2.3.2. Elhatárolás; a sejtmembrán

A témakörhöz tartozó feladatokat és számításokat itt találod.

Biológiai membránok

• Biológiai hártyák, membránok
  • Feladatai:
    • A külvilágtól való elhatárolás
    • A külvilággal való összeköttetés: anyag- és energiaáramlás biztosítása
  • Szerepe:
    • Anyagforgalom
    • Határolás
    • Összekötés
    • Jelölés
    • Jelfogás
  • Felépítésük általános elve
    • 3 komponensből áll
      • Lipidek
        • Foszfolipidek
          • Foszfatidsav: glicerinhez két zsírsav és egy foszforsav kapcsolódik észterkötéssel
          • Hidrofób rész (hosszúszénláncú kompnensek)
          • Hidrofil rész (foszfátfej)
          • -> kettős oldódású vegyületek (amfipatikus), vizes közegben az apoláros oldalláncok egymás felé nézve belső közeget hoznak létre
          • A membránlipidek vizes közegben kettősrétegbe rendeződnek
        • Koleszterin
          • Apoláros felépítésű, szteránvázas vegyület
          • Beékelődik a foszfolipid molekulák közé
          • Merevíti a membránt
        • Glikolipidek
          • Poláris feji része mono- vagy olidoszacharid
        • A membrán alapstruktúráját a lipid kettősréteg adja
          • A kettősréteg molekulái képtelenek a membránból kilépni, de a lipidmolekulák oldalirányú diffúziót végeznek a membrán síkjában -> félfolyékony
      • Fehérjék: 30%
        • Biztosítják a membránok működését
        • Enzimek
        • Transzportfehérjék, csatornafehérjék
        • Jelölőfehérjék, markerek (MHC)
        • Receptorok
        • A membránban való elhelyezkedésük szerint:
          • Perifériás membránfehérjék
            • Belülről, lazábban kapcsolódnak a membrán felszínéhez (enzimek)
          • Integráns membránfehérjék
            • Belemerülnek a membránba, csak a membrán roncsolásával távolíthatók el
            • Mindig tartalmaznak hidrofób láncrészletet, felszíneket -> a lipid kettősréteg hidrofób belső tartományához kapcsolódnak
            • Elhelyezkedésük szerint:
              • Bemerülő
              • Transzmembrán
              • Eltemetett
            • A membrán síkjából nem léphetnek ki, de oldalirányba elúszhatnak -> mozgásukat a sejtváz végzi
      • Szénhidrátok: az integráns membránfehérjék sejten kívüli részéhez kapcsolódó cukorkompnens
        • Glikoproteinek, a sejtburok kialakításában vesznek részt
        • Sejtburok:
          • Minden sejtre jellemző
          • Jelölő molekulák: sejt egyedisége, személyazonossága
          • Receptorok
          • Vércsoport antigének

A membrán felépítése
Szövegkiegészítés

Transzportfolyamatok

• Transzportfolyamatok
  • Membrántranszport: az anyagmozgás az extracelluláris és intracelluláris tér között a membrán síkján való áthatolással történik
  • Mechanizmusa szerint:
    • Vizes csatornán át történő diffúzió
      • Ionok
      • Kisebb poláris molekulák és víz
      • Vizes csatornákon, pórusokon át (integráns membránfehérjék)
    • Lipidfázison át zajló diffúzió
      • Zsíroldékony anyagok a membrán lipidfázisában oldva jutnak át a membránon
      • Oxigén, CO2, szteroid hormonok, alkohozl
    • A membránban lévő szállítók segítségével (passzív vagy aktív)
      • Passzív: facilitált diffúzió
        • A szállított anyag a koncentrációgradiense által megszabott irányba mozog
        • Gyorsabban jut át, mint a molekula méretéből, lipidoldékonyságából következne
        • Pl glükóz felvétele
      • Aktív: pumpák
  • A membránon át történő anyagmozgás energiaigénye szerint
    • Passzív
    • Aktív
      • Egyenlőtlen anyageloszlást hoznak létre a membrán két oldala között
      • Mindig energiát igényel (ATP hidrolízise)
      • Mindig szállítókkal történő transzport
• Passzív és aktív szállítás mechanizmusa
  • Általános összehasonlítás

	Aktív	Passzív
Irány	A kisebb koncentrációjú hely felől a nagyobb felé, koncentráció különbséget hoz létre	A koncentrációgradiensnek megfelelő irányba, a koncentráció-különbség kiegyenlítődik
Energiaigény	Energiát igényel	Energiát nem igényel

Aktív és passzív transzportfolyamatok csoportosítása

• Endocitózis
  • Egysejtűek táplálkozása
  • Immunfolyamatok, sejtes védekezés
  • A bélben a zsírok, fehérjék felvételében
  • Fagocitózis: amennyiben a bekebelecendő anyag szilárd halmazállapotú
  • A fagocitózis lépései:
    • Adszorpció: a bekebelezendő anyag megkötődik a membrán felszínén levő receptorokon
    • A kötődés hatására a sejtváz befelé húzza a membránrészletet a receptorral és a megkötött anyaggal együtt -> a hólyagocskát fagoszómának nevezzük

• Exocitózis: a sejt belsejéből különböző eredetű és természetű anyagok ürülése
  • Mirigysejtek válladék ürítése (emésztőenzimek, hormonok)
  • Egysejtűek salakanyag leadása
  • Idegsejtek ingerületátvivő anyagának ürítése
  • A sejten belüli Ca2+-koncentráció növekedése váltja ki
  • Végrehajtói:
    • Kettős lipidréteg: egyes zsíroldékony anyagok a lipidrétegben oldódva transzportálódnak
    • Membráncsatornák: vizes diffúzió
      • Integráns membránfehérjék
      • Konformáció változása a csatornákat nyitja vagy csukja
      • Na, K, Ca, Cl csatornák
      • Passzív folyamat, energiát nem igényel
    • Szállítók: facilitált diffúziónál
      • A szállított anyag a koncentrációgradiense által megszabott irányba mozog a szállítók segítségével gyorsabban
    • Pumpák: olyan transportrendszerek, melyek egy adott anyagot a membrán egyik oldalán felhalmoznak, míg a membrán másik oldalán a folyadék az adott anyagban elszegényedik
      • Ionszállító transzportrendszerek, ATP-bontó enzimek
      • H-ionok (protonpumpák)
        • Mitokondrium, kloroplasztisz membránban
        • Vesecsatornák hámsejtjeiben
        • Gyomornyálkahártya egyes sejtjeiben