Ebben a videóban a sejthártyáról fogok beszélni.
Kezdjük egy kis emlékeztetővel.
Ez itt egy sejt, a közepén egy sejtmaggal.
A sejthártya az a réteg, ami a sejtet kívülről borítja,
és megvédi azt a környezeti behatásoktól.
A sejthártya nélkül nem maradhatnánk életben,
mivel nem lenne semmi, ami megvédene és elválasztana minket a külvilágtól.
A következőkben a sejthártya három fő összetevőjét fogom bemutatni,
a foszfolipideket, a koleszterint és a fehérjéket.
Kezdjük a foszfolipidekkel,
amik a sejthártya jelentős részét teszik ki.
Hogy ne töltsük ezzel az időt,
előre megrajzoltam ezt az ábrát a sejthártyáról.
Ezek az apró alkotórészek mind foszfolipideket ábrázolnak,
ezek a molekulák valahogy így néznek ki:
Van egy poláris „fejük”, ami főképp a foszfátcsoport miatt poláris,
a másik végükön pedig két zsírsavlánc található.
Jellemzően így ábrázoljuk a foszfolipideket.
A sejthártyában ezek a foszfolipidek szoros rendben igazodnak egymáshoz,
és ez a rend a membrán teljes egészére jellemző.
Ez az ábra egy ilyen membrán keresztmetszetét ábrázolja,
lényegében egy félbevágott membránt nézünk oldalról.
Az itt látható elrendeződést foszfolipid kettős rétegnek nevezzük,
vagy néha lipid kettős rétegnek.
A sejthártya következő alkotórésze a koleszterin.
A koleszterin szó leggyakrabban az étellel és a vérrel összefüggésben hangzik el,
jellemzően negatív felhanggal.
A sejthártya esetében viszont igenis fontos és hasznos molekula,
amely valahogy így néz ki.
Megint csak az időre tekintettel ez egy előre megrajzolt ábra.
A koleszterin láthatóan több gyűrűből áll,
ami merev szerkezetet kölcsönöz neki.
Ezek a koleszterinmolekulák beékelődnek a foszfolipidek közé,
valahogy így.
A koleszterin egyfajta pufferként
fenntartja a membránok folyékony jellegét.
Alacsonyabb hőmérsékleten a koleszterin növeli a membránok fluiditását,
míg magasabb hőmérsékleten segít csökkenteni a fluiditást.
Tehát a koleszterin segít fenntartani egy közepes mértékű fluiditást a membránokban.
A membránok összetevőinek harmadik csoportja a fehérjék,
ezek aránya is magas.
A sejt típusától függően
egyes sejtek membránjában elég sok a fehérje.
A membránfehérjéknek két fő típusát különböztethetjük meg.
Egyes fehérjék például teljesen átérik a membránt,
ezek az integráns fehérjék csoportjába tartoznak,
és transzmembrán fehérjének is nevezhetjük őket.
Az ilyen fehérjék bárhol előfordulhatnak a sejthártyában,
ahogy az ábra is mutatja.
A fehérjék másik típusa csak a sejthártya lipidfelszínéhez kapcsolódik,
vagy az integráns fehérjékhez.
Ezeket perifériás fehérjéknek nevezzük.
Egyes integráns membránfehérjék csak a membrán egyik felét érik át,
és még ennél is ritkább az olyan fehérje,
ami teljesen beágyazódik a sejthártya belsejébe,
valahogy így, a foszfolipid kettős réteg közepébe.
A fehérjék igen fontos szereplői a sejthártyában zajló folyamatoknak.
Ezek játszanak kulcsszerepet szinte minden
membránhoz kötött folyamatban.
Az egyik legfontosabb, fehérjék által ellátott feladat
a receptor funkció.
A receptorfehérjéken keresztül a sejt érzékeli,
mi történik a külvilágban.
Kommunikációban, jelátvitelben vesznek részt.
A membránfehérjék másik legfontosabb dolga,
amit főleg a transzmembrán fehérjék végeznek el,
az a különböző molekulák átjuttatása a sejthártyán befelé és kifelé egyaránt.
Miután tisztáztuk a fehérjék funkcióját,
gondolkodjunk el azon, hogy miért olyan ritkák az ilyen fehérjék, amire mutatok,
amik teljesen be vannak ágyazódva a kettősréteg belsejébe?
Az egyik fő feladata a fehérjéknek az,
hogy receptorként működjenek,
hogy kommunikáljanak a külvilággal,
vagy hogy kívülről belülre, vagy belülről kívülre juttasson át anyagokat.
A teljesen középre beágyazódott fehérjék
ilyen feladatokat nem tudnak ellátni.
