Obsah
- Základné informácie o bunkách
- Celulárna membrána
- Funkcie lipidovej dvojvrstvy
- Ďalšie komponenty dvojvrstvy
- Transport buniek cez membránu
- Krvná mozgová bariéra
Mozgové bunky sú typom neurónov alebo nervových buniek. Existujú tiež rôzne typy mozgových buniek. Ale všetky neuróny sú bunkya všetky bunky v organizmoch, ktoré majú nervový systém, majú niekoľko charakteristík. V skutočnosti, všetko bunky, bez ohľadu na to, či ide o jednobunkové baktérie alebo ľudské bytosti, majú niekoľko spoločných znakov.
Jednou z podstatných charakteristík všetkých buniek je, že majú dvojitá plazmatická membrána, nazýva bunková membrána, obklopujúce celú bunku. Ďalšou možnosťou je, že majú vo vnútri membrány cytoplazmu, čím tvoria podstatnú časť bunkovej hmoty. Tretia je, že majú ribozómy, proteínové štruktúry, ktoré syntetizujú všetky proteíny vyrobené bunkou. Štvrté je, že zahŕňajú genetický materiál vo forme DNA.
Ako už bolo uvedené, bunkové membrány pozostávajú z membrány s dvojitou plazmou. "Dvojitý" pochádza zo skutočnosti, že bunková membrána je tiež tvorená a fosfolipidová dvojvrstva, pričom „bi-“ je predpona, čo znamená „dva“. Táto bilipidová membrána, ako sa tiež niekedy nazýva, má okrem ochrany bunky ako celku niekoľko kľúčových funkcií.
Základné informácie o bunkách
Všetky organizmy pozostávajú z buniek. Ako bolo poznamenané, počet buniek, ktoré sa organizmus veľmi líši, sa v jednotlivých druhoch líši a niektoré mikróby zahŕňajú iba jednu bunku. V oboch prípadoch sú bunky stavebnými kameňmi života v tom zmysle, že sú najmenšími jednotkami v živých veciach, ktoré sa môžu pochváliť všetkými vlastnosťami súvisiacimi so životom, napríklad metabolizmus, reprodukcia atď.
Všetky organizmy možno rozdeliť na prokaryotes a eukaryota. pr* okaryotes* sú takmer všetky jednobunkové a zahŕňajú mnoho druhov baktérií obývajúcich planétu. eukaryota sú takmer všetky mnohobunkové a majú bunky s množstvom špecializovaných funkcií, ktoré nemajú prokaryotické bunky.
Všetky bunky, ako bolo uvedené, majú ribozómy, bunkovú membránu, DNA (kyselina deoxyribonukleová) a cytoplazmu, gélové médium vo vnútri buniek, v ktorom sa môžu vyskytnúť reakcie a častice sa môžu pohybovať.
Eukaryotické bunky majú svoju DNA uzavretú v jadre, ktoré je obklopené vlastnou fosfolipidovou dvojvrstvou nazývanou jadrová obálka.
Obsahujú tiež organely, ktoré sú štruktúrami viazanými dvojitou plazmatickou membránou ako samotná bunková membrána a ktoré majú za úlohu vykonávať špecializované funkcie. Napríklad mitochondrie sú zodpovedné za vykonávanie aeróbneho dýchania v bunkách v prítomnosti kyslíka.
Celulárna membrána
Najjednoduchšie je pochopiť štruktúru bunkovej membrány, ak si ju predstavíte prierezom. Táto perspektíva vám umožňuje „vidieť“ protichodné plazmové membrány dvojvrstvy, priestor medzi nimi a materiály, ktoré nevyhnutne musia nejakými prostriedkami prejsť do bunky alebo z bunky cez membránu.
Nazývajú sa jednotlivé molekuly, ktoré tvoria väčšinu bunkovej membrány glycophospholipidsalebo častejšie iba fosfolipidy. Sú vyrobené z kompaktných fosfátových „hláv“, ktoré sú hydrofilné („hľadanie vody“) a smerujte na vonkajšiu stranu membrány na oboch stranách a na pár dlhých mastných kyselín, ktoré sú hydrofóbna („strach z vody“) a smerujú proti sebe. Toto usporiadanie znamená, že tieto hlavy sú na jednej strane obrátené k vonkajšej časti bunky a na druhej strane k cytoplazme.
Fosfát a mastné kyseliny v každej molekule sú spojené pomocou glycerolovej oblasti, rovnako ako triglycerid (potravinový tuk) pozostáva z mastných kyselín spojených s glycerolom. Fosfátové časti majú často na povrchu ďalšie zložky a bunkovú membránu dotierajú aj ďalšie proteíny a uhľohydráty; tieto budú opísané čoskoro.
