A sejthártya folyékony mozaik membránmodellje | A sejtek szerkezete és működése | Biológia | Khan Academy

A sejthártya folyékony mozaik modellje: a foszfolipidek, fehérjék, glikoproteinek, a koleszterin és a glikolipidek szerepe a sejtmembránban.

Biológia a Khan Academyn: https://hu.khanacademy.org/science/biology

Az élet szép! A biológia az atomokból kiindulva a sejtekig, a génektől kezdve a fehérjékig, és a populációktól az ökoszisztémákig tanulmányozza azt a lenyűgöző és bonyolult rendszert, amely lehetővé teszi az életet. Mélyüljünk el a biológia különböző területein, tudjuk meg, miért olyan izgalmas és fontos tudomány! Az érintett témakörök a középiskolai és a bevezető egyetemi kurzusok tananyagát fedik le.

Mi a Khan Academy? A Khan Academy gyakorló feladatokat, oktatóvideókat és személyre szabott tanulási összesítő táblát kínál, ami lehetővé teszi, hogy a tanulók a saját tempójukban tanuljanak az iskolában és az iskolán kívül is. Matematikát, természettudományokat, programozást, történelmet, művészettörténetet, közgazdaságtant és még más tárgyakat is tanulhatsz nálunk. Matematikai mesterszint rendszerünk végigvezeti a diákokat az általános iskola első osztályától egészen a differenciál- és integrálszámításig modern, adaptív technológia segítségével, mely felméri az erősségeket és a hiányosságokat.

Küldetésünk, hogy bárki, bárhol világszínvonalú oktatásban részesülhessen.

A magyar fordítás az Akadémia Határok Nélkül Alapítvány (akademiahataroknelkul.hu) csapatának munkája.

Iratkozz fel a Khan Academy magyar csatornájára:
https://www.youtube.com/subscription_center?add_user=khanacademymagyar

Kövess minket a Facebook-on: https://www.facebook.com/khanacademymagyar/

Fedezzük fel a sejthártyák
folyékony mozaik modelljét.

De miért is hívják
folyékony mozaik modellnek?

A sejthártyára tekintve...

csak hogy tisztázzuk,

ez itt egy sejt,

ez pedig a sejthártyája,

ami elválasztja a sejt belsejét attól,

ami a sejten kívül található.

A membrán keresztmetszetben látszik.

A lenti rész a sejt belseje.

A rajz alatti terület tehát
a sejt belseje,

ez pedig a sejten kívüli tér.

Közelebbről vizsgálva

ez a kis rész

a foszfolipid kettős réteg,
amely a szerkezet alapja.

Ennek hallatán felmerülhet a kérdés:

mi az a foszfolipid?

Jó kérdés!

Amikor majd megérted,
hogy mi a foszfolipid,

akkor összeáll a kép,
hogy miért képez kettős réteget,

és miért ez az alapja
az élőlények sokféle membránjának.

Íme a foszfolipidek vázlatos rajza.

Mint a neve is mutatja (ideírom),

ez egy foszfolipid,

egy olyan lipid,
amely egy foszfátcsoportot taltalmaz.

Általában a lipid szó,

(van külön videónk a lipidekről)

azt jelenti, hogy nem oldódik vízben.

Ez igaz erre a foszfolipidre is.

Ezek a szénhidrogén farokrészek
a zsírsavak láncai.

Ezek a szénláncok nem rendelkeznek

töltéssel vagy polaritással.

Tudjuk, hogy a vízmolekulák polárisak,

így hidrogénkötéseket kialakítva
vonzzák egymást.

Ezek viszont nem képesek ilyesmire,

így nem vonzódnak a vízhez,

és a víz sem vonzódik hozzájuk,

ezek a szénláncok tehát hidrofóbok.

Ezek tehát a hidrofób farokrészek.

Ezek képezik a lipid részt a foszfolipidben.

Ezek pedig a foszfátcsoportok,
a feji részek, itt ni.

Mint látható, ennek van töltése.

A töltéssel rendelkező molekulák

jól oldódnak
poláris oldószerekben, pl. vízben.

Ez a rész tehát hidrofil.

A hidrofil és hidrofób résszel is
rendelkező molekulákra

van egy különleges szó:

amfipatikus.

Néha én is nehezen ejtem ki.

Tehát a foszfolipidek amfipatikusak,

azaz van egy hidrofil végük,

amely a vízhez vonzódik,

és egy hidrofób végük,
mely nem vonzódik a vízhez.

Remélhetőleg ezzel kezd kiderülni,

hogy miért így rendeződnek el.

Sejthető, hogy a hidrofil fejek

szeretnének a víz közelében lenni,

azaz vagy a sejten kívüli,
vagy a sejten belüli rész felé nézni.

A farki részek hidrofóbok,

így a víztől távol szeretnének maradni.

Ezért egymással szemben állnak,

és a sejthártya belsejében
helyezkednek el.