Végül pedig fontos megemlíteni egy molekulatípust,
ami a membránt alkotó lipidekhez vagy fehérjékhez kötődve fordul elő,
ezek pedig a szénhidrátok.
A szénhidrát-módosított molekulákat „gliko-” előtaggal látjuk el.
Ennek megfelelően megkülönböztetünk glikoproteineket (fehérjék)
és glikolipideket is.
Ezeknek a molekulák fontos szerepet játszanak a jelátvitelben.
Például a sejtek ezek segítségével
képesek felismerni egymást a testünkben.
Ha ezek a molekulák a kommunikációban fontosak,
a sejtfelismerési folyamatokban,
vajon a membrán melyik oldalán fognak elhelyezkedni?
Ezek a szénhidrátok leginkább a sejt külső felszínén találhatóak meg.
Tehát kapcsolódhatnak fehérjékhez,
ezeket glikoproteineknek nevezzük,
és ez mind az perifériás, mind az integráns membránfehérjéket jellemezheti.
A szénhidrát kapcsolódhat lipidekhez is, valahogy így,
ezeket a molekulákat pedig glikolipideknek nevezzük.
Lehet, hogy mindez elsőre nehezen érthető.
Ez az ábra a sejthártyát keresztmetszeti nézetben mutatja.
Vajon hogy nézne ki mindez a sejten kívülről nézve,
felülről nézve a membránt?
Az időre tekintettel ehhez is előkészítettem egy ábrát,
sok-sok foszfolipiddel.
Ha a sejten kívülről tekintünk a sejthártyára,
tulajdonképpen a sejthártya tetejére,
akkor foszfolipideknek csak a poláris „fejei” látszódnának ki,
és esetleg valamennyi a koleszterinmolekulákból, valahogy így.
Emellett láthatnánk valamennyi fehérjét is,
amik a sejthártyából kiemelkednek
mindenfelé a sejtben.
Látszódna valamennyi glikoprotein és glikolipid is a külső felszínen.
A szénhidrátláncok a fehérjékhez és foszfolipidekhez kapcsolódnak,
és mindez valahogy így nézne ki.
A sejthártya külső felszíne így mutat felülnézetben.
Ebben az egészben van valami művészi, ahogy kinéz.
Általános iskolában lehet, hogy Neked is kellett
készíteni valamiféle alkotást babszemekből és makarónitésztából.
Ez az ábra engem valami ilyesmire emlékeztet.
Az egész mintha egy nagy mozaik lenne,
a kutatóknak is ez volt az első benyomása.
Ennek megfelelően a tudósok a sejthártyának ezt a modelljét
folyékony mozaik modellként nevezték el.
Az alsó ábra jól mutatja a sejthártya mozaikos jellegét.
Láthatjuk, ahogy mindenféle színes alkotórész
összeáll egy gyönyörű közös képpé, ez a sejthártya.
De honnan jön a folyékony jelző?
Azért hívjuk folyékonynak a membránt,
mert az alkotórészei képesek elmozdulni egymáshoz képest.
Nincsenek egyetlen helyhez kötve.
Mind a fehérjék, mind a foszfolipidek
képesek mozogni a membránon belül, ezt jelzik a nyilak.
Ezért hívjuk a membránt folyékonynak.
Tekintsünk vissza egy pillanatra
a sejthártya felülnézeti képére.
Vegyük észre, hogy ez a mozgás
nem csak 1 dimenzióban zajlik,
nem csak fel-le, vagy jobbra-balra.
Az molekulák a membrán kétdimenziós síkjában bármerre mozoghatnak.
Ez mind a foszfolipidekre, mind a fehérjékre egyaránt igaz.
Ez a folyékony mozaik membrán modell lényege.
Csak érdekességként mondom,
de ezt a modellt csak 1972-ben alakították ki.
Tehát nem is olyan régóta, alig 40 (!) éve ismerjük igazából,
hogy a sejthártya a folyékony mozaik modell szerint viselkedik.
Összefoglalásként, a sejthártya három fő alkotórészből áll.
A foszfolipidek a sejthártya jelentős részét teszik ki,
tehát annak alapját képezik, nélküle a membrán nem létezhetne.
A következő alkotóelem a koleszterin.
A koleszterinmolekulák elszórtan helyezkednek el a sejthártyában,
és segítenek fenntartani a sejthártya fluiditását.
Végül, a membránfehérjék több fontos funkcióval is felruházzák a sejthártyát.
Ezek együttes működését írja le a folyékony mozaik modell.
A sejthártyát annyiféle különböző dolog építi fel,
amik együtt egy folyadékhoz hasonlóan viselkednek, mozognak.