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 megvédi a zord külső környezettől.
A sejthártya nélkül mi sem élnénk,
mivel semmi sem védene
bennünket a külvilágtól.
A következőkben a sejthártya
három fő összetevőjét fogom bemutatni,
a foszfolipideket, a koleszterint
és a fehérjéket.
Kezdjük a sejthártya
jelentős részét kitevő foszfolipidekkel.
Hogy ne töltsünk ezzel időt,
előre lerajzoltam a sejthártyát.
Minden egyes kis alkotórész
egy-egy foszfolipid.
A foszfolipidek valahogy így néznek ki:
Van egy poláris „fejük”,
azaz egy poláris foszfátcsoportjuk,
a másik végükön pedig
két zsírsavlánc (úgynevezett „farok” ).
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 szerkezetet 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.
Időtakarékosságból ezt is
előre megrajzoltam.
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 ritkább az olyan fehérje,
ami a sejthártya legbelsejében
helyezkedik el,
valahogy így, a foszfolipid
kettős réteg közepében.
A fehérjék fontos szereplők
a sejthártya működésében.
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 –,
a különböző molekulák átjuttatása
a sejthártyán keresztül befelé és kifelé.
Most, hogy már tudjuk
a fehérjék feladatait,
gondoljuk át azt,
hogy a lipidhez kötött fehérjék,
amik teljesen be vannak ágyazódva
a kettősréteg belsejébe,
vajon miért olyan ritkák?
A fehérjék feladata ugyebár az,
hogy receptorként működjenek,
kommunikáljanak a külvilággal,
vagy anyagokat juttassanak ki-be
a membránon át.
A teljesen középre beágyazódott fehérjék
egyik feladatra sem igazán alkalmasak.
Végül említsünk meg
egy fontos molekulatípust,
ami a membránt alkotó lipidekhez
vagy fehérjékhez kötődve fordul elő,
ezek a szénhidrátok.
A szénhidrátrészt „gliko-” előtag jelöli
a molekulák nevében.
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 e molekulák
fő szerepe a kommunikáció,
a sejtek felismerése,
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,
vagy kapcsolódhatnak lipidekhez is,
valahogy így,
ezeket pedig
glikolipideknek nevezzük.
Lehet, hogy mindez
elsőre nehezen érthető.
Ezen az ábrán a sejthártya
keresztmetszetben látható.
De 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 a foszfolipidekből
csak a poláris „fejeket” látnánk.
Esetleg pár koleszterinmolekulát
látnánk itt-ott, valahogy így.
Láthatnánk pár nagyobb fehérjét is,
amik kiemelkednek a sejthártyából,
elszórva a sejtben.
Végül glikoproteinek és glikolipidek is
látszódnának a külső felszínen,
szénhidrátláncok, amelyek fehérjékhez
és foszfolipidekhez kapcsolódnának.
Mindez valahogy így nézne ki.
A sejthártya külső felszíne
így mutatna felülnézetben.
Van az egészben van valami művészi.
Talán nálatok is volt olyan
az általános iskolában,
hogy kirakóst játszottatok
babszemekkel és makarónitésztával.
Ez az ábra engem valami
ilyesmire emlékeztet.
Mintha az egész egy nagy mozaik lenne,
a kutatóknak is ez volt az első benyomása.
Ennek megfelelően a tudósok a
sejthártyának ezt a modelljét
folyékony mozaik modellnek nevezték el.
Az alsó ábra jól mutatja a sejthártya
mozaikos jellegét.
Láthatjuk, ahogy a sokféle
színes alkotórész
kialakítja ezt a gyönyörű sejthártyát.
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 membrán molekulái
sokfelé mozoghatnak.
A fehérjék bármerre mozoghatnak,
akárcsak a foszfolipidek.
Ez a membrán folyékony mozaik modellje.
Csak érdekességként mondom,
hogy ez 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
szinte az összes működést ellátják.
Ezek együttese
a folyékony mozaik modellel írható le,
mivel a sejthártya sokféle összetevője
állandó mozgásban van,
akárcsak valami folyadék.