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

Vizsgáljuk meg a sejthártyák folyékony mozaik modelljét.

De miért is hívják folyékony mozaik modellnek?

Ha mefigyeljük a sejthártyát,

és csak hogy tisztázzuk, mivel van dolgunk,

ha ide rajzolunk egy sejtet,

és ez a sejthártyája,

ez az, ami egybetartja a sejtet, a sejt belsejét,

elválasztva attól, ami a sejten kívül található.

A sejt keresztmetszetét figyelhetjük meg,

Itt lent, ez a sejt belseje.

Ha ezt az ábrát vesszük figyelembe

ez a sejt belseje és ez a sejten kívüli tér.

Amikor ráközelítesz,

és pont itt, ez a kis rész,

ez valójában a foszfolipid kettős réteg, mely képezi azt.

Amikor meghallod, felteheted a kérdést,

mi a foszfolipid?

Ez egy nagyon jó kérdés.

Amikor megérted, mi a foszfolipid,

akkor összeáll a kép, hogy miért képez kettős réteget,

és miért számos biológiai rendszer sejthártyájának alapja.

Itt van egy vázlatos rajz a foszfolipidről.

Ahogy a neve is utal rá, hadd írjam le,

ez egy foszfolipid,

egy lipid, mely egy foszfátcsoportot taltalmaz.

Általában a lipid szó,

van egy külön videónk a lipidekről,

azt jelenti, hogy nem tud vízben oldódni.

Ez igaz erre a foszfolipidre is.

Itt láthatjuk a szénláncot, melyek a zsírsavak karboxil csoportjából indulnak ki.

Ezek a szénláncok nem rendelkeznek

nyilvánvaló töltéssel vagy polaritással.

Tudjuk, hogy a víz egy poláros molekula,

hisz ez biztosítja a hidrogénkötéseket, és emiatt vonzzák egymást.

De ezek nem rendelkeznek vele,

így nem vonzódnak a vízhez,

és a víz se fog vonzódni hozzájuk,

ezért ezek a szénláncok hidrofóbok.

Van egy hidrofób farki részed.

Ez a rész képezi a foszfolipid lipid részét.

Aztán van egy foszfát feji részed.

Pont itt.

Mint látjátok, rendelkezik töltéssel.

Töltéssel rendelkező molekulák képesek poláros oldatban, mint pl. vízben oldódni,

így ez a rész hidrofil.

Azok a molekulák, melyek rendelkeznek egy hidrofil és egy hidrofób résszel,

van rájuk egy megfelelő szó:

amfipatikus.

Egy szó, melyet néha nehéz kiejtenem.

Tehát, a foszfolipidek amfipatikusak.

Van egy hidrofil végük,

egy rész, mely a vízhez vonzódik

és egy hidrofób végük, mely a vízhez nem vonzódik.

Remélhetőleg kezd már érthetővé válni,

a foszfolipidek miért veszik fel ezt az alakot.

Elképzelhetitek, hogy a hidrofil részek

ott szeretnének lenni, ahol a víz található.

Ez vagy a sejten kívüli vagy a sejten belüli rész.

A farki rész pedig hidrofób,

így a víztől távol szeretnének maradni.

Ezért szembe fognak állni egymással,

és a sejthártya belsejében fognak elhelyezkedni.

De ami valóban remek, hogy egy ilyen szerkezet,

mely egy amfipatikus molekula,

lehetővé teszi az ilyen lipid kettős rétegek kialakulását.

Egészen lenyűgöző!

Gondoljunk csak bele. Ha elég messze visszamegyünk az időben,

még mielőtt a sejtes élet kialakult volna,

akkor valószínűleg a foszfolipidek spontán módon képeztek ilyen gömböket,

melyek lipid kettős rétegből álltak.

Képzeljük el,

ha rajzolok egy keresztmetszetet...

Ez lenne az egyik réteg, ahol a foszfát csoportok kifele néznek,

ez pedig a belső réteg.

Most egy keresztmetszetet készítek.

És itt vannak a hidrofób farki részek.

Hadd rajzoljam egy másik színnel.

Mint látjátok, ezek a hidrofób farki részek.

Rengeteg hidrofób farki rész mindkét végen.

Spontán létrehozhatsz egy ilyen szerkezetet,

mely kezd úgy tűnni, mintha egy protosejt jönne létre.

Természetesen, egy valós élet kialakulásához

valamilyen információ szükséges, melyet tovább lehet örökíteni,

bizonyos típusú anyagcserével kell rendelkezzen,

és minden más életfeltétel szükséges.

