Cytoplazmatická membrána: Porovnání verzí

Přidáno 9 532 bajtů ,  před 7 lety
bez shrnutí editace
m (r2.7.2+) (Robot: Přidávám ta:உயிரணு மென்சவ்வு)
'''[[Cytoplazma]]tická [[membrána]]''' (''také '''plazmatická membrána''', '''plazmalema''''') je tenký [[semipermeabilita|semipermeabilní]] obal ohraničující vnitřek [[buňka|buňky]] od vnějšího prostředí a kontrolující pohyb látek do buňky a ven z buňky <ref>[http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/C/CellMembranes.html Kimball's Biology Pages], Cell Membranes</ref> <ref name=MBOC>{{cite book |author=Alberts B, Johnson A, Lewis J, ''et al.'' |title=Molecular Biology of the Cell |edition=4th |isbn=0-8153-3218-1 |year=2002 |url=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=mboc4.section.1864 |publisher=Garland Science |location=New York}}</ref>
'''[[Cytoplazma]]tická [[membrána]]''' (''také '''plazmatická membrána''', '''plazmalema''''') je tenký [[semipermeabilita|semipermeabilní]] obal ohraničující [[buňka|buňku]]. Skládá se z jedné [[lipidová dvouvrstva|lipidové dvouvrstvy]] a v ní ukotvených [[bílkovina|bílkovin]]. Buňky, které nemají na svém povrchu [[buněčná stěna|buněčnou stěnu]], mívají na vnějším povrchu plazmatické membrány tzv. [[glykokalyx]], vrstvu [[molekula|molekul]] rozličných rozvětvených glykoproteinů, která obsahuje [[receptor]]y, jimiž buňka přijímá informace. Plazmalema bývá propojena s vnitřními strukturami buňky skrze hustou síť [[cytoskelet]]u, který funguje jednak jako její ukotvení a zároveň jako transportní síť, po které jsou na cytoplazmatickou membránu dopravovány membránové váčky. Fúzí s membránovými váčky se membrána rozrůstá. (''viz [[exocytóza]]'').
Buněčná membrána je selektivně permeabilní pro ionty a organické [[molekula|molekuly]], a v zásadě chrání buňku před vnějšími vlivy. Skládá se z [[lipidová dvouvrstva|lipidové dvouvrstvy]] se zakotvenými proteiny. Buněčná membrána se podílí na různých buněčných procesech jako buněčná [[adheze|adheze]], výměna [[iont| iontů]] a buněčná signalizace, také slouží jako cílová struktura pro několik extrabuněčných struktur, včetně buněčné stěny, [[glykokalyx|glykokalyxu]] a vnitřního buněčného [[cytoskeleton|cytoskeletu]]. Cytoplazmatická membrána může být uměle vytvořena.<ref name="JACS-20111229">{{cite journal |last1=Budin |first1=Itay|last2=Devaraj |first2=Neal K. |title=Membrane Assembly Driven by a Biomimetic Coupling Reaction|url=http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja2076873|journal=[[Journal of the American Chemical Society]] |date=December 29, 2011 |volume=134 (2) |pages=751–753 |doi=10.1021/ja2076873|accessdate=February 18, 2012 }}</ref><ref name="SD-20120125">{{cite web |author=Staff |title=Chemists Synthesize Artificial Cell Membrane|url=http://www.sciencedaily.com/releases/2012/01/120125132822.htm|date=January 25, 2012 |publisher=[[ScienceDaily]]|accessdate=February 18, 2012}}</ref><ref name="KZ-20120126">{{cite web |author=Staff|title=Chemists create artificial cell membrane|url=http://www.kurzweilai.net/chemists-create-artificial-cell-membrane|date=January 26, 2012 |publisher=[[Ray Kurzweil|kurzweilai.net]]|accessdate=February 18, 2012 }}</ref>
 
== Funkce ==
Základní funkcí cytoplazmatické membrány je zajištění selektivního přesunu látek mezi buňkou a jejím okolím a kontakt a zprostředkovávání informací mezi buňkou a jejím okolím.
 
