Преглед на клетъчната мембрана и течно-мозаечния модел

В това видео ще разгледаме клетъчната мембрана. Само да си припомним – да кажем, че това е схема на клетката с малко ядро в средата. Клетъчната мембрана е това, което огражда клетката, така че клетъчната мембрана защитава клетката от суровата външна среда. Ако не беше клетъчната мембрана, нямаше да сме живи днес, понеже нямаше да има нищо, което да ни защитава от външния свят. Ще разгледаме трите основни компонента, които изграждат клетъчната мембрана – първо, фосфолипиди, второ, холестерол и трето, протеини. Първото, за което ще говорим – и това изгражда по-голямата част от клетъчната мембрана – това са фосфолипидите. И за да спестим време, начертах предварително клетъчна мембрана. Ще забележиш, че тези отделни части са фосфолипиди и един фосфолипид изглежда ето така. Има полярна глава, полярна фосфатна група. И има две опашки от мастни киселини. И така обикновено представяме един фосфолипид. В клетъчната мембрана можеш да видиш, че тези фосфолипиди са групирани много близо из цялата клетъчна мембрана. Това, което виждаме тук, е напречно сечение на клетъчната мембрана. Можеш да си представиш, че разрязваме мембраната по средата. Тук имаме така нареченият двоен фосфолипиден слой, понякога може да бъде наречен просто двоен липиден слой. Второто нещо, което се среща в мембраната, е холестерол. Често чуваме за холестерол в храните и в кръвта, и мислим, че е лошо нещо. Но в този случай холестеролът всъщност е много важен за клетъчната мембрана. Холестеролът изглежда ето така. И, отново, за да спестим време, скицирах предварително как изглежда холестеролът. Ще забележиш, че холестеролът има много пръстени и това прави структурата на холестерола доста стабилна. Холестеролът един вид се вмъква между фосфолипидите, ето по този начин. Аз си представям холестерола като вид буфер. Той поддържа флуидността (течливостта) на клетъчните мембрани. Когато температурите са ниски, холестеролът помага за по-добрата флуидност на мембраните. Когато температурите са високи, холестеролът намалява флуидността на клетъчната мембрана. Холестеролът допринася за това клетъчната мембрана да остане в златната среда по отношение на течливостта. Третият компонент в структурата на клетъчната мембрана са протеините, които представляват голяма група. В зависимост от вида на клетката, някои клетки притежават значително количество протеини в мембраната. Протеините са два основни вида. Първата група включва протеини, които преминават през цялата мембрана. Наричаме ги интегрални протеини или трансмембранни протеини. Те може да се намират в различни области на клетката, ето така. Някои протеини може просто да седят върху мембраната, ето така. Или може да седят върху друг протеин, ето така. Тях наричаме периферни протеини. Има някои много редки протеини, които може да преминават наполовина през мембраната. Още по-редки са няколкото протеина, които могат да се намират вътре в клетъчната мембрана, ето така, между двата фосфолипидни слоя. Протеините имат много важна роля за функциите на клетъчните мембрани. Те осъществяват почти всички мембранни процеси, за които можем да се сетим. Двете най-важни функции на протеините са: първо, те могат да действат като рецептори. Протеините могат да кажат на клетката какво се случва във външния свят. Те действат като средство за комуникация. Втората потенциална функция мембранните протеини обикновено се осъществява от трансмембранните протеини, това е преносът на вещества навътре към и навън от клетката. След като разгледахме функциите на протеините – защо според протеините, които са липидно-свързани, или свързани с липидния бислой като този тук, са толкова редки? Това е така поради ролята на протеините да действат като рецептори – да комуникират с външния свят – или да действат като преносители – да позволят на различни вещества да преминат отвътре навън или отвън навътре – тогава протеините, които са затворени в средата, нямат голяма принос към функциите на клетъчната мембрана. И, последно, има един много важен вид молекула, която се свързва с липидите или протеините, и това са въглехидратите. Означаваме ги с представката "глико". Това са гликопротеини или гликолипиди. Те играят голяма роля в комуникацията. Например, те позволяват на една клетка да разпознае друга клетка в тялото ни. Ако те играят роля в комуникацията, в това клетките да разпознават други клетки, къде мислиш, че ще се намират тези въглехидрати? Те ще се намират предимно отвън върху клетъчната мембрана. Те един вид "стърчат" навън от протеините – това ще са гликопротеини – и могат да са върху периферните или интегралните протеини. Или може да стърчат от липидите, ето така. И това ще са гликолипиди. Тази схема може би е малко объркваща. Това, което начертах, е напречно сечение на клетъчната мембрана. Но какво се вижда, ако гледаме клетъчната мембрана отвън, един вид като изглед отгоре? Как ще изглежда? Отново, за да спестим време, предварително начертах фосфолипидите. Ако гледаме клетъчната мембрана отвън – гледаме външната част на клетъчната мембрана – всичко, което ще видим, са тези глави на фосфолипидите. Може да видим холестерол между фосфолипидите, ето така. И може да видим някои по-големи протеини, които са от горната страна на клетъчната мембрана, ето така, разпръснати из клетката. И, последно, може да видим някои гликопротеини и гликолипиди отвън. Те са прикрепени към протеините и фосфолипидите по този начин. Ето така ще изглежда клетъчната мембрана отгоре. И нещо много специално за това – това изглежда като произведение на изкуството. Може би ти напомня за основното училище, когато използвахме различни бобчета или макарони, за да направим картини – това ми напомня на тях. Те се наричаха мозайки. Учените си помислили същото нещо. Учените нарекли този модел на клетката течно-мозаечен модел. Мозаечната част на клетката може да бъде описана тук. Отново, виждаш, че има много различни части – различни парченца по цвят и форма, които заедно създават тази красива клетъчна мембрана. Но защо го наричаме "течно-..."? Причината да наричаме клетъчната мембрана течна е понеже тези части на клетъчната мембрана могат да се движат. Те не са неподвижни. Протеините и фосфолипидите в клетъчната мембрана могат да се движат. Затова я наричаме течна. Как ще изглежда, ако погледнем клетъчната мембрана отгоре? Движението всъщност не е двуизмерно – само нагоре и надолу или само наляво и надясно. Може да протече в множество различни посоки. Протеините могат да се движат из цялата мембрана, както и фосфолипидите. Ето защо наричаме това течно-мозаечен модел. Като малък забавен факт, това било открито през 1972 г. Тоест само преди 40 години сме открили, (към момента на създаване на клипа) че клетъчната мембрана може да бъде описана чрез този течно-мозаечен модел. Като обобщение, клетъчната мембрана е изградена от три основни компонента. Първото са фосфолипидите. Те съставляват най-голям дял от клетъчната мембрана и са един вид основните градивни блокове, за да може клетъчната мембрана да съществува. Второто е холестеролът. Холестеролът е разпръснат на случаен принцип из клетъчната мембрана и помага за поддържане на течливостта на клетъчната мембрана. И третото са протеините, които осъществяват почти всички основни функции на клетъчната мембрана. Всичко това се описва от течно-мозаечен модел, понеже клетъчната мембрана е изградена от толкова много различни компоненти и всички тези компоненти се движат непрекъснато подобно на течност.