Błona komórkowa - Polski Serwis Naukowy

Błona komórkowa drożdży zwizualizowana w mikroskopii fluorescencyjnej poprzez białka błonowe wyposażone w markery fluorescencyjne świecące na zielono i czerwono. Nałożenie tych dwóch barw daje na obrazie kolor żółty.

Błona komórkowa, plazmolema, plazmolemma (cytolemma, plasmolemma) – półprzepuszczalna błona biologiczna oddzielająca wnętrze komórki od świata zewnętrznego. Jest ona złożona z dwóch warstw fosfolipidów oraz białek, z których niektóre są luźno związane z powierzchnią błony (białka peryferyjne), a inne przebijają błonę lub są w niej mocno osadzone białkowym lub niebiałkowym motywem (białka błonowe).

Ciekłe kryształy – nazwa fazy pośredniej między ciekłym i krystalicznym stanem skupienia materii, którą charakteryzuje zdolność do płynięcia, charakterystyczna dla cieczy i jednocześnie dalekozasięgowe uporządkowanie tworzących ją cząsteczek, podobnie jak to ma miejsce w kryształach.

Mikroskop fluorescencyjny to mikroskop świetlny używany w badaniach substancji organicznych i nieorganicznych, którego działanie oparte jest na zjawisku fluorescencji i fosforescencji, zamiast, lub razem ze zjawiskami odbicia i absorpcji światła (co jest wykorzystane w klasycznym mikroskopie optycznym). Fluoroscencja próbki może być pochodzenia naturalnego (np. fluoroscencja chlorofilu) lub być wynikiem dołączenia (kowalencyjnie lub poprzez jakikolwiek inny typ oddziaływań fizyko-chemicznych między substancjami) do elementów obserwowanej próbki fluoroforów, czyli substancji chemicznych, które fluoryzują po wzbudzeniu światłem o określonej długości. Drugi sposób jest najczęściej wykorzystywanym w biologii, a w szczególności w biologii molekularnej, gdyż pozwala, poprzez znajomość oddziaływań, na wyznakowanie interesujących elementów komórki (np. białek, czy organelli), fluoroforami o zadanych właściwościach (np. barwie emisji).

Zazwyczaj inne białka występują po wewnętrznej, a inne po zewnętrznej stronie błony. Cząsteczki należące do błony mogą z łatwością poruszać się wewnątrz swojej warstwy (dyfuzja lateralna, o ile nie są związane na przykład od wewnątrz z białkami cytoszkieletu), jednak napotykają duże trudności z przejściem do warstwy przeciwnej.

Fosfolipidy (inaczej fosfatydy lub fosfotłuszczowce) to lipidy, w których skład wchodzą: gliceryna, kwasy tłuszczowe, kwas fosforowy związany z zasadą azotową, np. choliną.

Membrana półprzepuszczalna czyli inaczej błona półprzepuszczalna jest to rodzaj membrany, która jest w stanie przepuszczać niektóre rodzaje cząsteczek a zatrzymywać inne. Np. przepuszczać małe cząsteczki rozpuszczalnika a nie duże cząsteczki lub jony.

Podobna asymetria dotyczy także samej błony, która ma zazwyczaj odmienny skład (różne proporcje, ale i jakość) lipidowy w swojej monowarstwie wewnętrznej i zewnętrznej. Asymetria jakościowa rozmieszczenia lipidów może także dotyczyć płaszczyzny błony – w monowarstwach istnieją lokalne obszary o składzie odbiegającym od rozkładu przypadkowego. Są to tak zwane "rafty". Są one bogatsze od sąsiednich obszarów monowarstwy w specyficzne lipidy, cholesterol czy białka. Lipidy znajdujące się w takich domenach mogą być poniżej temperatury głównego przejścia fazowego i nie mieć struktury ciekłokrystalicznej, co powoduje ich agregację. Funkcje "raftów" oraz sposoby ich powstawania w błonach nie są jeszcze dokładnie znane, ale nie wyklucza się ich interakcji i wpływania na aktywność białek błonowych czy udział w fuzjach błon.

Dyfuzja - proces samorzutnego rozprzestrzeniania się cząsteczek lub energii w danym ośrodku (np. w gazie, cieczy lub ciele stałym), będący konsekwencją chaotycznych zderzeń cząsteczek dyfundującej substancji między sobą lub z cząsteczkami otaczającego ją ośrodka. Ze względu na skalę zjawiska, rozpatruje się dwa podstawowe rodzaje dyfuzji:

Rafty lipidowe (pol. też: tratwy lipidowe, ang. lipid rafts) – to małe (10-200nm), heterogenne, wysoce dynamiczne, wzbogacone w sterole i inne określone lipidy (głównie sfingolipidy) domeny w błonie komórkowej. Rafty mogą być czasami stabilizowane w większe struktury poprzez interakcje lipid-białka oraz białko-białko .