[[Soubor:Lipid Bilayer.jpg|250px|right|thumbnail|[[Lipidová dvouvrstva]] udává plazmatické membráně základní strukturu a charakteristické vlastnosti. Po jejím povrchu volně plovou [[Bílkovina|bílkoviny]].]]
Buněčná membrána obklopuje cytoplazmu buňky, u živočišných buněk, a fyzicky odděluje
intracelulární komponenty od extracelulárního prostředí. Houby, [[bakterie]] a [[rostliny]] také mají buněčnou stěnu, která uskutečňuje mechanickou oporu pro buňku a zabraňuje průniku velkých
molekul. Buněčná membrána také hraje roli při ukotvení cytoskeletu, dává buňce tvar, také má
vliv na uchycení k Buněčná membrána obklopuje cytoplazmu buňky, u živočišných buněk, a fyzicky odděluje intracelulární komponenty od extracelulárního prostředí. Houby, bakterie a rostliny také mají buněčnou stěnu, která uskutečňuje mechanickou oporu pro buňku a zabraňuje průniku velkých molekul. Buněčná membrána také hraje roli při ukotvení cytoskeletu, dává buňce tvar, také má vliv na uchycení k [[extracelulární matrix]] a k jiným buňkám, pomáhá skupinám buněk formovat se společně do tkání.
 
Membrána je selektivně permeabilní a může regulovat, které látky vstoupí do buňky a nebo naopak
uniknou ven z buňky. Tím usnadňuje transport materiálů potřebných pro přežívání. Průnik látek
přes membránu může být pasivní, uskutečňující se bez dodání energie, nebo aktivní, vyžadující pro transport látky dodání (vynaložení) energie. Membrána také udržuje buněčný potenciál. Buněčná membrána pracuje jako selektivní filtr tím, že dovolí jen určitým látkám vstoupit dovnitř nebo opustit buňku. Buňka využívá počet transportních mechanismů, které zahrnuje biologická membrána:
 
1. Pasivní [[difůze]] a [[osmóza]]: některé látky (malé molekuly, ionty) tak jako [[oxid uhličitý]] CO 2, [[kyslík]] O2 a voda mohou pronikat skrz plazmatickou membránu difúzí, která patří mezi pasivní transportní procesy. Membrána působí jako bariéra pro určité molekuly a ionty, které se mohou vyskytovat v odlišných koncentracích na obou stranách membrány. Koncentrační gradient přes semipermeabilní membránu umožňuje osmotický tok vody skrz membránu.
 
2. [[Transmembránové proteinové kanály]] a transportéry: živiny, jako cukry nebo [[aminokyseliny]], musí vstoupit do buňky a určité produkty metabolismu musí opustit buňku. Takové molekuly
jsou pumpovány skrz membránu transmembránovým transportem nebo difúzí proteinovými
kanály. Tyto proteiny, také zvané [[permeasy]] jsou obvykle docela specifické, rozpoznávají a
transportují pouze limitované skupiny chemických látek, často pouze jedinou substanci.
 
3. [[Endocytoza]]: Endocytoza je proces kdy buňka absorbuje molekuly jejich pohlcením.
Plazmatická membrána utvoří malé deformace směřující dovnitř, zvaná invaginace, ve které
je látka určená k transportu pohlcena. Deformace pak zaštípnutím membrány dovnitř buňky,
utvoří váček obsahující pohlcenou látku. Endocytoza je cesta pro pohlcování pevných částic
(buněčné jezení nebo fagocytoza), malých molekul a iontů (buněčné pití nebo pinocytóza), a
makromolekul. Endocytoza vyžaduje dodání energie a tím se řasí do aktivního transportu.
 
