Sisältö
- Solun perusteet
- Solukalvo
- Rasvojen bilayer-toiminnot
- Bilayerin lisäkomponentit
- Solukalvojen kuljetus
- Veri-aivoeste
Aivosolut ovat erään tyyppisiä hermosoluja. Aivosoluja on myös erityyppisiä. Mutta kaikki neuronit ovat solut, ja kaikilla soluilla organismeissa, joilla on hermosto, on useita ominaisuuksia. Itse asiassa, kaikki soluilla, riippumatta siitä ovatko ne yksisoluisia bakteereja vai ihmisiä, on joitain yhteisiä piirteitä.
Yksi olennainen ominaisuus kaikille soluille on, että niillä on a kaksinkertainen plasmakalvo, soitti solukalvo, joka ympäröi koko solua. Toinen on, että heillä on sytoplasma kalvon sisäpuolella, muodostaen suurimman osan solumassasta. Kolmas on, että heillä on ribosomeja, proteiinin kaltaisia rakenteita, jotka syntetisoivat kaikki solun tuottamat proteiinit. Neljäs on, että ne sisältävät geneettisen materiaalin DNA: n muodossa.
Kuten huomautettiin, solukalvot koostuvat kaksinkertaisesta plasmamembraanista. "Tupla" tulee siitä tosiasiasta, että solukalvon sanotaan myös koostuvan a: sta fosfolipidi kaksikerros, jolloin "bi-" on etuliite, joka tarkoittaa "kaksi". Tällä bilipidikalvolla, kuten sitä joskus kutsutaan myös, on useita avaintoimintoja solun suojaamisen lisäksi kokonaisuutena.
Solun perusteet
Kaikki organismit koostuvat soluista. Kuten huomautettiin, organismien solujen lukumäärä vaihtelee suuresti lajeittain, ja jotkut mikrobit sisältävät vain yhden solun. Joka tapauksessa solut ovat elämän rakennuspalikoita siinä mielessä, että ne ovat pienimpiä yksittäisiä yksiköitä elävissä asioissa, joilla on kaikki elämään liittyvät ominaisuudet, esimerkiksi aineenvaihdunta, lisääntyminen ja niin edelleen.
Kaikki organismit voidaan jakaa prokaryooteissa ja eukaryooteissa. PR* okaryotes* ovat melkein kaikki yksisoluiset ja sisältävät monia planeetalla asuvia bakteereja. eukaryootit ovat melkein kaikki monisoluisia ja niissä on soluja, joilla on joukko erikoisominaisuuksia, joista prokaryoottisilta soluilta puuttuu.
Kaikilla soluilla, kuten mainittiin, on ribosomit, solukalvo, DNA (deoksiribonukleiinihappo) ja sytoplasma, geelimäinen väliaine solujen sisällä, joissa voi tapahtua reaktioita ja hiukkasia voi liikkua.
Eukaryoottisolujen DNA: n on suljettu ytimeen, jota ympäröi oma fosfolipidikerros, jota kutsutaan ydinkuori.
Ne sisältävät myös soluelimiin, jotka ovat kaksinkertaisen plasmamembraanin, kuten solumembraanin, sidotut rakenteet ja joiden tehtävänä on erikoistuneet toiminnot. Esimerkiksi mitokondrit vastaavat aerobisen hengityksen suorittamisesta soluissa hapen läsnä ollessa.
Solukalvo
Solukalvon rakenne on helpointa ymmärtää, jos kuvittelet sen katselemista poikkileikkaukseltaan. Tämä näkökulma antaa sinun "nähdä" molemmat vastakkaiset kaksikerroksen plasmamembraanit, niiden välisen tilan ja materiaalit, joiden on väistämättä kuljettava soluun tai ulos solusta kalvon läpi jollain tavoin.
Yksittäisiä molekyylejä, jotka muodostavat suurimman osan solukalvosta, kutsutaan glykofosfolipidientai useammin vain fosfolipidejä. Ne on valmistettu kompakteista, fosfaatti "päistä", jotka ovat hydrofiiliset ("vettä etsivät") ja osoittavat kohti membraanin ulkopintaa molemmilla puolilla ja pari pitkiä rasvahappoja, jotka ovat hydrofobinen ("vettä pelkäävä") ja kasvot toisiinsa. Tämä järjestely tarkoittaa, että nämä päät osoittavat kennon ulkopuolelle toisella puolella ja sytoplasman toiselle puolelle.
Kunkin molekyylin fosfaatti ja rasvahapot yhdistyvät glyserolialueella, aivan kuten triglyseridi (ruokarasva) koostuu glyseroliin liittyneistä rasvahapoista. Fosfaattiosien pinnalla on usein lisäkomponentteja, ja myös muut proteiinit ja hiilihydraatit pistettävät solukalvon; näitä kuvataan pian.
