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 megfigyeljük a sejthártyát,

csak hogy tisztázzuk,
mivel van dolgunk,

ha ide rajzolunk egy sejtet,

és ez a sejthártyája,

ez az, ami elválasztja a sejt belsejét

attól, ami a sejten kívül található.

A membrán keresztmetszetben látható.

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 felmerül 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 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 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
fognak elhelyezkedni.

Igazán remek, hogy egy ilyen szerkezet,

egy amfipatikus molekula,

lehetővé teszi ilyen
lipid kettős rétegek kialakulását.

Egészen lenyűgöző!.
Gondoljunk csak bele:

Ha visszautazunk 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.