plik

BIOLOGIA KOMÓRKI 03.11.2010

BŁONA KOMÓRKOWA (PLAZMOLEMA, PLAZMALEMMA)

szwajcar K.W. Nageli w 1855r. zasugerował istnienie barier odgraniczających wnętrze
komórki od środowiska zewnętrznego- błon komórkowych

anglik C.E. Overton w 1895r. stwierdził, że podstawowym składnikiem błon biologicznych są
tłuszcze

Gortel i Grendel w 1925r. odkryli, że błony biologiczne są zbudowane z podwójnej warstwy
lipidowej

Cole (1932r) oraz Danielli i Davson (1935r.)odkryli ,że w skład błon komórkowych oprócz
tłuszczy wchodzą również białka i zaproponowali model błony zbudowanej z dwóch warstw
lipidów, na których powierzchni hydrofilnych główek rozmieszczone są cząsteczki białek

S. J. Singer i G. Nicolson w 1972r. zaproponowali model błony jako płynnej, dynamicznej
mozaiki zbudowanej z dwóch warstw lipidowych i umieszczonych w nich, poruszających się
bezładnie białek (model płynno-mozaikowy)

BUDOWA BŁONY KOMÓRKOWEJ

Współcześnie przyjmuje się, że płynnośd poszczególnych składników błony ulega
ograniczeniom poprzez:
-polimorfizm lipidów – mogą przyjmowad różne konformacje
-płaszcz hydratacyjny – cienka warstwa cząsteczek wody na powierzchni błony

PŁYNNOŚĆ BŁONY KOMÓRKOWEJ

Płynnośd błon zależy od wielu czynników; od składu lipidowo-białkowego, stopnia
upakowania składników błony, ciśnienia osmotycznego, temperatury i składu jonowego
otoczenia

Cząsteczki fosfolipidów mogą obracad się wokół własnej osi ( ruchy rotacyjne), łaocuchy
hydrofobowe mogą ulegad zginaniu(ruchy fleksyjne) oraz cząsteczki mogą przemieszczad
się poziomo (dyfuzja boczna – zmiana położenia nawet do 10mln. Razy na sekundę)

Wraz ze wzrostem temperatury następuje rozluźnienie upakowania cząsteczek
fosfolipidów w błonie i zwiększanie tempa dyfuzji bocznej

Przemieszczanie pionowe – ruchy „Flip-flop” (między warstwami lipidowymi) jest
powolne i zależy od wielkości główki polarnej (hydrofilowej) lipidu oraz długości łaocucha
acylowego (częśd polarna, hydrofobowa)

Błony biologiczne czynne istnieją w fazie ciekłego kryształu (fazie płynnej) ,błona może
przyjmowad formę niezorganizowaną lub zorganizowaną w obecności steroli,
przeciwdziałają one swobodnemu przemieszczaniu się wody, elektrolitów i metabolitów
przez dwuwarstwę lipidową, zmniejszają też płynnośd błon

Dla każdej błony można wyznaczyd temperaturę krytyczną, tzw. Przejście fazowe – błona
przyjmuje fazę żelu krystalicznego

ASYMETRIA BŁONY KOMÓRKOWEJ

w zewnętrznej warstwie błony komórkowej przeważają glikolipidy, sfingolipidy i lipidy
neutralne; w warstwie stykającej się z cytoplazmą dominuje fosfatydyloetanolamina i
fosfatydyloseryna

różne rozmieszczenie lipidów w błonie wynika ze zróżnicowanego umiejscowienia enzymów
biorących udział w syntezie i degradacji lipidów oraz aktywności transportujących je białek

na asymetrycznośd błon wpływają też białka o swoistych sekwencjach aminokwasowych
oddziaływujących tylko z pewnymi lipidami

ASYMETRIA BŁONY KOMÓRKOWEJ – MIKRODOMENY LIPIDOWE

Regiony błony które różnią się od innych składem chemicznym lub właściwościami fizycznymi
i chemicznymi

Mogą powstawad w wyniku oddziaływania kilku cząsteczek, np. lipidów z integralnymi i
peryferycznymi białkami błonowymi

Czas trwania, wielkośd i budowa takich mikrodomen jest zmienna

Mikrodomeny tzw. Tratwy są wzbogacone w sterole oraz glikosfingolipidy nadające sztywną
strukturę – w tych miejscach przenoszone są swoiste białka

SKŁADNIKI BŁONY KOMÓRKOWEJ

Błona komórkowa zbudowana jest z lipidów i białek w różnych proporcjach najczęściej od 30
do 50% lipidów i ok. 70 do 50% białek

W osłonkach mielinowych włókien nerwowych błona zawiera 80% lipidów i 20% białek: błona
bakterii fotosyntetyzujących zawiera 25% lipidów i 75% białek

Oprócz lipidów i białek w błonie obecne są węglowodany związane kowalencyjnie z lipidami
(glikolipidy) lub z białkami (glikoproteiny). Reszty cukrowe są głównie umieszczone na
zewnętrznej warstwie błony (od 1 do 10% suchej masy błony)

SKŁADNIKI BŁONY KOMÓRKOWEJ – LIPIDY

Lipidy błony rozdziela się pod względem chemicznym na 5 klas :
triglicerydy, fosfolipidy, sfingolipidy oraz sterole i ich pochodne. Z
wyjątkiem ostatniej klasy, w skład wymienionych rodzajów
lipidów wchodzą kwasy tłuszczowe

Kwasy tłuszczowe- stanowią główny składnik błon, większośd
związana jest z glicerolem, mają zazwyczaj parzystą liczbę
atomów C (od 12 do 24), zawierają od 1 do 4 wiązao podwójnych

Triglicerydy (tłuszcze właściwe) – estry glicerolu i 3 kwasów
tłuszczowych, mogą byd proste (3 takie same cząsteczki kwasów
tłuszczowych), lub złożone (3 różne cząsteczki kw. Tłuszczowych)

Glikolipidy – estry glicerolu, 2 kwasów tłuszczowych i reszty
sacharydowej (galaktoza lub laktoza). Licznie występują w
komórkach roślinnych

Sfingolipidy- w ich skład wchodzi sfingozyna połączona przez mostek tlenowy z etanolaminą, seryną
lub choliną i jednocześnie z resztami rozmaitych kwasów tłuszczowych. Sfingolipidy dzieli się na
fosfosfingolipidy i glikosfingolipidy zależnie od rodzaju podstawnika grupy alkoholowej ceramidu (kw.
Tłuszczowy + sfingozyna: ceramid). Występują w błonach

Triglicerydy (tłuszcze właściwe) – estry glicerolu i 3 kwasów tłuszczowych, mogą byd proste (3
takie same cząsteczki kwasów tłuszczowych), lub złożone (3 różne cząsteczki kw.
Tłuszczowych)