Błony muszą dla swojego właściwego funkcjonowania zachować półpłynną konsystencję. Zarówno znaczne obniżenie jak i znaczne podwyższenie temperatury zmienia właściwości błony w stopniu, który może być dla komórki śmiertelny. Dlatego organizmy żyjące w różnych temperaturach mają różny skład błon komórkowych.

Przemiana fazowa (przejście fazowe) to taka zmiana układu fizycznego lub chemicznego, której towarzyszy skokowa zmiana parametrów układu, np. ciepła właściwego układu lub jego składowych.

Monowarstwa to inaczej warstwa monomolekularna (warstwa jednocząsteczkowa) lub warstwa monoatomowa, czyli warstwa o grubości odpowiadającej średnicy jednej cząsteczki (lub atomu). Jest to pojęcie pojawiające się m.in. w elektronice (produkcja elementów półprzewodnikowych) i w teorii zjawisk powierzchniowych (np. adsorpcji).

Różnice między błonami komórek Archaea a błonami komórek innych organizmów

Schemat organizacji błony komórkowej komórki zwierzęcej

U wszystkich organizmów poza Archaea, fosfolipidy wchodzące w skład błony komórkowej składają się głównie z D-glicerolu połączonego wiązaniem estrowym z nierozgałęzionymi kwasami tłuszczowymi, które nie reagują między sobą. Organizmy żyjące w wysokich temperaturach mają też dużo cholesteroli w błonach komórkowych.

Błona biologiczna, biomembrana − . Są one podstawowymi strukturami budującymi . Zgodnie z modelem płynnej mozaiki, zaproponowanym w w 1972 roku przez Jonathana Singera i Gartha Nicolsona, każdą błonę w komórce tworzy płynna dwuwarstwa cząsteczek fosfolipidowych, w której zanurzone są białka.

Białka błonowe to białka związane ze strukturą błony biologicznej. W tych błonach białka pełnią rozliczne funkcje niezbędne dla prawidłowego funkcjonowania komórki. Występują m.in. w roli:

Fosfolipidy błon komórkowych Archaea składają się z L-glicerolu połączonego wiązaniem eterowym z łańcuchami powstałymi z izoprenu. Łańcuchy te mogą być rozgałęzione, mogą łączyć się ze sobą, mogą nawet łączyć się z fosfolipidami z przeciwnej warstwy błony. Te połączenia stabilizują błonę i umożliwiają niektórym Archaea życie w ekstremalnie wysokich temperaturach.

Komórka (łac. cellula) – najmniejsza strukturalna i funkcjonalna jednostka organizmów żywych zdolna do przeprowadzania wszystkich podstawowych procesów życiowych (takich jak przemiana materii, wzrost i rozmnażanie). Jest podstawową jednostką morfologiczno-czynnosciową ustroju.

Cytoszkielet - sieć włóknistych struktur białkowych w komórce eukariotycznej, dzięki którym organella i substancje nie pływają swobodnie w cytoplazmie, ale zajmują pewne przypisane sobie miejsca.

Funkcje błon

chronią komórki przed działaniem czynników fizycznych i chemicznych, a także przed wnikaniem obcych organizmów, w szczególności chorobotwórczych,

regulują transport wybranych substancji z i do komórki,

reagują na bodźce chemiczne, termiczne i mechaniczne,

pełnią także funkcje enzymatyczne, katalizując różne reakcje metaboliczne,

utrzymują równowagę między ciśnieniem osmotycznym wewnątrz i na zewnątrz komórki.

Zobacz też

W Wikimedia Commons znajdują się multimedia związane z tematem:
Błona komórkowa

białko błonowe

Linki zewnętrzne

Błony komórkowe

Struktura błony komórkowej

Białka – wielkocząsteczkowe (masa cząsteczkowa od ok. 10 000 do kilku mln) biopolimery, a właściwie biologiczne polikondensaty, zbudowane z reszt aminokwasów połączonych ze sobą wiązaniami peptydowymi -CONH-. Występują we wszystkich żywych organizmach oraz wirusach. Synteza białek odbywa się w specjalnych organellach komórkowych zwanych rybosomami.

Lipidy (gr. λίπος lípos – tłuszcz) – szeroka grupa występujących w naturze związków chemicznych. Zaliczają się do nich tłuszcze, woski, sterole, tak zwane rozpuszczalne w tłuszczach witaminy (jak witaminy A, D, E, K), monoacyloglicerole, diacyloglicerole, fosfolipidy i wiele innych grup. Główne biologiczne funkcje lipidów to magazynowanie energii, tworzenie błon biologicznych i udział w przesyłaniu sygnałów.