Ćelijska membrana

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigaciju, pretragu
Illustracija eukariotske ćelijske membrane
Poređenje eukariota i prokariota
Dijagram ćelijske membrane
Illustracija opisuje ćelijsku difuziju

Ćelijska membrana ili plazma membrana je spoljni – polupropustljivi – omotač i dio protoplazme. Protoplazma svake ćelije, bez obzira na njenu unutrašnju diferencijaciju i bez obzira na to da li se radi o prokariotskoj ili eukariotskoj ćeliji, ima na svojoj površini posebnu strukturu – ćelijsku membranu ili opnu. Ovaj površinski sloj se naziva i protoplazmatična ili citoplazmatska membrana. Botaničari je često označavaju i starim imenom – plazmolema. Zbog izuzetnog značaja koji membrana ima za život ćelije, ova struktura je već dugi niz godina istraživana upotrebom raznih tehnika i metoda. Ona je veoma tanka i ne može se vidjeti optičkim mikroskopom. Zahvaljujući razvoju elektronske mikroskopije, naučnici su uspjeli da upoznaju strukturu i funkciju ove značajne ćelijske komponente.[1][2][3]

Građa[uredi | uredi izvor]

Ćelijska membrana je sastavljena od tri sloja. Unutrašnji je građen od lipida, dok su spoljašnji slojevi proteinske strukture. Plazma membrana je poglavito građena od lipida i velikog broja raznih vrsta proteina (lipoproteinski kompleks). Od lipida, najčešće se javljaju fosfolipidi. Ispitivanja su pokazala da se u membrani nalaze i enzimi, koji učestvuju u membranskim metaboličkim aktivnostima. Debljina plazmatične membrane, kao i njen molekulski sastav, mogu znatno varirati u zavisnosti od tipa ćelija i vrste organizma.[4][5][6]

Funkcije[uredi | uredi izvor]

Na površini plazmatske membrane često se mogu naći izlučene razne materije od kojih zavise fiziološka svojstva ćelije. Ima izvjesnih dokaza o postojanju plazmatskih pora koje omogućavaju prodiranje malih molekula i jona. Plazmatska membrana ima mnogobrojne i izuzetno značajne funkcije u životu ćelije. Pored toga što odvaja unutrašnjost ćelije od spoljašnje sredine, ona ima važnu ulogu i u metabolizmu, pošto su za membranu vezani (ili s njom čine integralni dio) mnogi enzimski sistemi. Glavna funkcija joj je regulacija toka materijala koji ulazi u ćeliju ili iz nje izlazi. To se odvija pasivnom difuzijom i aktivnim transportom. Ćelijska membrana je selektivna, tj. propušta samo određene male molekule (voda, neki joni itd.), dok se krupne čestice u ćeliju unose na drugi način (fagocitozom i pinocitozom). Proces kojim se koloidne tvari (bjelančevine) odvajaju od ostalih materija iz zajedničkog rastvora označava se kao dijaliza. Odvija se zahvaljujući pojavi da polupropustiljive membrane propuštaju samo jone i manje molekule.

Razmjena materija[uredi | uredi izvor]

Ćelijska membrana je semipermebeabilna, odnosno selektivno propustljiva što ćeliji omogućava kontroliranu razmjenu materija, koja je neophodnaza održavanje stalnosti sastava unutrašnje sredine. Ćelijska razmjena tvari sa unutrašnjom okolinom, odvija se na dva osnovna načina:

  1. transport malih molekula kroz membranske kanale u proteinima ili pomoću proteina nosača, koji se ne mogu uočiti pod mikroskopom;
  2. citoza unošenje i ispuštanja krupnih molekula, uz aktivno učestvuje učešće i dsame membrane, što se može vidjeti i pod mikroskopom. Ti procesi se označavaju kao:
  • endocitoza i
  • egzocitoza.

Transmembranski ransport[uredi | uredi izvor]

Transport materija kroz membranu se odvija:

  • pasivno i
  • aktino.

Pasivni transport[uredi | uredi izvor]

Pasivni transport materije podrazumijemase prolaz kroz membranu na osnovi razlika u koncentraciji sa unutrašnje i spoljne strane membrane, odnosno iz sredine sa većom u sredinu sa manjom koncentracijom (niz hemijski gradijent), bez utroška energije. Prema tome to je primarno biofizički proces. Oblici pasivnog transporta su:

  • Difuzija je transport materija kroz membranu iz sredine sa većom u sredinu sa manjom koncentracijom sve dotle dok se koncentracije s obje strane ne izjednače (putem osmoze. Materije koje su rastvorljive u lipidima i male molekule kroz membranu prolaze brzo – prostom difuzijom (tako se prenose gasovi O2 i CO2 u plućima i tkivima). One koje nisu rastvorljive u lipidima prolaze procesom olakšane difuzije.
  • Olakšana difuzija je transport materija, koje u nerastvarljivih u lipidima, po hemijskom gradijentu, ali pomoću molekula nosača (od čega potiče naziv olakšana difuzija). Molekuly nosač je protein koji može prolaziti kroz lipidni dvosloj i sadrži mjesto za koje se veže transportirana materija. Olakšanom difuzijom se, naprimjer, transportira glukoza. Ovaj način transfera reguliraju hormoni pa olakšanu difuziju glukoze regulira insulin.
  • Osmoza je difuzija vode kroz membranu. Kao što je već definirano, molekule vode se kreću iz sredine sa manjom koncentracijom (sa više vode) u sredinu sa većom koncentracijom rastvorenih tvari (sa manje vode ). Pritisak za sprečavanja osmoze je osmotski pritisak, a veći je što je ukoliko je koncentracija rastvora veća i obrnuto. Ako su ćelije u rastvoru, voda će težiti da prođe kroz plazmatsku membranu u procesu izjednačavanja količine vode sa obe strane membrane. Naprimjer, ako se ćelija uroni u hipotonični rastvor, tj. takav koji je manje koncentracije od one u samoj ćeliji, voda ulazi u ćeliju, koja bubri sve do prskanja. U hipertoničnom rastvoru, koji koncentriraniji od rastvora u ćeliji, voda izlazi iz ćelije pa se ona smežura. Zato je održavanje stalnog osmotskog pritiska veoma važno za održavanje stalnoh količina vode u organizmu što se označava kao osmoregulacija. Kod sisara se osmoregulacija odvija preko bubrega jer se višak vode iz krvi luči u mokraću.

