Ebben a videóban a
sejthártyáról fogok beszélni.
Kezdjük egy kis emlékeztetővel.
Ez itt egy sejt, közepén a sejtmaggal.
A sejthártya az a réteg,
ami a sejtet kívülről borítja,
és védelmet nyújt a zord környezetben.
A sejthártya nélkül
mi sem élnénk,
mivel semmi sem védene
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 készítettem
egy ábrát a sejthártyáról.
Minden egyes kis alkotórész
egy-egy foszfolipid.
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
szorosan egymás mellé rendeződnek
végig az egész membránban.
Ezen az ábrán a membrán
keresztmetszetben látható,
mintha kettévágtuk volna a membránt.
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.
Látható, hogy a koleszterin
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
folyékonyabbá teszi a membránt,
míg magasabb hőmérsékleten
csökkenti a folyékonyságot.
A koleszterinnek köszönhetően
a membrán közepesen folyékony marad.
A membránokalkotók
harmadik csoportja a fehérjék,
ezek aránya is magas.
Típustól függően
egyes sejtek membránja
elég sok fehérjét tartalmazhat..
A membránfehérjéknek
két fő csoportját különböztetjük meg.
Egyes fehérjék például
teljesen átérik a membránt,
ezek az integráns fehérjék
csoportjába tartoznak.
Transzmembrán fehérjének
is nevezik őket.
Ilyen fehérjék bárhol előfordulhatnak
a sejthártyában,
ahogy az ábra is mutatja.
A fehérjék másik csoportja 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 fontos szereplői
a sejthártyában zajló folyamatoknak.
Kulcsszerepet játszanak szinte minden
membránhoz kötött folyamatban.
A két legfontosabb feladatuk egyike
a receptor funkció.
A receptorfehérjék által a sejt érzékeli,
hogy mi történik a külvilágban.
Tehát ők végzik a kommunikációt.
A membránfehérjék másik feladata,
– amit főleg a transzmembrán
fehérjék végeznek el –,
a különböző molekulák átjuttatása
a sejthártyán befelé és kifelé egyaránt.
Miután tisztáztuk
a fehérjék funkcióját,
gondoljuk végig,
hogy a lipidhez kötött fehérjék
amik teljesen be vannak ágyazódva
a kettősréteg belsejébe,
vajon miért olyan ritkák?
A fehérjék egyik fő feladata az,
hogy receptorként működjenek,
kommunikáljanak a külvilággal,
vagy anyagokat szállítsanak ki-be.
A teljesen középre beágyazódott fehérjék
nem tudnak ellátni ilyen feladatokat.
Végül pedig fontos megemlíteni
egy molekulatípust,
ami a membránt alkotó lipidekhez
vagy fehérjékhez kötődve fordul elő,
ezek pedig a szénhidrátok.
A szénhidrátrészt a molekula nevében
„gliko-” előtag jelzi.
Ennek megfelelően megkülönböztetünk
glikoproteineket (fehérjéket)
és glikolipideket is.
Ezek 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
helyezkednek el?
Ezek a szénhidrátok leginkább
a sejt külső felszínén találhatóak meg.
Tehát kapcsolódhatnak fehérjékhez,
ezek a glikoproteinek,
amik lehetnek mind perifériás, mind
integráns fehérjék.
A szénhidrát kapcsolódhat lipidekhez is,
valahogy így,
ezeket a molekulákat pedig
glikolipideknek nevezzük.
Lehet, hogy mindez elsőre
nehezen érthető.
Ezen az ábrán a sejthártya
keresztmetszetben látható.
Vajon hogy festene mindez
a sejten kívülről, felülnézetben?
Ehhez is előre megrajzoltam
a foszfolipideket.
Ha a sejten kívülről
tekintünk a sejthártyára,
a sejthártya külső felszínére,
akkor foszfolipidekből
csak a poláris „fejek” látszódnának,
esetleg valamennyi
a koleszterinmolekulákból, valahogy így.
Láthatnánk pár fehérjét is,
amik kiemelkednek a sejthártyából
elszórva a sejtben.
Glikoproteinek és glikolipidek is
látszódnának a külső felszínen.
A szénhidrátláncok a fehérjékhez
és a foszfolipidekhez kapcsolódnak,
mindez valahogy így nézne ki.
A sejthártya külső felszíne
így mutat felülnézetben.
Van az egészben van valami művészi.
Talán neked is rémlik általános iskolából
amikor képeket készítettünk
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 miért nevezzük folyékonynak?
A membrán azért kapta a folyékony jelzőt,
mert az alkotórészei képesek elmozdulni
egymáshoz képest.
Nincsenek helyhez kötve.
Mind a fehérjék, mind a foszfolipidek
képesek mozogni a membránon belül,
ezt jelzik a nyilak.
Ezért hívjuk a membránt folyékonynak.
Hogyan nézne ki mindez felülnézetben?
Vegyük észre, hogy ez a mozgás
nem csak egy irányban történik,
nem csak fel-le, vagy csak jobbra-balra.
A molekulák a membránban
bármerre mozoghatnak.
A fehérjék bármerre mozoghatnak,
csakúgy, mint a foszfolipidek.
Ez a membrán folyékony mozaik modellje.
Csak érdekességként mondom,
de ezt a modell csak 1972-ben született.
Tehát csak néhány évtizede jöttünk rá,
hogy a sejthártya ezzel a folyékony
mozaik modellel írható le.
Összefoglalva: a sejthártya
három fő alkotórészből áll.
A foszfolipidek a sejthártya
jelentős részét teszik ki,
tehát ezek a membrán
alapvető építőkövei.
A második alkotóelem a koleszterin.
A koleszterinmolekulák elszórtan
helyezkednek el a sejthártyában,
és segítenek fenntartani
a sejthártya folyékonyságát.
Végül a fehérjék, amelyek az összes
működést ellátják.
Ezek együttes működése
a folyékony mozaik modellel írható le,
mivel a sejthártya sokféle összetevője
állandó mozgásban van,
akárcsak valami folyadék.