Bezpieczeństwo i transport, czyli błona komórkowa
BUDOWA BŁONY BIOLOGICZNEJ
Przede wszystkim głównymi budulcami błon biologicznych są lipidy i białka (czasami również sacharydy, czyli cukry).
1. LIPIDY
Błony składają się z dwuwarstwy lipidowej, którą w większości tworzą fosfolipidy (lipidy z częścią fosforanową), a w mniejszości glikolipidy (lipidy z częścią sacharydową/cukrową).
Części hydrofobowe tych lipidów (czyli ich "ogonki") są zwrócone do wnętrza dwuwarstwy, by ograniczyć ich kontakt z wodą. Natomiast części hydrofilowe ("główki") są zwrócone do zewnątrz.
Spośród grupy lipidów w błonie biologicznej występują również izopreny. Mają one za zadanie zmniejszyć stopień płynności błony (błona ma wbrew oczekiwaniom bardziej formę cieczy niż ciała stałego, o czym jeszcze wspomnę).
WAŻNE! Tylko w błonie komórkowej komórki zwierzęcej występuje cholesterol. W przypadku innych komórek (roślinnej, grzybowej, bakteryjnej) nie występuje cholesterol. Jego funkcję pełnią inne lipidy izoprenowe.
2. BIAŁKA
W błonach biologicznych występują 2 rodzaje białek:
a) peryferyjne (powierzchniowe) - są zakotwiczone na powierzchni błony, całościowo są hydrofilowe, dlatego nie wnikają do wnętrza błony, gdzie panują warunki hydrofobowe
b) integralne (transbłonowe) - przechodzą przez błony (mogą przechodzić przez obie warstwy lub tylko jedną), część białka jest hydrofilowa (ta która wystaje poza błonę), a część hydrofobowa (ta która znajduje się w środku błony).
* Mała uwaga! Każde białko wczepione w błonę możemy nazwać integralnym, natomiast JEDYNIE białka przechodzące "na wylot" błony możemy nazwać transbłonowymi.
Jakie funkcję pełnią białka w błonie?
Wyróżniamy:
a) białka transportujące - umożliwiają wymianę substancji między komórkami oraz między jej wewnętrznymi przedziałami
b) białka kotwiczące - zwiększają odporność błony na uszkodzenia mechaniczne
c) białka receptorowe- mają za zadanie rozpoznawać sygnały z otoczenia i wnętrza komórki, a także rozpoznawać niektóre substancje
d) białka enzymatyczne- przyspieszają część reakcji enzymatycznych (katalizują je)
3. SACHARYDY - GLIKOKALIKS
Mówiąc o sacharydach występujących w błonach biologicznych chciałabym zwrócić szczególną uwagę na glikokaliks, który odgrywa niezwykle istotną rolę w komórce.
WAŻNE! Glikokaliks występuje tylko na powierzchni błony komórkowej komórki ZWIERZĘCEJ! Nie znajdziemy go, więc na powierzchni błon komórkowych innych komórek czy też w wewnętrznych błonach biologicznych komórki zwierzęcej, które m.in. tworzą w niej przedziały.
Czym jest glikokaliks?
GLIKOKALIKS - to taki "płaszczyk cukrowy" występujący na powierzchni komórki zwierzęcej. Z dobrze nam znanych cukrów tworzą go m.in. glukoza i galaktoza.
Jego zadaniem jest przede wszystkim:
- ochrona komórki przed uszkodzeniami mechanicznymi i chemicznymi
- chłonienie wody (przez co nadaje śliskości powierzchni komórki)
- specyficzna sygnalizacja dla białek transbłonowych, która wskazuje im miejsce i umożliwia wczepienie się w dwuwarstwę lipidową (tym samym zabezpieczając je przed wpadnięciem do wnętrza błony)
FUNKCKJE BŁON BIOLOGICZNYCH
Błony biologiczne mają szereg zastosowań, m.in.:
- oddzielają środowisko wewnętrzne i zewnętrzne 🧱
-tworzą kompartmenty (przedziały wewnątrzkomórkowe), oddzielając środowiska w których zachodzą antagonistyczne procesy 🚧🛑
- chronią przed drobnoustrojami chorobotwórczymi i szkodliwymi substancjami🤜🦠
- umożliwiają utrzymanie optymalnego składu chemicznego w komórce✅️🧪
-odbierają sygnały z otoczenia i przekazują je do wnętrza komórki🔊
- odpowiadają za wrażliwość komórki🥲
-wybiórczo przyjmują i oddają substancje📄📥📤
WŁAŚCIWOŚCI/ CECHY BŁON BIOLOGICZNYCH
1. Asymetria - wynika z faktu, że nie każdy fosfolipid w dwuwarstwie ma resztę cukrową, a nawet gdy owa reszta występuje to "nierównomiernie" po obu stronach.
2. Pół-przepuszczalność- tylko część substancji może swobodnie przenikać przez błonę (reszta jest np. transportowana przez występujące w błonie białka. Więcej opowiem o tym w następnym artykule).
3. Pół-płynność - wynika z wykonywanych przez fosfolipidy ruchów rotacyjnych (wokół własnej osi), a także z ruchów nazywanych potocznie ruchami flip-flop. Polegają one na przeskakiwaniu fosfolipidów z jednej warstwy błony na drugą.
*Stopień płynności błony zależy od występowania w niej lipidów izoprenowych, a także przewagi danego rodzaju kwasów tłuszczowych w "ogonkach" fosfolipidów (przewaga kwasów tłuszczowych nasyconych zmniejsza płynność błony, natomiast przewaga kwasów tłuszczowych nienasyconych zwiększa jej płynność).
Źródła I pomoce naukowe:
Podręcznik do biologii dla klasy 1 lo, Nowa Era, 2023
Strona Khan Academy
Wikipedia