4. [[Exocytoza]]: Materiál může být dopraven do buňky invaginací a formováním váčku, membrána
váčku může fúzovat s plazmatickou membránou a vypudit obsah váčku do okolního media.
Tento proces se nazývá exocytoza. Exocytozu využívají různé buňky k odstranění zbytků
látek získaných endocytózou, k sekreci látek jako [[hormony]] a [[enzymy]], k transportu látek skrz
celulární barieru. Při procesu exocytozy vakuoly obsahující odpad z potravy nebo sekreční
vakuoly vypučené z [[Golgiho aparát|Golgiho aparátu]] se nejdříve přemístí po cytoskeletu z vnitřní části buňky k povrchu. Membrána váčku se dostane do kontaktu s plazmatickou membránou. Lipidové molekuly z lipidové dvojvrstvy se přesunou,přeskupí se a dvě membrány navzájem fúzují.
Přechod skrz membránu je uskutečněn fúzováním membrány s váčkem a vyprázdněním
obsahu váčku ven z buňky.Buněčná membrána obklopuje cytoplazmu buňky, u živočišných buněk, a fyzicky odděluje intracelulární komponenty od extracelulárního prostředí. Houby, bakterie a rostliny také mají buněčnou stěnu, která uskutečňuje mechanickou oporu pro buňku a zabraňuje průniku velkých molekul. Buněčná membrána také hraje roli při ukotvení cytoskeletu, dává buňce tvar, také má vliv na uchycení k extracelulární matrix a k jiným buňkám, pomáhá skupinám buněk formovat se společně do tkání.
 
==Prokaryota==
 
[[Gramnegativní bakterie]] mají plazmatickou membránu a vnější membránu oddělené
periplazmatickým prostorem. Jiné prokaryotické druhy mají jenom plazmatickou membránu.
Prokaryotické buňky jsou také obklopeny buněčnou stěnou složena z [[peptidoglykan|peptidoglykanu]] (aminokyseliny
a cukry). Některé [[eukaryotická buňka|eukaryotické buňky]] také mají buněčné stěny, ale ty neobsahují peptidoglykan.
 
== Struktura ==
[[Soubor:CellMembraneDrawing numbered.jpg|400px|right|thumb|Schematický trojrozměrný řez buněčnou membránou<br />1. [[glykolipid]]<br />2. [[alfa-helix]] [[Bílkovina|protein]]<br />3. [[Oligosacharidy|oligosacharidový]] boční řetězec<br />4. [[fosfolipid]] <br />5. globulární protein<br />6. [[hydrofobnost|hydrofobní]] část alfa-helix proteinu<br />7. [[cholesterol]]]]
 
* [[lipidová dvouvrstva]]
=== Model fluidní mozaiky ===
** Udílí plazmalemě její základní fyzikální vlastnosti.
 
* [[bílkovina|bílkoviny]]
Podle modelu fluidní mozaiky S.J. Singera a G.L. Nicolsona mohou být biologické membrány
** Jsou různým způsobem ukotveny v lipidové dvouvrstvě (mají-li [[transmembránová doména|transmembránovou doménu]] pak procházejí skrz obě lipidové vrstvy) nebo volně plavou po jejím povrchu.
považovány za dvou dimenzionální tekutinu ve které všechny molekuly lipidů a proteinů
** Udílí plazmalemě biologickou aktivitu a specifitu.
difundují více či méně snadno <ref>{{cite journal |author=Singer SJ, Nicolson GL |title=The fluid mosaic model of the structure of cell membranes |journal=Science |volume=175 |issue=4023 |pages=720–31 |year=1972 |month=Feb |pmid=4333397 |url=http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/175/4023/720 |doi=10.1126/science.175.4023.720}}</ref>. Ačkoliv lipidová dvouvrstva, která utváří tuto membránu skutečně sama vytváří dvoudimenzionální tekutinu, plazmatická membrána také obsahuje
* [[glykokalyx]]
velké množství proteinů, který vytvářejí více struktur. Příkladem takové struktury jsou
** Jen u některých buněk (např. u [[Živočichové|živočišných]], ale ne u [[Rostliny|rostlinných]])
komplexy protein-protein, pickets and fences formace vycházející z aktinového cytoskeletu a
** Vytvářen cukernou složkou různých [[glykoprotein]]ů – obsahuje receptory
potenciálně [[lipidové rafty]].
 