Funkcie lipidovej dvojvrstvy
Jednou funkciou lipidovej dvojvrstvy, takmer podľa definície, je chrániť bunku pred hrozbami zvonka. Membrána je polopriepustné, čo znamená, že niektoré látky môžu prechádzať, zatiaľ čo iným je úplne odoprený vstup alebo výstup.
Malé molekuly, ako je voda a kyslík, sa môžu ľahko rozptyľovať cez membránu. Iné molekuly, najmä tie, ktoré nesú elektrický náboj (t.j. ióny), nukleové kyseliny (DNA alebo jej relatívna, ribonukleová kyselina alebo RNA) a cukry môžu tiež prejsť, ale na to, aby k tomu došlo, vyžadujú pomoc membránových transportných proteínov.
Tieto transportné proteíny sú špecializované, čo znamená, že sú navrhnuté tak, aby cez bariéru preplávali iba špecifický typ molekuly. To často vyžaduje prívod energie vo forme ATP (adenozíntrifosfát). Keď sa molekuly musia pohybovať proti silnejšiemu gradientu koncentrácie, je potrebné ešte viac ATP ako obvykle.
Ďalšie komponenty dvojvrstvy
Väčšina nefosfolipidových molekúl v bunkovej membráne je transmembránové proteíny, Tieto štruktúry preklenujú obe vrstvy dvojvrstvy (teda „transmembránové“). Mnohé z nich sú transportné proteíny, ktoré v niektorých prípadoch tvoria kanál dostatočne veľký na to, aby mohla prejsť špecifická molekula.
Iné transmembránové proteíny zahŕňajú receptory, ktorý signalizuje do vnútra bunky ako odpoveď na aktiváciu molekulami na vonkajšej strane bunky; enzýmy, ktoré sa zúčastňujú chemických reakcií; a kotvy, ktoré fyzicky spájajú komponenty mimo bunky s komponentmi v cytoplazme.
Transport buniek cez membránu
Bez možnosti presunu látok do a von z bunky by bunka rýchlo došla energia a tiež by nebola schopná vylúčiť produkty metabolického odpadu. Oba scenáre sú, samozrejme, nezlučiteľné so životom.
Účinnosť membránového transportu závisí tri hlavné faktory: priepustnosť membrány, rozdiel v koncentrácii danej molekuly medzi vnútornou a vonkajšou stranou a veľkosť a náboj (ak existuje) uvažovanej molekuly.
Pasívna preprava (jednoduchá difúzia) závisí iba od posledných dvoch faktorov, pretože molekuly, ktoré týmto spôsobom vstupujú alebo vystupujú z buniek, môžu ľahko prekĺznuť cez medzery medzi fosfolipidmi. Pretože nenesú žiadny náboj, budú mať sklon prúdiť dovnútra alebo von, až kým koncentrácia nebude rovnaká na oboch stranách dvojvrstvy.
v uľahčená difúzia, platia rovnaké princípy, ale membránové proteíny sú potrebné na vytvorenie dostatočného priestoru pre nenabité molekuly na to, aby mohli prúdiť cez membránu po ich koncentračnom gradiente. Tieto proteíny môžu byť aktivované buď samotnou prítomnosťou molekuly „klepaním na dvere“ alebo zmenou ich napätia vyvolanej príchodom novej molekuly.
v aktívna prepravaenergia je vždy potrebná, pretože pohyb molekuly je proti jej koncentrácii alebo elektrochemickému gradientu. Zatiaľ čo ATP je najbežnejším zdrojom energie pre transmembránové transportné proteíny, je možné použiť aj svetelnú energiu a elektrochemickú energiu.
Krvná mozgová bariéra
Mozog je špeciálny orgán a ako taký je osobitne chránený. To znamená, že okrem opísaných mechanizmov majú mozgové bunky aj prostriedky na presnejšie riadenie vstupu látok, čo je nevyhnutné na udržanie akejkoľvek koncentrácie hormónov, vody a živín, ktorá je potrebná v danom čase. Táto schéma sa nazýva hematoencefalická bariéra.
Toto je do značnej miery dosiahnuté vďaka spôsobu, akým sú malé krvné cievy vstupujúce do mozgu konštruované. Jednotlivé bunky krvných ciev, nazývané endotelové bunky, sú nezvyčajne zbalené blízko seba, čím vytvárajú tzv tesné križovatky, Iba za určitých podmienok je väčšine molekúl umožnený prechod medzi týmito endotelovými bunkami v mozgu.