A biológiai membránok szerkezete és működése Biológiai alapismeretek
A membránok • Alapszerkezetét kettős foszfolipid réteg adja. A lipidek (fluiditás), koleszterin (merevség) alkotják • 2 részük: -hidrofób, apoláros külső -hidrofil, poláros belső (amfipatikus) • A membrán félfolyékony halmazállapotú, összetétele és a hőmérséklet befolyásolja (Folyékony mozaik membrán modell)
Fogalmak Víz molekula
• Poláros: a + és a – töltések súlypontja nem esik egybe pl.: víz • Apoláros : a + és a – töltések súlypontja egybeesik, így nem különíthetőek el töltés különbségek pl.: aceton • Hidrofób : víztaszító, vizes fázistól elválik • Hidrofil : vízkedvelő, vizes fázisban oldódik • Amfipatikus molekula: poláros és apoláros részt is tartalmazó molekula
Oldódás: poláros anyag a polárosban, az apoláros anyag apolárosban oldódik
Víz molekula
A sejthártya • Az állati sejtek legkülső, határoló membránja. • Folyékony / szilárd ? • Poláros/ apoláros anyag?
A sejthártya feladatai • Elhatárolja a környezettől a sejtet • Összeköti környezetével • Transzport folyamatok (anyagok felvétele, leadása) • Markerek (glikoproteinek)jelölőfehérjék • Védelem Antigén: Minden olyan anyag, amit az immunrendszer idegenként ismer fel, antitest termelést eredményez. Antitest: fehérje, amelyet bizonyos fehérvérsejt termel idegen anyag jelenlétére, antigén-antitest kapcsolódás, megjelölik, fehérvérsejt elpusztítja.
A sejthártya felépítése I. • Kettős foszfolipid réteg (5-10nm): a foszfatid molekulák fejét Ca2+ kapcsolják össze • Fehérjék fontos alkotói (memránban úsznak, lehetnek a külső vagy belső felszínen, illetve átérhetik): - transzport fehérjék: a sejt számára fontos anyagok érzékelése, megkötése, átjuttatása a sejthártyán - jelölő (marker) fehérjék: külső felszín fehérjéi, faj, egyed, ill. szövetspecifikusak. Saját / nem saját (immunrendszer) - receptor fehérjék: jelfelfogó fehérjék, meghatározott mintázatokat ismer fel. pl.: baktériumok sejtfelszíni antigénjeit
A sejthártya felépítése II. • Vizes közegben apoláros részeikkel egymás felé fordulnak, kettős membránt hoznak létre • Sűrűn folyó folyadék, félfolyadék membrán • 1 nm –nél kisebb részecskék átlépnek akadálytalanul – diffúzió (O2, CO2, H2O, monoszaharid, aminosav) Ionok? • Féligáteresztő (szemipermeabilis) hártya Diszperz rendszerek (heterogén rendszer, melynél az egyik fázis részecskéi egyenletesen oszlanak el egy másik fázisban)
Homogén 1nm kisebb a részecskék mérete
Kolloid 1-500 nm -”-
Heterogén 500nm nagyobb -”-
Az anyagok mozgása • Diffúzió: nagyobb koncentrációjú helyről a kisebb felé történő anyagáramlás. pl.: teában a cukor A koncentrációkülönbség (grádiens) mozgatja. • Ozmózis: Féligáteresztő hártyán át történő diffúzió. A hártya pórusain a nagyméretű molekula nem fér át, így az alacsonyabb koncentrációjú hely felöl fog a nagyobb felé anyagáramlás történni.
A vörösvértest ozmotikus viszonyai
Izotóniás (izozmotikus): Az ozmózisnyomás megegyezik a fiziológiás sóoldatéval (0,9% NaCl-oldat, Ringer-oldat) Hipertóniás (hiperozmotikus): Az ozmózisnyomása ennél nagyobb
Hipotóniás (hipoozmotikus): Az ozmózisnyomása ennél kisebb
A transzportfolyamatok fajtái Energiaszükséglet (ATP) alapján: • Passzív transzport: nem szükséges hozzá energia (ATP), az áramlás iránya a koncentráció grádiensnek megfelelően alakul. Lsd.: diffúzió • Aktív transzport: ATP igényes folyamatok, illetve felszíni érzékelő és szállító molekulák kellenek hozzá. -legegyszerűbb esetben szállító és érzékelő rendszer megegyezik (ezen funkciókat fehérjék látják el) 2 típusa: elsődleges aktív t.:(primer energiahordozó által hajtott pl.: ATP, foton) pl.: ionpumpák másodlagos aktív t.: (iongrádiens által hajtott aktív transzport) -Uniport -Kotranszport : szimport antiport
Más membránnal határolt sejtszervek • ER (endoplazmatikus retikulum): a sejthártyához nagyon hasonló hártyája van, a sejt belsejében helyezkedik el. Más típusú fehérjék vannak itt, mint a sejtmembránba. • Maghártya: az ER-ből alakult ki, sejtosztódáskor is ebből képződik újra. Pórusok törik át, ezeken valósul meg a szelektív transzport. • Golgi-készülék (apparátus): vastag a membránja, a sejthártya vastagságát is elérheti. • Lizoszóma: ER képződménye
A sejtfal • Növények: cellulózból (szénhidrát polimer) épül fel
• Baktérium: peptidoglükán (cukrok és aminosavak polimerje)
Növényi sejtfal
Baktérium sejtfal
• Gombák: kitin (N2 tartalmú poliszaharid)
Gomba sejtfal
Köszönöm szépen a figyelmet!
