Stanice mozga su vrsta neurona, ili živčana stanica. Postoje i razne vrste moždanih stanica. Ali svi neuroni jesu Stanice, a sve stanice u organizmima koji imaju živčani sustav dijele brojne karakteristike. Zapravo, svi stanice, bez obzira jesu li jednostanične bakterije ili ljudska bića, imaju nekoliko zajedničkih obilježja.
Jedna od bitnih karakteristika svih stanica je da imaju dvostruka plazma membrana, nazvan stanična membrana, okružujući cijelu ćeliju. Druga je činjenica da imaju citoplazma na unutrašnjosti membrane, čineći glavninu stanične mase. Treće je da imaju ribosomi, proteinu slične strukture koje sintetiziraju sve proteine koje stvara stanica. Četvrto je da uključuju genetski materijal u obliku DNA.
Stanične membrane, kao što je navedeno, sastoje se od dvostruke plazmatske membrane. "Dvostruko" dolazi iz činjenice da se za staničnu membranu također kaže da se sastoji od fosfolipidni dvosloj, s tim da je "bi-" prefiks koji znači "dva". Ova bilipidna membrana, kako je još ponekad nazivaju, ima niz ključnih funkcija uz zaštitu stanice u cjelini.
Osnove stanica
Svi se organizmi sastoje od stanica. Kao što je napomenuto, broj stanica koje organizam ima varira od vrste do vrste, a neki mikrobi uključuju samo jednu stanicu. U svakom slučaju, stanice su gradivni blokovi života u smislu da su najmanje pojedinačne jedinice u živa bića koja se mogu pohvaliti svim svojstvima povezanim sa životom, npr. metabolizam, razmnožavanje i tako dalje.
Svi se organizmi mogu podijeliti na prokarioti i eukarioti. Pr* okarioti* gotovo su sve jednoćelijske i uključuju brojne vrste bakterija koje naseljavaju planet. Eukarioti su gotovo sve višećelijske i imaju stanice s nizom specijaliziranih svojstava koja nedostaju prokariotskim stanicama.
Sve stanice, kao što je spomenuto, imaju ribosome, staničnu membranu, DNA (deoksiribonukleinsku kiselinu) i citoplazmu, medij sličan gelu unutar stanica u kojem se mogu dogoditi reakcije i čestice se mogu kretati.
Eukariotske stanice imaju svoju DNK zatvorenu unutar jezgre koja je okružena vlastitim dvoslojem fosfolipida koji se naziva nuklearna ovojnica.
Oni također sadrže organele, koji su strukture povezane dvostrukom plazemskom membranom poput same stanične membrane i zadužene za specijalizirane funkcije. Na primjer, mitohondrije odgovorni su za aerobno disanje unutar stanica u prisutnosti kisika.
Stanična membrana
Najlakše je razumjeti strukturu stanične membrane ako zamislite da je gledate na presjeku. Ova perspektiva omogućuje vam da "vidite" obje suprotstavljene plazma membrane dvosloja, prostor između njih, i materijala koji neki neizbježno moraju proći u ili iz stanice kroz membranu sredstva.
Pozivaju se pojedinačne molekule koje čine veći dio stanične membrane glikofosfolipidi, ili, češće, samo fosfolipidi. Izrađene su od kompaktnih fosfatnih "glava" koje su hidrofilni ("traženje vode") i usmjerite prema vanjskoj strani membrane sa svake strane, te par dugih masnih kiselina koje su hidrofobni ("boje se vode") i suočite se. Ovaj raspored znači da su ove glave okrenute prema vanjskoj strani stanice s jedne strane i citoplazmi s druge strane.
Fosfatima i masnim kiselinama u svakoj molekuli pridružuje se područje glicerola, baš kao što se trigliceridi (dijetalna masnoća) sastoje od masnih kiselina spojenih s glicerolom. Fosfatni dijelovi često imaju dodatne komponente na površini, a ostali proteini i ugljikohidrati također prošaraju staničnu membranu; oni će uskoro biti opisani.