Viszont az amfipatikus molekuláknak, mint a foszfolipideknek köszönhetően,

még az élet létezése előtt el lehet képzelni

a sethártya alapszerkezetének kialakulását.

Így igaz,

létre tudunk hozni foszfolipid kettős réteget,

de mik ezek a formák, amiket a sejthártyába rajzoltam?

Ezek mind fehérjék.

Ez egy fehérje, ez is egy fehérje, meg ez is.

Ezek a pacák reprezentálják a különböző fehérjéket.

Fontos, hogy megértsük,

amikor a sejtről beszélünk, akkor a sejthártyában vagy felületén

egy sokszínű és komplex összetételt fedezünk fel.

Ahelyett, hogy csak egyöntetű foszfolipid kettős rétegre gondolnánk,

különféle molekulákat találunk benne.

Ha a keresztmetszetet vesszük, akkor sokminden bele van ágyazva,

és ezt láthatjuk is ebben a rajzban.

Azt is mondhatjuk, a molekulák mozaikusan vannak beágyazva.

A mozaik sokféle, különböző színes részekből összerakott kép.

Mint láthatjátok, számos alkotóelemmel, fehérjékkel rendelkezik.

Vannak fehérjék, melyek az egész membránon keresztülhaladnak,

ezeket transzmembrán fehérjéknek nevezzük.

Ezek az integráns fehérjék családjának speciális csoportját képviselik.

Léteznek olyan integráns fehérjék,

melyek a kettős réteg csak egyik felével létesítenek kapcsolatot,

míg ezek a fehérjék keresztülhaladnak.

A glikolipidek is a sejthártya részét képezik.

Ez itt egy glikolipid.

Elképesztő, hisz lipid részének köszönhetően

a sejthártyába tud ékelődni.

Tehát ez a rész hidrofób,

ezért „jól kijön” a többi hidrofób résszel.

Viszont a glikolipidnek van egy szénhidrátlánc része is,

mely hidrofil, és a sejten kívül találhatóak.

Ezek a szénhidrátláncok fontos szerepet játszanak a sejtek közötti felismerésben.

Az immunrendszeretek ezeket használják, hogy felismerjék,

mely sejtek képezik testem részét,

melyeket nem szeretném bántani, sőt meg szeretném őket védeni,

és melyek az idejen sejtek, melyeket talán meg szeretném támadni.

Amikor az emberek vércsoportról beszélnek,

igazából arról beszélnek, hogy milyen típusú glikolipiddel rendelkeznek a sejtek.

A glikolipideknek nemcsak sejtfelismerésben vagy különböző sejtmegjelölésben van szerepe.

Lenyűgöző, hogy ezek a szénhidrátláncok,

a mi szemszögünkből, egy komplex és egyben hasznos szereppel rendelkeznek,

A szénhidrátláncok nemcsak lipideken találhatók, hanem fehérjéken is.

Például ez itt egy glikoprotein.

Mint látjátok, ha ezeket mind összetesszük

egy mozaik képet kapunk, és még korántsem végeztem vele.

Koleszterint is találunk a sejthártyába beágyazva.

A koleszterin egy lipid molekula, így beékelődik a sejthártya hibdofób részébe,

és jelentléte hozzájárul sejthártya fluiditásához.

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

Ez itt a koleszterin.

Látjuk ezt a mozaikosságot, de mi a helyzet a fluiditással?

Nemrég említettem a koleszterin fontosságát,

mely hozzájárul a sejthártya megfelelő fluiditásához.

Ami tényleg érdekes, hogy ez nem egy merev szerkezet.

Ha ezt a molekulát kicsit taszigálnánk vagy valahogy kitépődne,

akkor a foszfolipidek spontán átrendeződnének míg betöltenék az üres helyet.

Elképzelhetitek, ahogy ezek a molekulák állandó mozgásban vannak.

Igazából ennek a sejthártyának egy olajhoz vagy salátaöntethez hasonló állaga van.

Nincs neki egy gumiszerű textúrája, ahogy te gondolnád, se egy olyan membránja, mint a lufijé.

Ez valójában folyékony. A molekulák állandó mozgásban vannak.

Annak ellenére, hogy folyékony, mégis képes két környezetet egymástól elválasztani:

a sejten belüli körntezetet a sejten kívüli környezettől.

És innen származik a folyékony mozaik modell elnevezés.