Buňky rostlin, hub a živočichů se skládají ze tří složek, jako je jádro, cytoplazma s organelami a inkluzemi v ní umístěnými a plazmatická membrána. Jádro je zodpovědné za ukládání genetického materiálu zaznamenaného na DNA a také řídí všechny procesy buňky. Cytoplazma obsahuje organely, z nichž každá má své funkce, jako je např. syntéza organických látek, buněčné dýchání, buněčné trávení atd. A o poslední složce si povíme podrobněji v tomto článku.
Co je membrána v biologii?
Zjednodušeně řečeno, je to skořápka. Ne vždy je však zcela neprostupný. Transport určitých látek přes membránu je téměř vždy povolen.
V cytologii lze membrány rozdělit na dva hlavní typy. První je plazmatická membrána, která pokrývá buňku. Druhým jsou membrány organel. Existují organely, které mají jednu nebo dvě membrány. Jednomembránové zahrnují Golgiho komplex, endoplazmatické retikulum, vakuoly, lysozomy. Plastidy a mitochondrie patří mezi dvoumembránové.
Membrány mohou být také uvnitř organel. Obvykle jsou to deriváty vnitřní membránydvoumembránové organely.
Jak jsou uspořádány membrány dvoumembránových organel?
Plastidy a mitochondrie mají dvě schránky. Vnější membrána obou organel je hladká, ale vnitřní tvoří struktury nezbytné pro fungování organoidu.
Skořápka mitochondrií má tedy dovnitř výběžky – kristy nebo vyvýšeniny. Probíhá na nich cyklus chemických reakcí nezbytných pro buněčné dýchání.
Deriváty vnitřní membrány chloroplastů jsou diskovité vaky – tylakoidy. Sbírají se do stohů – zrn. Samostatné grana jsou vzájemně kombinovány pomocí lamel - dlouhé struktury tvořené také z membrán.
Struktura membrán jednomembránových organel
Tyto organely mají pouze jednu membránu. Obvykle je to hladká skořápka lipidů a proteinů.
Vlastnosti struktury plazmatické membrány buňky
Membrána se skládá z látek, jako jsou lipidy a proteiny. Struktura plazmatické membrány zajišťuje její tloušťku 7-11 nanometrů. Velkou část membrány tvoří lipidy.
Struktura plazmatické membrány zajišťuje přítomnost dvou vrstev v ní. První je dvojitá vrstva fosfolipidů a druhá je vrstva proteinů.
lipidy plazmatické membrány
Tipidy, které tvoří plazmatickou membránu, se dělí do tří skupin: steroidy, sfingofosfolipidy a glycerofosfolipidy. Molekula posledně jmenovaného obsahuje zbytek trojmocného alkoholuglycerol, ve kterém jsou atomy vodíku dvou hydroxylových skupin nahrazeny řetězci mastných kyselin a atom vodíku třetí hydroxylové skupiny je nahrazen zbytkem kyseliny fosforečné, na kterou je naopak zbytek jedné z dusíkatých bází je připojen.
Molekulu glycerofosfolipidu lze rozdělit na dvě části: hlavu a ocas. Hlava je hydrofilní (to znamená, že se rozpouští ve vodě) a ocasy jsou hydrofobní (odpuzují vodu, ale rozpouštějí se v organických rozpouštědlech). Díky této struktuře lze molekulu glycerofosfolipidů nazvat amfifilní, tedy hydrofobní i hydrofilní zároveň.
Sfingofosfolipidy jsou chemicky podobné glycerofosfolipidům. Od výše uvedených se však liší tím, že ve svém složení mají místo glycerolového zbytku sfingosinový alkoholový zbytek. Jejich molekuly mají také hlavy a ocasy.
Obrázek níže jasně ukazuje strukturu plazmatické membrány.
Proteiny plazmatické membrány
Pokud jde o proteiny, které tvoří plazmatickou membránu, jedná se především o glykoproteiny.
V závislosti na jejich umístění ve skořápce je lze rozdělit do dvou skupin: periferní a integrální. První jsou ty, které jsou na povrchu membrány, a druhé jsou ty, které pronikají celou tloušťkou membrány a jsou uvnitř lipidové vrstvy.
V závislosti na funkcích, které proteiny plní, je lze rozdělit do čtyř skupin: enzymy, strukturální, transportní a receptorové.
Všechny proteiny, které jsou ve struktuře plazmatické membrány, nejsou chemicky spojeny s fosfolipidy. Mohou se tedy volně pohybovat v hlavní vrstvě membrány, shromažďovat se ve skupinách atd. Proto nelze strukturu plazmatické membrány buňky nazvat statickou. Je dynamický, protože se neustále mění.
Jaká je role buněčné stěny?
Struktura plazmatické membrány jí umožňuje plnit pět funkcí.
Za prvé a především – omezení cytoplazmy. Díky tomu má buňka konstantní tvar a velikost. Tato funkce je zajištěna tím, že plazmatická membrána je pevná a elastická.
Druhou úlohou je zajistit mezibuněčné kontakty. Plazmatické membrány živočišných buněk mohou díky své elasticitě tvořit výrůstky a záhyby na svých spojích.
Další funkcí buněčné membrány je transport. Dodávají ho speciální proteiny. Díky nim lze do buňky dopravit potřebné látky a ty nepotřebné z ní zlikvidovat.
Plazmatická membrána navíc plní enzymatickou funkci. Pochází také z bílkovin.
A poslední funkcí je signál. Vzhledem k tomu, že proteiny pod vlivem určitých podmínek mohou změnit svou prostorovou strukturu, plazmatická membrána může vysílat signály do buněk.
Nyní víte vše o membránách: cotaková membrána v biologii, co to je, jak jsou uspořádány plazmatické membrány a membrány organel, jaké funkce plní.