=== Lipidová dvojvrstva ===
 
Lipidová dvojvrstva se formuje procesem self-assambling. Buněčná membrána primárně obsahuje
tenkou vrstvu amfipatických [[fosfolipid|fosfolipidů]], které se spontánně sestavují do tzv. [[hydrofobní|hydrofobního]] ocasu,který je z obou stran izolován polárními tekutinami, zapříčiňující že oblast více [[hydrofilní]] hlavičky
se asociuje s intracelulárním a extracelulárním do tvaru výsledné spojité lipidové dvojvrstvy.
 
Na formaci lipidové dvojvrstvy se podílejí síly jako van der Waalsovy, elektrostatické, hydrogenní a nekovalentní interakce. Přesto hydrofobní interakce jsou hlavní silou formující lipidovou dvojvrstvu.
Lipidové dvojvrstvy jsou v zásadě nepropustné pro polární molekuly. Seskupení do hydrofilní hlavičky a hydrofobní ho ocasu lipidové dvojvrstvy brání polárním rozpuštěným látkám (aminokyseliny, nukleové kyseliny, uhlovodíky proteiny, ionty)v difůzi skrz membránu, ale všeobecně připouští pasivní difúzi hydrofobních molekul. To poskytuje buňce schopnost kontrolovat pohyb těchto látek skrz transmembránové proteinové komplexy jako jsou póry, kanály a brány.[[Flipázy]] a [[scramblázy]] soustředí fosfatidylserin, který nese negativní náboj, na vnitřní straně membrány. Společně s [[kyselina sialová|kyselinou sialovou]] (NANA) tvoří vnější bariéru pro látky s nabitými skupinami procházející skrz membránu.
 
Membrány zajištují odlišnou funkci u eukaryotických a u prokaryotických buněk. Jednou z
důležitých rolí je regulace prostupu materiálu do a z buňky. Struktura fosfolipidové dvojvrstvy
(model fluidní mozaiky) se specifickými membránovými proteiny vysvětluje selektivní propustnost
(permeabilitu) membrány a pasivní a aktivní transportní mechanismus. Navíc membrány prokaryot a
v mitochondriích a chroloplastech eukaryot usnadňují syntézu ATP pomocí chemiosmozy.
 
 
=== Polarita membrány ===
 
Apikální membrána na polarizované buňce je na povrchu plazmatické membrány, která tvoří [[lumen]].
To je zvláště evidentní v [[Epitelová tkáň|epiteliálních]] a [[Endotel|endoteliálních buňkách]], ale také popisuje jiné polarizované buňky, jako jsou [[neuron|neurony]].
 
Bazolaterální membrána polarizované buňky je části plazmatické membrány, která vytváří její
bazální a laterální povrchy. Nachází se směrem k intersticiu a pryč od lumen. Bazolaterální
membrána se skládá z bazální membrány a laterální (postranné, boční) membrány, jejíchž aktivita a složení u epiteliálních buněk
jsou identické. Proteiny (např., iontové kanály a pumpy) se volně pohybují
z bazálního na laterální povrch a naopak v souladu s modelem fluidní mozaiky. Tight junction ( tzv. [[těsný spoj]])
spojují epiteliální buňky těsně blízko jejich apikálních povrchů, a tím zabraňuje průchodu proteinů
z bazolaterální membrány k apikální membráně. Bazální a laterální povrchy zůstávají zhruba
ekvivalentní a rovnocené k sobě navzájem a zároveň jasně odlišné od apikálního povrchu.
 
 
 
 
== Vlastnosti ==
26

editací