Eukariotske stanice posjeduju vanjsku membranu koja štiti sadržaj stanice. Međutim, vanjska membrana je polupropusna i omogućuje ulazak određenih materijala u nju.
Iznutra eukariotske stanice, manje potkonstrukcije tzv organele posjeduju vlastite opne. Organele služe nekoliko različitih funkcija u stanicama, uključujući pokretne molekule preko stanične membrane ili kroz membrane organele.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Molekule mogu difundirati kroz membrane putem transportnih proteina ili im u aktivnom transportu mogu pomoći drugi proteini. Organele poput endoplazmatskog retikuluma, Golgijevog aparata, mitohondrija i peroksizoma igraju ulogu u transportu membrane.
Karakteristike stanične membrane
Membrana eukariotske stanice često se naziva a plazma membrana. Plazma membrana se sastoji od a fosfolipidni dvosloj, i propusan je za neke molekule, ali ne i za sve.
Komponente fosfolipid dvoslojevi uključuju kombinaciju glicerola i masnih kiselina s fosfatnom skupinom. Oni daju glicerofosfolipide koji općenito čine dvosloj većine staničnih membrana.
Fosfolipidni dvoslojni sloj izvana ima vodoljubive (hidrofilne), a unutarnje odbojne (hidrofobne) osobine. Hidrofilni dijelovi okrenuti su prema vanjskoj strani stanice, kao i prema unutrašnjosti stanice, a interaktivni su i privlačni vodom u tim okruženjima.
Kroz stanična membrana, pore i proteini pomažu odrediti što ulazi ili izlazi iz stanice. Od različitih vrsta proteina koji se nalaze u staničnoj membrani, neki se protežu samo u dio fosfolipidnog dvosloja. Oni se nazivaju ekstrinzični proteini. Proteini koji prelaze čitav dvosloj nazivaju se unutarnjim proteinima, ili transmembranski proteini.
Proteini čine oko polovice mase staničnih membrana. Dok se neki proteini mogu lako kretati u dvosloju, drugi su zaključani na mjestu i treba im pomoć ako se moraju kretati.
Činjenice o transportnoj biologiji
Stanice trebaju način da u njih unesu potrebne molekule. Također im je potreban način za ponovno puštanje određenih materijala. Otpušteni materijali mogu naravno uključivati otpad, ali često se određeni funkcionalni proteini moraju lučiti i izvan stanica. Dvoslojna fosfolipidna membrana održava tok molekula u stanici, pomoću osmoze, pasivni prijevoz ili aktivni prijevoz.
Ekstrinzični i unutarnji proteini pomažu u tome transportna biologija. Ti proteini mogu posjedovati pore kako bi omogućili difuziju, mogu raditi kao receptori ili enzimi za biološke procese ili mogu djelovati na imunološki odgovor i staničnu signalizaciju. Postoje različite vrste pasivnog transporta, kao i aktivni transport koji igraju ulogu u kretanju molekula kroz membrane.
Vrste pasivnog prijevoza
U prometnoj biologiji, pasivni transport Odnosi se na transport molekula kroz staničnu membranu koji ne zahtijeva nikakvu pomoć ili energiju. To su tipično male molekule koje mogu relativno jednostavno ući u i iz stanice. Mogu uključivati vodu, ione i slično.
Jedan od primjera pasivnog prijevoza je difuzija. Do difuzije dolazi kada određeni materijali kroz pore ulaze u staničnu membranu. Dobri primjeri su osnovne molekule poput kisika i ugljičnog dioksida. Tipično difuzija zahtijeva gradijent koncentracije, što znači da koncentracija izvan stanične membrane mora biti različita od unutarnje.
Olakšan prijevoz zahtijeva pomoć putem proteina nosača. Proteini nosači vežu materijale potrebne za transport na mjestima vezanja. Ovo spajanje čini da protein mijenja oblik. Jednom kad se predmetima pomogne kroz membranu, protein ih oslobađa.
Druga vrsta pasivnog prijevoza je jednostavna osmoza. To je uobičajeno kod vode. Molekule vode udaraju u staničnu membranu stvarajući pritisak i gradeći "vodeni potencijal". Voda će se premještati s velikog na mali potencijal vode kako bi ušla u stanicu.
