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.