0170

9.3. Błona komórkowa 9.3.1. Struktura i właściwości błony komórkowej

Błony są tworami występującymi powszechnie w żywych komórkach. Stanowią one nie tylko warstwę odgraniczającą komórkę od otoczenia; podobne błony występują także we wnętrzu komórki. Tam odgraniczają one jądro komórkowe od cytoplazmy, otaczają organelle cytoplazmatyczne: mitochondria, lizosomy, aparat Golgiego i in. Duża część aktywnej cytoplazmy uformowana jest w błony, których fragmenty mogą w pewnych warunkach włączać się w skład właściwej błony komórkowej.

Tego rodzaju struktura komórki umożliwia rozgraniczenie procesów przebiegających w różnych jej częściach (przedziałach). Jednakże rola błon w komórce sięga głębiej. Nadają one reakcjom chemicznym zachodzącym w komórce określony kierunek w sensie geometrycznym. Reakcje chemiczne przebiegające w roztworach są w sensie przestrzennym nie-ukicrunkowane. Z tego powodu nie mogą one inicjować procesów, które miałyby charakter wektorowy. Jest to konsekwencja ogólniejszej zasady Curie-Prigogine’a symetrii procesów. Natomiast reakcje chemiczne zlokalizowane w błonach i katalizowane przez enzymy tam umiejscowione są zorientowane w przestrzeni. Takie procesy mogą być sprzężone w sensie termodynamicznym z ukierunkowanymi przepływami, np. z transportem jonów (por. str. 174).

Podstawowym składnikiem błon komórkowych są lipidy, których właściwości zostały opisane w rozdziale 8.1.3. Typowa cecha układów lipid-woda — tworzenie dwu molekularnych warstw — jest podstawą organizacji błon biologicznych. Siły utrzymujące błonę i umożliwiające jej samoorganizację, to oddziaływania van der Waalsa i hydrofobowe pomiędzy apolarnymi resztami wewnątrz błony oraz oddziaływania elektryczne pomiędzy

Cnoiesterol

nm

A_r

Środowisko wodne (zewnętrzne)

Ugrupowania poiarne

Obszar lipidów nieuporządkowanych

Obszar lipidów uporządkowanych

Ugrupowania polarne

Ryc. 9.6. Schemat budowy mielinowej, lipidowo-cholesterolowej.

12 — Podstawy biofizyki 177