Aktivni membranski transport
Povremeno određene tvari ne mogu proći staničnu membranu samo difuzijom ili pasivnim transportom. Na primjer, za prelazak iz niske u visoku koncentraciju potrebna je energija. Da bi se ovo dogodilo, aktivni transport javlja se uz pomoć proteina nosača. Proteini nosači drže mjesta vezanja na koja se vežu potrebne tvari kako bi se mogli premještati preko membrane.
Veće molekule poput šećera, nekih iona, drugih visoko nabijenih materijala, aminokiseline a škrob ne može plutati membranama bez pomoći. Proteini za prijevoz ili prijenosnici izgrađeni su prema specifičnim potrebama, ovisno o vrsti molekule koja se treba kretati kroz membranu. Receptorski proteini također selektivno djeluju na vezanje molekula i vođenje kroz membrane.
Organele uključene u membranski transport
Pore i proteini nisu jedina pomagala za transport membrane. Organele također služe ovoj funkciji na više načina. Organele su manje potkonstrukcije unutar stanica.
Organele imaju raznolike oblike i obavljaju različite funkcije. Te organele čine ono što se naziva endomembranskim sustavom i posjeduju jedinstvene oblike transporta proteina.
U citozi, velike količine materijala mogu proći membranu kroz vezikule. To su dijelovi stanične membrane koji mogu premještati predmete u stanicu ili van (endocitoza odnosno egzocitoza). Proteini se pakiraju endoplazmatskim retikulumom u vezikule da bi se oslobodili izvan stanice. Dva primjera vezikularnih proteina uključuju inzulin i eritropoetin.
Endoplazmatski retikulum
The endoplazmatski retikulum (ER) je organela odgovorna za stvaranje i membrana i njihovih proteina. Također pomaže molekularnom transportu kroz vlastitu membranu. ER je odgovoran za translokaciju proteina, a to je kretanje proteina kroz stanicu. Neki proteini mogu u potpunosti prijeći ER membranu ako su topljivi. Sekretorni proteini jedan su od takvih primjera.
Međutim, za membranske proteine njihova priroda da su dio dvosloja membrane zahtijeva malu pomoć za kretanje. ER membrana može koristiti signale ili transmembranske segmente kao način za translokaciju tih proteina. Ovo je jedna od vrsta pasivnog transporta koja pruža smjer do kojeg proteini moraju putovati.
U slučaju proteinskog kompleksa poznatog kao Sec61, koji uglavnom funkcionira kao porni kanal, on se mora udružiti s ribosomom u svrhu translokacije.
Golgijev aparat
The Golgijev aparat je još jedna presudna organela. Daje proteinima konačne, specifične dodatke koji im daju složenost, poput dodanih ugljikohidrata. Za prijenos molekula koristi vezikule.
Vezikularni transport može se djelomično dogoditi zbog obloga proteina, a ti proteini pomažu u kretanju vezikula između ER i Golgijevog aparata. Jedan od primjera proteina dlake je klatrin.
Mitohondrije
U unutarnjoj membrani organela tzv mitohondrije, brojni proteini moraju se koristiti za pomoć u stvaranju energije za stanicu. Suprotno tome, vanjska je membrana porozna za prolazak malih molekula.
Peroksisomi
Peroksisomi su vrsta organele koja razgrađuje masne kiseline. Kao što im samo ime govori, oni također igraju ulogu u uklanjanju štetnog vodikovog peroksida iz stanica. Peroksisomi također mogu transportirati velike, presavijene proteine.
Istraživači su tek nedavno otkrili goleme pore koje omogućuju peroksizomima to. Obično se proteini ne prevoze u punim, velikim, trodimenzionalnim stanjima. Velik dio vremena jednostavno su preveliki da bi prošli kroz pore. No, peroksizomi su na visini zadatka u slučaju ovih divovskih pora. Proteini moraju nositi određeni signal kako bi ih peroksizom mogao transportirati.
Raznolike metode pasivnog transporta čine prometnu biologiju fascinantnim predmetom za proučavanje. Stjecanje znanja o tome kako se materijali mogu premještati kroz stanične membrane mogu pomoći u razumijevanju staničnih procesa.
Budući da mnoge bolesti uključuju nepravilno oblikovane, loše savijene ili na drugi način nefunkcionalne bjelančevine, postaje jasno koliko relevantan membranski transport može biti. Transportna biologija također pruža neograničene mogućnosti za otkrivanje načina liječenja nedostataka i bolesti, a možda i za stvaranje novih lijekova za liječenje.
