ביוכימיה/קרומים ביולוגיים
< ביוכימיה
הקדמה
עריכההממבראנה מפרידה בין הסביבה לפנים התא (בין השאר מבודדת בין תאי העצב במוח המעבירים זרמים חשמליים במוח). בידוד זה מאפשר קיום של תנאים ביולוגיים שונים בתוך התא ומחוץ לו. כך למשל, רמת החומציות במיטוכונדריה היא ph=4 ואילו מבחוץ לה; ph=7. הממבראנה מורכבת מ :
- כולסטרול– קיים רק בתאים אנימלים ותפקידו קריטי. התא היחיד הקיים בתאים אנימליים ללא ממבראנה הוא הריבוזום.
- חלבון.
- לפידים.
 |
ממברנות שונות מכילות תכולה שונה של חלבונים ולפידים. כך למשל :
- ממברנת פלסמה ממוצעת מכילה 40% פוספוליפדים ו-60% חלבונים.
- ממברנת המיטוכונדריה מכילה 20% ליפדים ו-80% חלבון.
מעבר חומרים דרך הממבראנה
עריכהכאמור, הממבראנה מבודדת בין הסביבה הפנימית של התא לסביבה החיצונית. תכונות הממבראנה :
- הממבראנה הידרופובית.
- בררנית – אינה מאפשרת מעבר חופשי של חומרים.
דרכים למעבר חומרים דרך הממבראנה
עריכה- דיפוזיה פשוטה – חומרים פוביים קטנים חוצים את הממברנה בקלות, ולכן, מעבר זה אינו דורש אנרגיה.
- דיפוזיה מזורזת – מעבר של חומרים (אל התא ומחוצה לו) הידרופיליים קטנים באמצעות מתווך; נשא (carrier) פועל כתעלה. כך, נוצר מפל ריכוזים. דיפוזיה מזורזת אינה דורשת אנרגיה.
- קליטה אקטיבית – תנועת מולקולות נגד מפל הריכוזים באמצעות משאבות (חלבונים ממברנליים) הפועלות על אנרגיה שמקורה מפירוק ATP. כמו למשל, קליטת יוני k+ לתוך התא (ריכוז ה-k+ בתא גבוהה מהריכוז מחוץ לתא, לכן, הפעולה דורשת מאמץ).
- אנדוציטוזה/אקסוציטוזה- כניסת/יצאת חומרים גדולים לתוך התא ע"י יצרת בועית ממברנלית.
תפקיד הממבראנה הביולוגית
עריכה- בררנות -בקרה על ריכוז חומרים בתא ; הממברנה אינה מאפשרת מעבר חומרים חופשיים.
- הומאוסטזיס – שמירה על תנאים קבועים. זהו עקרון מרכזי בביולוגיה עליו מבוסס כל תא חי .
- התנגדות חשמלית – מאפשרת קיום תהליכים מטבוליים המחייבים תנועה של אלקטרונים. כמו למשל, תהליך הנשימה המתבצע על ממברנת המיטוכונדריה.
- תקשורת חוץ תאית ותוך תאית :
- חוץ תאית – קליטת אותות מבחוץ מאפשרת זיהוי מצב נתון ותגובת התא למצב. המידע מועבר באמצעות קישור ליגנד. דוגמא : הורמון למולקולת רצפטור הוא חלבון ממברנלי הקושר ליגנד.
- תוך תאית- מתבצע באמצעות חלבונים שונים המזהים מצבים ומעבירים את המידע לחלבונים ממברנליים.
מודל הפיספס הנוזלי
עריכהפלואידיות
עריכההממברנה אינה קשוחה ואינה מאוד נוזלית – יש לה רמת פולאידיות אופטימלית השומרת על הפעולות המקסימאלית של הממברנה. במילים אחרות, רמת פולאידיות היא מידת הנוזליות/קשיחות של הממברנה.
גורמים המשפיעים על מידת הפלואידיות
עריכהתא
עריכה
- אורך חומצות שומן ומספר קשרים כפולים
- כלל שהשרשרת רוויה נקודת רתיחה עולה.
- כלל שהשרשרת ארוכה יותר, כך נקודת רתיחה עולה.
- חיידקים בעלי יכולת לשנות את הרכב חומצת השומן במצבים שונים
- כולסטרול – קיים בתאים אנימלים בלבד ומבצע שתי פעולות :
- העלאה של מידת הפל ואדיות – הכולסטרול ממוקם בין חומצות השומן ומונע אינטראקציות הידרופוביות – בכך הממברנה יותר נוזלית.
- הורדת הפל ואדיות-בטמפרטורה גבוהה, כאשר הממברנה הממברנלי מתערער, הכולסטרול שומר על המברנה מוצקה משום שהוא קשוח, יציב ואינו מושפע משינוי טמפרטורה.
- תאים אנימליים בעלי יכולת לשנות את כמות הכולסטרול בממרנה כתלות בטמפרטורה הסביבה החיצונית.
סביבה
עריכהטמפרטורה – ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, כך הפל ואדיות (נוזלית יותר) גדלה.
גמישות ותנועה הלפידים בממברנה
עריכההממבראנה נמצאת בתנועה מתמדת. תנועותיה :
-
דיפוזה/תנועה לטרלית (lateral diffusion) - מתרחש בין שני לפידים סמוכים; מחליפים מקומות. -
רוטציה/תנועה סיבובית (rotation) - תנועת הלפיד סביב עצמו. -
פליפ פלופ/קפיצה (flip flop) - כמו דיפוזה רק לרוחב
ראה גם
עריכה- ויקיספר האנגלית Structural Biochemistry/Lipids/Membrane Fluidity