Rasvojen bilayer-toiminnot
Yksi lipidikaksoiskerrostoiminto, melkein määritelmän mukaan, on suojella solua ulkopuolelta tulevilta uhilta. Kalvo on puoliläpäisevä, mikä tarkoittaa, että jotkut aineet pääsevät läpi, kun taas toisilta evätään pääsy tai poistuminen suoraan.
Pienet molekyylit, kuten vesi ja happi, voivat diffundoitua helposti kalvon läpi. Muut molekyylit, erityisesti sellaiset, joissa on sähkövaraus (ts. Ionit), nukleiinihapot (DNA tai sen suhteellinen, ribonukleiinihappo tai RNA) ja sokerit voivat myös kulkea, mutta vaativat kalvonsiirtoproteiinien avun, jotta tämä tapahtuisi.
Nämä kuljetusproteiinit ovat erikoistuneita, mikä tarkoittaa, että ne on suunniteltu paimentamaan vain tietyn tyyppinen molekyyli esteen läpi. Tämä vaatii usein energian syöttämistä ATP: n (adenosiinitrifosfaatti) muodossa. Kun molekyylejä on siirrettävä voimakkaampaa pitoisuusgradienttia vasten, tarvitaan vielä enemmän ATP: tä kuin tavallisesti.
Bilayerin lisäkomponentit
Suurin osa solukalvon ei-fosfolipidimolekyyleistä on transmembraaniset proteiinit. Nämä rakenteet ulottuvat kaksikerroksen molemmat kerrokset (siis "läpäisevä"). Monet näistä ovat kuljetusproteiineja, jotka joissain tapauksissa muodostavat riittävän suuren kanavan, jotta havaittu spesifinen molekyyli kulkee läpi.
Muihin kalvon läpäiseviin proteiineihin sisältyy reseptorit, joka signaali solun sisäpuolelle vasteena solun ulkopuolella olevien molekyylien aktivoitumiselle; entsyymit, jotka osallistuvat kemiallisiin reaktioihin; ja ankkurit, jotka yhdistävät fyysisesti solun ulkopuolella olevat komponentit sytoplasmassa olevien kanssa.
Solukalvojen kuljetus
Ilman tapaa siirtää aineita soluun ja solusta pois, solulle kuluu nopeasti energiaa eikä se myöskään pysty poistamaan aineenvaihduntatuotteita. Molemmat skenaariot ovat tietysti ristiriidassa elämän kanssa.
Kalvojen kuljetuksen tehokkuus riippuu kolme päätekijää: kalvon läpäisevyys, tietyn molekyylin konsentraatioero sisä- ja ulkopuolen välillä ja tarkasteltavana olevan molekyylin koko ja varaus (jos sellainen on).
Passiivinen kuljetus (yksinkertainen diffuusio) riippuu vain kahdesta jälkimmäisestä tekijästä, koska tällä tavalla soluihin saapuvat tai poistuvat molekyylit voivat helposti liukua fosfolipidien välisten aukkojen läpi. Koska niissä ei ole varausta, niillä on taipumus virtata sisäänpäin tai ulospäin, kunnes pitoisuus on sama kaksikerroksen molemmilla puolilla.
Sisään helpotettu diffuusio, samoja periaatteita sovelletaan, mutta membraaniproteiineja vaaditaan luomaan tarpeeksi tilaa varautumattomille molekyyleille virtaamaan kalvon läpi konsentraatiogradientinsa alapuolella. Nämä proteiinit voidaan aktivoida joko pelkästään molekyylin läsnäololla "koputtaen ovelle" tai muuttamalla niiden jännitettä, jonka laukaisee uusi molekyyli.
Sisään aktiivinen kuljetus, energiaa tarvitaan aina, koska molekyylin liike on vastoin sen konsentraatiota tai sähkökemiallista gradienttia. Vaikka ATP on yleisin energialähde kalvojen kaltaisissa kuljetusproteiineissa, voidaan käyttää myös kevyttä energiaa ja sähkökemiallista energiaa.
Veri-aivoeste
Aivot ovat erityinen elin, ja sellaisenaan ne ovat erityisen suojattuja. Tämä tarkoittaa, että kuvattujen mekanismien lisäksi aivosoluilla on keino tiukemmin hallita aineiden kulkeutumista, mikä on välttämätöntä, jotta voidaan ylläpitää mitä tahansa hormonien, veden ja ravinteiden pitoisuuksia, joita tiettynä ajankohtana tarvitaan. Tätä järjestelmää kutsutaan veri-aivoeste.
Tämä saavutetaan suurelta osin aivoihin tulevien pienten verisuonten rakenteen ansiosta. Yksittäiset verisuonen solut, joita kutsutaan endoteelisoluiksi, pakataan epätavallisen lähekkäin, muodostaen ns tiukka liittymä. Vain tietyissä olosuhteissa useimmille molekyyleille annetaan kulku aivojen endoteelisolujen välillä.