A sejtmembrán

A sejtmembrán a sejt külső rétege. A sejtmembrán elsődleges funkciója, hogy szabályozza, milyen anyagok jutnak be a sejtbe és hagyják el azt. A sejtmembrán szelektíven áteresztő, vagy “félig áteresztő”, ami azt jelenti, hogy a membrán csak bizonyos anyagokat enged be vagy ki a sejtből. A tudósok a sejtmembrán szerkezetének és működésének leírására az úgynevezett folyadékmozaik-modellt használják.

A részek & funkcióikSzerkesztés

Ez az összetett “biológiai membrán” több részből áll, és mindegyik résznek meghatározott funkciója van:

• A foszfolipid kétréteg, vagy más néven a “lipid kétréteg” a sejtmembrán egyik legnagyobb része. Két foszfolipidréteget tartalmaz (foszfátfejek + lipidfarok), és lehetővé teszi a kis molekulák, például a víz, az oxigén és a szén-dioxid be- és kilépését a sejtből.
• A fehérjék a sejtmembránon belül vagy annak felszínén találhatók, és számos létfontosságú funkciót képesek ellátni: A fehérjék nagy molekulákat szállítanak be és ki a sejtekbe (szállítás), szabályozzák a sejtmembrán körül lejátszódó kémiai reakciókat (enzimaktivitás), üzeneteket küldenek más sejteknek (hírvivők), felismerik a sejtbetolakodókat/káros sejteket (sejtfelismerés), és a fehérjék megerősítik a sejtmembrán szerkezetét (támasz).
• A szénhidrátláncok vagy glikolipidek/glikoproteinek a sejtmembrán felületén található láncok, amelyek szénhidrát + lipid (vagy) fehérjéből állnak. E láncok elsődleges funkciója a káros sejtek felismerése (sejt-sejt felismerés).
• A koleszterinláncok segítenek a sejtmembrán szerkezetében és abban, hogy az képes legyen szabályozni a különböző molekulák, például a nátriumionok (Na+) áthaladását.

Szállítás a sejtmembránon keresztülSzerkesztés

A sejtmembránnak szüksége van arra, hogy a sejtmembránon keresztül vizet, oxigént, szén-dioxidot, glükózt és ionokat szállítson. Ez segít a szervezeteknek fenntartani a homeosztázist (a szervezet hőmérsékletének, vízszintjének és glükózszintjének fenntartása) és megszabadulni a salakanyagoktól. A sejtmembrán segíti a szervezetet ezekben a létfontosságú műveletekben. A sejtmembránunk kétféleképpen mozgatja ezeket a molekulákat:

Passzív transzportSzerkesztés

A passzív transzport a molekulák mozgatása a sejtben vagy a sejtből energia felhasználása nélkül (a populáció mozgása, nem az egyes molekuláké). A molekulák a passzív transzportban általában egy membránon keresztül mozognak onnan, ahol TÖBB molekula van, oda, ahol KISEBB molekula van (magas koncentrációból alacsony koncentrációba). A molekulák a koncentrációs gradiens mentén haladnak lefelé. Az egyensúly akkor valósul meg, ha a mozgó molekula koncentrációja a membrán mindkét oldalán egyenlő. A passzív transzport típusai: diffúzió, ozmózis és elősegített diffúzió.

Elősegített diffúzió

Elősegített diffúzióról akkor beszélünk, amikor a túl nagy molekulák nem férnek át a foszfolipid kettősrétegen, ezért egy “csatornafehérjét” használunk, hogy segítsük a mozgást onnan, ahol több molekula van, oda, ahol kevesebb molekula van. A molekulák, amelyek ezt a folyamatot használják a sejtmembránon belüli és kívüli mozgáshoz, többek között a glükóz, a víz, az ionok és az aminosavak/lipidek.

Aktív transzportSzerkesztés

Az aktív transzport a molekulák mozgatása a sejtben vagy a sejtből energiával! A molekulák általában egy membránon keresztül mozognak onnan, ahol kevesebb molekula van, oda, ahol több molekula van (alacsony koncentráció → magas koncentráció). Az aktív transzportban a molekulák a koncentrációs gradiens ellenében mozognak. Az aktív transzportok típusai közé tartozik az exocitózis és az endocitózis.

Az endocitózis az elemek sejtbe vitelét jelenti membránbehajtással (ömlesztett transzport). Ez az aktív transzport egyik típusa, ezért energiát igényel. A fehérvérsejtek nagyszerű példája az aktív transzport ezen formájának. Amikor a fehérvérsejtek elnyelik a szervezetedbe jutó betolakodókat, ezt exocitózisnak nevezzük. Az exozitózis az elemek kivitele a sejtből a membrán összehajtásával. Ez ismét az aktív transzport egyik fajtája, ezért energiát igényel. Az exoszitózisra példa, amikor a paramecium a kontraktilis vakuólumon keresztül (a sejtben) vizet ürít ki. Az aktív transzport segít a nagy molekulák, például a glükóz és a fehérjék mozgatásában a sejtmembránon keresztül.

Endocitózis

Az endocitózisban a sejt a plazmamembránból új vezikulumok kialakításával vesz fel molekulákat,

• A csak állatokban előforduló fagocitózis az, amikor a sejt egy részecskét úgy kap el, hogy pszeudopodiákat továbbít hozzá, és egy táplálékvákuumnak nevezett zsákba csomagolja. A részecske megemésztődik, amikor a táplálékvákuum egy lizoszómával fuzionál.
• Pinocitózis: A sejt az extracelluláris folyadék cseppjeit a plazmamembrán behajlásai által képzett apró vezikulákba “nyeli”.
• Receptor-mediált endocitózis: A pinocitózis speciális, sajátos típusa, amely lehetővé teszi, hogy a sejt nagy mennyiségű anyagot vegyen fel. A membránon receptorhelyek találhatók, amelyek specifikus oldott anyagokhoz ágyazódnak be. A receptorfehérjék ezután összecsomósodnak. Miután a felvett anyag kiszabadul a vezikulából, a receptorok újrahasznosulnak.