Igazán remek, hogy egy ilyen szerkezet,

egy amfipatikus molekula,

lehetővé teszi ilyen
lipid kettős rétegek kialakulását.

Ez egészen lenyűgöző!

Ha képzeletben visszautazunk

a sejtes élet kialakulása előtti időkbe,

ott valószínűleg foszfolipidekből spontán
képződő gömböket találnánk,

amelyek lipid kettős rétegből állnak.

Valami ilyesmit.

Lássuk, le tudom-e
rajzolni keresztmetszetben,

félig vagy inkább mégis egészben.

Ez az egyik réteg,
kifelé néző foszfátcsoportokkal,

ez pedig a belső réteg.

Egy keresztmetszetet rajzolok.

Itt vannak a hidrofób farki részek.

Ezt más színnel rajzolom.

Ezek tehát a hidrofób farki részek.

Sok-sok hidrofób farokrész
mindkét rétegben.

Önmagától kialakulhat egy ilyen szerkezet,

amely egyre jobban hasonlít
valami proto-sejtre.

Persze egy igazi élőlényben

kellene hogy legyen
valamilyen öröklődő információ,

valamilyen anyagcsere,

és egy sor más életkritérium.

Ám a sejthártya alapszerkezete

akár az élet megjelenése előtt
is kialakulhatott

amfipatikus molekulákból,
mint ezek a foszfolipidek.

Ez rendben van,

létrejöhet ez a foszfolipid kettős réteg,

de mi ez a sok egyéb a rajzon?

Nos, ezek fehérjék.

Ez is fehérje, ez is, meg ez is.

Ezek a hurkák jelzik
a különböző fehérjéket.

Fontos látni,

hogy ez a sokszínű, összetett szerkezet

mind a sejthártyában
vagy annak a felületén van.

Ez nem csak egy unalmas
foszfolipid kettős réteg,

hanem mindenféle
mást is találunk benne.

Keresztmetszetben látható,
hogy mi minden ágyazódik bele.

Ez látható a rajzon.

Mondhatni egy mozaik
van beleágyazva.

A mozaik sok különböző színű
darabkából összerakott kép.

Ezt is sokféle különböző alkotóelem,
azaz fehérje építi fel.

Egyes fehérjék átnyúlnak a membránon,

ezek a transzmembrán fehérjék,

az integráns fehérjék
különleges csoportja.

Vannak olyan integráns fehérjék,

amelyek a kettős rétegnek
csak az egyik felszínéhez kötődnek,

míg ezek a fehérjék átérnek rajta.

Ide tartoznak a glikolipidek is.

Ez itt egy glikolipid.

Csodamód a sejthártyába ékelődik,

a lipid végével.

Ez a része hidrofób,

ami „jól elvan” a többi hidrofób résszel.

A másik vége viszont egy szénhidrát lánc,

ami hidrofil, és a sejten kívül található.

Ezek a cukorláncok jelentik a kulcsot
a sejt felismerhetőségéhez.

Az immunrendszerünk
ez alapján különbözteti meg

a saját testünk sejtjeit,

amelyeket békén hagy,

sőt meg is véd az idegenektől,
amelyeket megtámad.

A vércsoportok alapja is az,

hogy milyen típusú glikolipidekkel
rendelkeznek a sejtek.

A glikolipidek szerepe ennél jóval több,

nem csak a sejtek felismerésére valók.

Lenyűgöző, hogy ezek a szénhidrátláncok

mennyire összetett és
számunkra hasznos feladatot látnak el.

A szénhidrátláncok nemcsak lipidekhez,
hanem fehérjékhez is kapcsolódhatnak.

Például ez itt egy glikoprotein.

Ezekből összeállt egy mozaik,
és még messze nincs vége.

Koleszterin is van ide beágyazva.

A koleszterin egy lipid,
így a sejthártya hibdofób részében ül,

ami a sejthártya
folyékonyságára hat,

hogy a membrán ne legyen
se túl folyékony, se túl merev.

Ez itt a koleszterin.

A mozaik tehát megvan,
de mi a helyzet a folyékonysággal?

Említettem, hogy a koleszterin hozzájárul

a sejthártya megfelelő folyékonyságához.

Az a dolog szépsége,
hogy ez nem egy merev szerkezet.

Ha ezt a molekulát megrángatnánk,
vagy akár kitépnénk,

a foszfolipidek maguktól átrendeződnének,

és betöltenék az üres helyet.

Úgy képzelhetjük el, hogy
állandó mozgásban vannak.

A sejthártya állaga leginkább
olajhoz vagy salátaöntethez hasonlít.

Nem olyan gumiszerű, mint egy léggömb,

hanem folyadék, aminek a részecskéi
állandóan mozognak,

ám ennek ellenére képes arra,
hogy elválassza egymástól

a sejten belüli
és a sejten kívüli környezetet.

Innen ered tehát
a folyékony mozaik modell elnevezés.