında, van der Waals etkileşimleri çok daha güçlüdür ve membranın yoğunluğunu ve gücünü artırır. Benzer şekilde, hidrokarbon zincirinin uzunluğu artarsa ​​bariyerin mukavemeti artırılabilir.

Kolesterol, dört halkanın füzyonu ile oluşan başka bir lipid türüdür. Bu molekülün varlığı ayrıca zarın akışkanlığını ve geçirgenliğini değiştirmeye yardımcı olur. Bu özellikler, sıcaklık gibi harici değişkenlerden de etkilenebilir.

Proteinler

Normal bir hücrede, zarın bileşiminin yarısından biraz daha azı proteindir. Bunlar, lipid matrisinde çeşitli şekillerde gömülü olarak bulunabilir: tamamen daldırılmış, yani integral; veya çevresel olarak, burada proteinin sadece bir kısmı lipitlere tutturulur.

Proteinler, bazı moleküller tarafından büyük, hidrofilik moleküllerin seçici bariyeri geçmesine yardımcı olmak için kanallar veya taşıyıcılar (aktif veya pasif yolun) olarak kullanılır. En çarpıcı örnek, sodyum-potasyum pompası olarak çalışan proteindir.

-Carbohydrates

Karbonhidratlar yukarıda belirtilen iki moleküle bağlanabilir. Genellikle hücrenin çevresinde bulunurlar ve genel hücresel işaretleme, tanıma ve iletişimde rol oynarlar.

Örneğin, bağışıklık sistemi hücreleri, kendilerine ait olanı yabancı olandan ayırt etmek için bu tür işaretlemeyi kullanır ve böylece hangi hücreye saldırılacağını ve hangisinin yapılmaması gerektiğini bilir.

Özellikleri

Sınırları ayarlayın

Yaşamın sınırları nasıl belirlenir? Biyomembranlar aracılığıyla. Biyolojik kökenli zarlar, tüm yaşam formlarında hücresel alanı sınırlandırmaktan sorumludur. Bu bölümlere ayırma özelliği, canlı sistemlerin üretimi için gereklidir.

Bu şekilde, organik varlıklar için optimal olan materyallerin gerekli konsantrasyonları ve hareketleri ile hücre içinde farklı bir ortam yaratılabilir.

Ek olarak, biyolojik zarlar, hücre içinde, ökaryotik hücrelerin tipik bölmelerinden kaynaklanan sınırlar belirler: mitokondri, kloroplastlar, vakuoller, vb.

Seçicilik

Canlı hücreler, bazı elementlerin, örneğin hücre dışı ortamla iyon değişimi ve diğerlerinin yanı sıra atık maddelerin atılımı gibi sürekli giriş ve çıkışını gerektirir.

Membranın doğası onu belirli maddelere ve diğerlerine karşı geçirgen hale getirir. Bu nedenle zar, içindeki proteinlerle birlikte, çevre ile malzeme alışverişini düzenleyen bir tür moleküler "bekçi" görevi görür.

Kutupsal olmayan küçük moleküller zarı sorunsuzca geçebilirler. Aksine, molekül ne kadar büyük ve polar ise, geçiş zorluğu orantılı olarak artar.

Spesifik bir örnek vermek gerekirse, bir oksijen molekülü biyolojik bir membrandan bir klorür iyonundan bir milyar kat daha hızlı geçebilir.

Referanslar

1. Freeman, S. (2016). Biyolojik bilim. Pearson.
2. Kaiser, CA, Krieger, M., Lodish, H. ve Berk, A. (2007). Moleküler hücre biyolojisi. WH Freeman.
3. Peña, A. (2013). Hücre zarları. Ekonomik Kültür Fonu.
4. Şarkıcı, SJ ve Nicolson, GL (1972). Hücre zarlarının yapısının akışkan mozaik modeli. Science, 175 (4023), 720-731.
5. Stein, W. (2012). Moleküllerin hücre zarları boyunca hareketi. Elsevier.