Aktivni transport[uredi | uredi izvor]

Aktivni transport se odvija nasuprot gradijentu hemijskog sastava pa se materije transportiraju iz sredine sa manjom u sredinu sa većom koncentracijom, pomoću proteina nosača, ali uz utrošak energije.

Energija za funkcioniranje aktivnog transporta dobija se hidrolizom ATP-a u ADP. Proteini nosači djeluju kao pumpe i kao enzimi ATP-aze (adenozin trifosfataze) koje katalizuju razlaganje ATP. Najbolje je proučena Na-K pumpa koja, nasuprot hemijskom gradijentu, iz ćelije aktivno ispumpava Na+, a upumpava K+. Na+ je vanćelijski jon i ima ga više izvan, nego unutar ćelije, dok je K+ unutarćelijski jon.

Natrij-kalij pumpa ima glavnu ulogu u stvaranju membranskog potencijala životinjskih ćelija. Membranski potencijal ili potencijal mirovanja je električni napon koji postoji između unutrašnje (negativno naelektrisane) i spoljašnje (pozitivno naelektrisane) strane membrane nervne i mišićne ćelije u stanju mirovanja, odnosno prije njihovog nadraživanja. Nakon podraživanja ovih ćelija, potencijal mirovanja postaje akcioni potencijal, tj. nervi impuls, pri kome se obrće polarizacija membrane, tako da unutrašnja strana postaje pozitivno, a spoljna negativno naelektrisana.

Endocitoza i egzocitoza[uredi | uredi izvor]

Makromolekule, kao što su proteini, polisaharidi, polinukleotidi ili čak čitave ćelije (npr. mikroorganizmi) ne mogu prolaziti kroz membranu ni jednim od navedenih vidova transporta. Unošenje i izlučivanje velikuh molekula obavlja se aktivnim učešćem membrane pri čemu ona obrazuje vezikule, u procesima koji se označavaju kao:

  • endocitoza i
  • egzocitoza.

Proces unošenja makromolekula i rastvora naziva se endocitoza, dok je iznošenje specifičnih ćelijskih proizvoda ili nekih drugih materija u vanćelijsku sredinu egzocitoza.

  • Endocitoza

Endocitozi se odvija tako da se prvo stvara udubljenje na membrani, u koje ulazi materija koja treba da se unese u ćeliju. To udubljenje se sve više uvlači u unutrašnjost ćelije, a zatim se rubovi membrane spoje pa se oko unesene materije obrazuje vezikula (mjehurić sa lizosomima). Endocitoza uključuje dva procesa:

  • fagocitozu - unošenje krupnih čestica (grč. phagein = jesti) i
  • pinocitozu - unošenje rastvorenih materija (grč. pino = piti).

Sve vrste ćelija neprekidno unose tečnosti i rastvorene molekule pinocitozom, dok se fagocitoza odvija samo u posebnim ćelijama – fagocitima, kao što su leukociti, koji vrše fagocitozu bakterija, naprimjer.

  • Egzocitoza

U procesu egzocitoze, u vanćelijsku sredinu se izlučuju nusprodukte metabolizam i druge materije koje ćelija treba odstraniti, nasuprot endocitozi. Takvi su lokalni hormoni i enzimi, čija se funkcija ispoljava izvan ćelije koja ih je sintetizirala, kao što npr. ćelije pankreasa luče insulin. Oko materije, koja treba da se izbaci iz ćelije, obrazuje se vezikula, koja se pomjera ka površini ćelije, njena membrana se spaja sa ćelijskom membranom, a sadržaj vezikule biva izbačen.

U mnogim oblicima ćelija, endocitoza i egzocitoza su međusobno povezani procesi, čime se ugrađivanje membrane vezikule ne povećava površinu ćelijske membrane. Vezikule su ustvari transportni sistem i u samoj ćeliji tako što se prenose između različitih organela.

Također pogledajte[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Sofradžija A., Šoljan D., Hadžiselimović R. (2002): Biologija 1, Svjetlost, Sarajevo, ISBN 9958-10-686-8.
  2. ^ Kapur Pojskić L., Ed. (2014): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju, 2. izdanje. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 978-9958-9344-8-3.
  3. ^ Hadžiselimović R., Pojskić N. (2005): Uvod u humanu imunogenetiku. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-3-4.
  4. ^ Ibrulj S., Haverić S., Haverić A. (2008): Citogenetičke metode – Primjena u medicini . Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo,ISBN 978-9958-9344-5-2.
  5. ^ Hadžiselimović R., Pojskić N. (2005): Uvod u humanu imunogenetiku. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-3-4.
  6. ^ Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-1-8.

Vanjski linkovi[uredi | uredi izvor]