img003 (68)

f ,8

Kj'C.5.4. Struktury fazy płynno-krystaltcznej w systemie: fosfolipid + woda. A - f«»i lamelarna (dwuwarstwa lipidowa), B - faza heksagonalna w systemie zawierającym mnlwj niż 20% wody przy 20°C (wg Luzzati i Hussona 1962)

5.2.4. Cukrowce powierzchni błon

Ma zewnętrznych powierzchniach błon komórek zwierzęcych, a jak ostatnio wykazano również u roślin, występują cukrowce w postaci glikolipidów l glikoproteidów (ryc.5.7). Można je wykryó biochemicznie 1 histochemicznln. Jedną z powszechnie stosowanych technik jest immunofluorescencja z użyciom pewnych białek roślinnych o dużej specyficzności wobec zawierających cukrowce receptorów na powierzchni błon. Tę grupę białek nazywamy lektynaml. Na przykład otrzymana z rośliny Canavalia enisiformis. lektyna zwana kon-kanawaliną A wiąże się specyficznie z resztami ot-D-glikopyranozylowyml i ot-D-mannopyranozylowymi. Przed traktowaniem tkanek, lektyny    znakuJo

się fluorochromem. Dzięki fluorochromom miejsca wiązań lektyn z błonami można ujawnić w mikroskopie fluorescencyjnym.

Cukrowce powierzchni błon odgrywają ogromną rolę we wzajemnym rozpoznawaniu się i adhezji komórek zwierzęcych, pozbawionych ścian komórkowych, determinują one bowiem specyficzność powierzchni komórek. Z glikoproteida-mi -powierzchni błon związane są również antygenowe właściwości krwinek 1 miejsca receptorowe dla pewnych toksyn. Decydujące o specyficzności antygenowej glikoproteidy warunkują przyjmowanie się przeszczepów tkankowych. Znajomość powierzchni komórek i znajomość zmian jakim one podlegają ma ogromne znaczenie w onkologii. Okazuje się, że transformacji komórek towarzyszy szereg przekształceń zmieniających antygeny błonowe, adhezję komórek, ich ładunki i inne. U roślin znajomość powierzchni błon ma szczególne znaczenie w technice izolowanych protoplastów, które w zawiesinie stykają się bezpośrednio, ponieważ pozbawione są ściany komórkowej. Poznanie powierzchni plazmolemy, a później możliwość jej modyfikowania mogłaby ułatwić nie tylko przybliżanie się protoplastów różnego pochodzenia, ale również ich fuzję.

5.3.1. Błonki lipidowe

Istnieje wiele hipotez wyjaśniających wzajemne ułożenie składników błon. •'imlm je scharakteryzujemy, poświęcimy nieco uwagi zachowaniu się lipidów, tóre mają podstawowe znaczenie w budowie błon.Na powierzchni utody lipidy układają się w ten sposób, że ich polarna częśó (główka) tkwi w wodzie, nlopolamy hydrofobowy "ogonek" wystaje ku górze. Przy odpowiednim ciśnieniu horyzontalnym lipidy tworzą ściśle upakowaną jednocząsteczkową war-nl.wę. Wewnątrz fazy wodnej powstają podwójne błonki lipidowe, w których hydrofobowe ogonki skierowane są do siebie. Szerokośó takiej błonki wynosi A nm. Dalszym modelem błonek lipidowych otrzymanych przez wymieszanie fo-nfolipidów z wodą są figury mielinowe (ryc.5.1).

5.3.2. Modele błon

Pierwszą hipotezę strukturalną błony zawdzięczamy Dawsonowi i Daniellie-mu (1935). Zgodnie z ich poglądem błona zawiera ciągłą fazę lipidową z zundsorbowanymi na jej powierzchni cząsteczkami białka (ryc.5.1).Model ten podlegał różnym modyfikacjom. Jedną z nich jest oparta na obserwacjach w mikroskopie elektronowym hipoteza błony elementarnej (unit membranę -ung.) podana przez Robertsona (1959). W mikroskopie elektronowym błona na przekroju prostopadłym do jej powierzchni składa się z trzech warstw: ciemnej, jasnej, ciemnej. Ciemne warstwy odpowiadają białkom, jasne - lipidom, obliczono, że łączna grubośó błony wynosi 7,5 nm,przy czym na obszar jasny przypada 3,5 nm, a na każdą warstwę ciemną 2 nm. Model Robertsona (ryc. 5.5A) został zaakceptowany dla wyjaśnienia budowy różnych typów błon zarówno zwierzęcych jak roślinnych i obowiązywał przez wiele lat. Jakkolwiek Robertson postulował istnienie różnych białek na dwu powierzchniach błony, to obecnie asymetrycznośó błon wyraża się nie tylko różnicami grubości poszczególnych jej warstw, ale i wieloma innymi cechami, w tym asymetrycznym ułożeniem wielu składników.

Całej grupie hipotez, których podstawą jest dwuwarstwa lipidowa można przeciwstawić hipotezę tłumaczącą budowę błony jedynie komponentami globu-!ornymi. Przykładem tej koncepcji, opartej na technice kriorytownictwa,może być model Frey - Wysslinga (1965), według którego błona jest tworem złożonym ze ściśle upakowanych cząstek lipido-proteinowych    o    średnicy

około 5 nm, obok których mogą się znajdować cząstki większe    o    średnicy

1(1 nm i właściwościach białek enzymatycznych (ryc.5.5B).

Obydwie grupy omówionych modeli nie wyjaśniają wszystkich cech błon, Onintnio skonstruowano model mozaikowy, który łączy w sobie pewne elementy oi ówno koncepcji przyjmującej za podstawę dwuwarstwę lipidową jak i globulo (cząstki). Model ten został rozwinięty przez Singera i Nicolsona ( I•¹ /.*), a dla podkreślenia jego dynamicznych aspektów nazwano go modelem PIynno-mozaikowym (ryc.5.6). Zgodnie z tą propozycją fosfolipidy tworzą