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.
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.