Протеини на клетъчната мембрана

В това видео ще разгледаме мембранните протеини. Знаеш ли, че клетъчната мембрана може да съдържа до 75% протеини? Повечето клетъчни мембрани имат около 50% или по-малко протеини. Тези протеини са част от клетъчната мембрана, понеже тя използва протеини за почти всичко, което прави – всички тези процеси, които извършва. Просто да си припомним какво е клетъчна мембрана, една клетъчна мембрана е изградена от компоненти, които изглеждат по този начин, и които наричаме фосфолипиди. Те се подреждат и образуват двоен липиден слой (бислой). Тук предварително скицирах двоен липиден слой. Той изглежда по следния начин. Съдържа голям брой от тези малки фосфолипиди, които начертахме по-горе, които образуват двоен слой. Можеш да видиш, че се образуват два слоя от тези фосфолипиди. Клетъчната мембрана съдържа два основни вида протеини. Първият може да изглежда ето така. Може да се намира навсякъде в клетъчната мембрана и обикновено има доста от този вид в цялата клетка. Наричаме ги интегрални протеини. Както забелязваш, той се нарича интегрален протеин, защото можем да го разглеждаме като интегриран (вграден) в цялата клетъчна мембрана. Друг вид протеин, който се съдържа в клетъчните мембрани, е такъв, който лежи отгоре върху мембраната, а понякога може да и да навлиза леко в мембраната. Също така може да почива върху интегралните протеини. Тези протеини наричаме периферни протеини. Причината да г наричаме периферен протеин е, че се намира периферно, или отвън спрямо клетъчната мембрана. Разликата между периферни и интегрални протеини е, че интегралните протеини се намират в самата вътрешност на клетъчната мембрана. Както можеш да видиш на тази картинка, интегралният протеин до голяма степен е вътре в мембраната и, като резултат, ще е много трудно да се премахне. Периферните протеини се прикрепят или отделят от клетъчната мембрана или от други протеини. Те са там за различни клетъчни процеси. Например един хормон може да е периферен протеин и може да се прикрепи към клетката, да я накара да извърши нещо, а после да се отдели. Периферните протеини могат също да съществуват вътре в клетката върху клетъчната мембрана. Друг вид протеин е изключително рядък и може да се намира ето така. Наричаме това липидно-свързан протеин. Защо според теб липидно-свързаните протеини са толкова редки? Причината е, че протеините са част от мембраната, за да взаимодействат с външната среда, а липидно-свързаните протеини са вградени в самата вътрешност на клетъчната мембрана. Така че не могат да взаимодействат с вътрешната или външната среда и не допринасят особено за осъществяване на функциите на клетъчната мембрана. Ще отделим малко време, за да разгледаме два вида интегрални протеини, които са изключително важни, понеже тези протеини се срещат из цялата клетка и помагат на клетката да поддържа хомеостаза или баланс. Първият вид може да изглежда ето така. Отново, това е интегрален протеин. Според теб за какво може да служи този протеин? Това не са два протеина. Това е един протеин с отвор или канал през него. Този протеин се използва за пренос на вещества през мембраната. Това е канален протеин и, както името подсказва, има канал, или отвор, вътре в протеина, който позволява на нещата да преминат. Например, ако има някакъв вид йон – да кажем, че това е Na+ йон, натриев йон, това е извън клетката. И клетката в този момент има нужда от натриеви йони, за да извърши много важен процес. Каналните протеини позволяват на тези йони извън клетката да навлязат в клетката. Обикновено тези натриеви йони няма да могат да преминат през клетъчната мембрана сами. Тези канални протеини позволяват на клетките да приемат различни вещества от външната среда и да ги пренасят в клетката. Те също могат да направят обратното. Да кажем, че клетката има твърде много натрий и трябва да се отръве от него. Каналните протеини могат да започнат да го изпомпват навън. Каналните протеини обикновено не изискват енергия. Не е необходима енергия. Понякога наричаме енергията АТФ. И друго нещо, което е специално за каналните протеини, е, ще забележиш, че транспорта на вещества се извършва съобразно концентрационния градиент. Тук има висока концентрация на натриеви йони, а вътре има ниска концентрация. Така че това ще изпомпва от там, където има много натрий, до там, където има много малко. Това наричаме транспорт по концентрационния градиент. Вторият вид важен интегрален протеин се нарича протеин-носител. И както името предполага, той носи вещества навътре към клетката. Изобразявам го като бейзболна ръкавица. Ако има молекула, която е извън клетката и клетката има нужда от тази молекула, протеинът-носител ще обгърне тази молекула, така че тя да може безопасно да навлезе в клетката. Може да направи това и наобратно. Може да вземе нещо, което е вътре в клетката, и да го изнесе извън клетката. И този вид протеин е много важен, понеже, за разлика от каналните протеини, протеините-носители могат да работят срещу концентрационния градиент. И това е много важно, понеже – да кажем, че в клетката има много хлорни йони, а тялото има нужда от още, за да извърши определен процес. Тялото ти може да вкара повече хлорни йони навътре в клетката, въпреки че клетката ти вече има множество хлорни йони. Протеините-носители могат понякога да използват енергия, или АТФ. Накрая, има вид протеин, който може да съществува прикрепен към всеки от начертаните тук, и това се нарича гликопротеин. Гликопротеинът ще изглежда така – ще има въглехидратни вериги, прикрепени към протеини, това може да са интегрални протеини, периферни протеини, канални-протеини. Гликопротеините имат представката "глико", което означава захар. И, по същество, това е просто захар плюс протеин. Целта на гликопротеините е сигнализирането. Те позволяват на една клетка да разпознае друга клетка. Като обобщение, на тази схема, която направихме на клетъчната мембрана и няколко различни протеини, имаме два главни класа протеини. Имаме периферни протеини, които са извън клетъчната мембрана и са лесни за премахване. Имаме интегрални протеини, които са в клетъчната мембрана и са трудни за премахване. Имаме липидно-свързани протеини. Имаме канални протеини, които позволяват на нещата да се движат през клетъчната мембрана по концентрационния си градиент, така че не изискват енергия, не изискват АТФ. Имаме протеините-носители, които са като бейзболна ръкавица. Те могат да вземат определена молекула и да я пуснат в клетката, или обратно. Те понякога използват АТФ и специалното е, че могат да действат срещу концентрационния градиент. И, накрая, имаме гликопротеини, които могат да са всеки от протеините, които показахме. Те са захар плюс протеин и участват в сигнализирането, така че клетките да могат да се разпознават.