A sejtmembrán áttekintése és a folyékony mozaik membránmodell | A sejtek szerkezete és működése | Biológia | Khan Academy

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.