- Lipidni sloj u unutrašnjosti jedini je istinski dvostruki sloj u smjesi staničnih membrana, jer ovdje postoje dva uzastopna membranska dijela koji se sastoje gotovo isključivo od lipidnih repova. Jedan set repova od fosfolipida na jednoj polovici dvosloja, a jedan set repova od fosfolipida na drugoj polovici dvosloja.
Dvoslojne funkcije lipida
Jedna dvoslojna funkcija lipida, gotovo po definiciji, je zaštita stanice od prijetnji izvana. Opna je polupropusna, što znači da neke tvari mogu proći dok je drugima zabranjen ulazak ili izlazak izravno.
Male molekule, poput vode i kisika, mogu lako difundirati kroz membranu. Ostale molekule, posebno one koje nose električni naboj (tj. Ioni), nukleinske kiseline (DNA ili njen srodnik, ribonukleinska kiselina ili RNA) i šećeri također mogu prolaziti, ali da bi se to moglo dogoditi potrebna je pomoć membranskih transportnih proteina.
Ti su transportni proteini specijalizirani, što znači da su dizajnirani za prolazak samo određene vrste molekula kroz barijeru. To često zahtijeva unos energije u obliku ATP (adenozin trifosfat). Kada se molekule moraju pomicati prema jačem gradijentu koncentracije, potrebno je još više ATP-a nego obično.
Dodatne komponente dvosloja
Većina nefosfolipidnih molekula u staničnoj membrani jesu transmembranski proteini. Te strukture obuhvaćaju oba sloja dvosloja (dakle "transmembranska"). Mnogi od njih su transportni proteini, koji u nekim slučajevima čine kanal dovoljno velik za prolazak određene molekule.
Ostali transmembranski proteini uključuju receptori, koji šalju signale u unutrašnjost stanice kao odgovor na aktivaciju molekulama na vanjskoj strani stanice; enzimi, koji sudjeluju u kemijskim reakcijama; i sidra, koji fizički povezuju komponente izvan stanice s onima u citoplazmi.
Transport stanične membrane
Bez načina za premještanje tvari u i iz stanice, stanica bi brzo ostala bez energije, a također ne bi mogla istjerati metaboličke otpadne tvari. Oba su scenarija, naravno, nespojiva sa životom.
Učinkovitost transporta membrane ovisi o tri glavna čimbenika: propusnost membrane, koncentracijska razlika dane molekule između unutarnje i vanjske strane te veličina i naboj (ako postoji) razmatrane molekule.
Pasivni transport (jednostavna difuzija) ovisi samo o posljednja dva čimbenika, jer molekule koje na taj način ulaze ili izlaze iz stanica lako mogu proći kroz praznine između fosfolipidi. Budući da ne nose naboj, oni će težiti protoku prema unutra ili prema van dok koncentracija ne bude jednaka na obje strane dvosloja.
U olakšana difuzija, primjenjuju se isti principi, ali membranski proteini su potrebni da stvore dovoljno prostora da nenabijene molekule prolaze kroz membranu niz njihov koncentracijski gradijent. Ti se proteini mogu aktivirati pukom prisutnošću molekule koja "kuca na vrata" ili promjenama njihovog napona izazvanim dolaskom nove molekule.
U aktivni transport, energija je uvijek potrebna jer se kretanje molekule protivi njezinoj koncentraciji ili elektrokemijskom gradijentu. Iako je ATP najčešći izvor energije za transmembranske transportne bjelančevine, također se mogu koristiti svjetlost i elektrokemijska energija.
Krvno-moždana barijera
Mozak je poseban organ i kao takav je posebno zaštićen. To znači da osim opisanih mehanizama, moždane stanice imaju i sredstvo za čvršću kontrolu ulaska tvari, što je neophodno za održavanje bilo koje koncentracije hormona, vode i hranjivih tvari koja je potrebna u datom trenutku vrijeme. Ova se shema naziva krvno-moždana barijera.
To se uglavnom postiže zahvaljujući načinu na koji se grade male krvne žile koje ulaze u mozak. Pojedinac krvna žila stanice, nazvane endotelne stanice, neobično su zbijene jedna uz drugu, tvoreći takozvane uske spojeve. Samo pod određenim uvjetima većini molekula omogućen je prolaz između ovih endotelnih stanica u mozgu.