Asosiy kontent
Course: Biologiya > Unit 8
Lesson 1: Plazmatik membranaPlazmatik membrana tuzilishi
Plazmatik membrananing suyuq mozaik shakli. Oqsil, lipid va uglevodlar membrananing tarkibiy qismlari hisoblanadi.
Kirish
Sizning tanangizdagi har bir hujayra mayda membrana pufagi bilan qoplangan. Ushbu membrananing konsistensiyasi taxminan zaytun moyiga yaqin
U aynan qanday vazifani bajaradi? Plazmatik membrana shunchaki hujayraning chegaralarini belgilabgina qolmay, balki hujayraning atrof-muhit bilan nazorat ostida oʻzaro munosabatga kirishishi uchun imkon beradi. Hujayralar muayyan miqdordagi turli xil moddalarni oʻzlashtirish, qabul qilmaslik va ularni hujayradan tashqariga chiqarib yuborish xususiyatiga ega boʻlishi kerak. Shu bilan birga, hujayralar oʻziga oʻxshash boshqa hujayralarni aniqlashi va ular bilan oʻzaro axborot almasha olishi ham kerak.
Ushbu vazifalarni bajarish uchun plazmatik membranaga hujayra va atrof-muhit oʻrtasida yarim oʻtkazuvchan toʻsiqni hosil qiladigan lipidlar kerak boʻladi. Unga, shuningdek, membranalararo transport va hujayralar munosabatida ishtirok etadigan oqsillar va ham oqsillarni, ham lipidlarni oʻzgartiradigan va hujayralar bir-birini tanib olishiga yordam beradigan uglevodlar (shakar va shakar zanjirlari) kerak boʻladi.
Mavzu davomida biz plazmatik membrananing turli xil tarkibiy qismlarini batafsilroq koʻrib chiqamiz, ularning vazifalari, xilmaxilligi hamda ular hujayrani qanday qilib oʻzgaruvchan, sezuvchan qilishini va hujayra atrofidagi xavfsiz chegarani yaratish uchun qanday qilib birgalikda ishlashlarini koʻrib chiqamiz.
Suyuq mozaika modeli
Hozirgi vaqtda plazmatik membrananing tuzilishi uchun qabul qilingan suyuq mozaika modeli deb nomlanadigan model birinchi marta 1972-yilda taklif etilgan. Bu model vaqt oʻtishi bilan takomillashtirildi, lekin shu holatda ham koʻplab hujayralar membranasining tuzilishi va harakatining asosiy taʼrifi uchun yetarlicha mos keladi.
Suyuq mozaika modeliga muvofiq plazmatik membrana membrana boʻshligʻida erkin va sirgʻaluvchan harakat qiladigan tarkibiy qismlar (birinchi navbatda fosfolipidlar, xolesterinlar va oqsillar)dan iborat mozaika hisoblanadi. Boshqacha qilib aytganda, membrana tuzilmasi (quyida keltirilgandek) bu shunchaki fosfolipidlar va oqsillar doimiy ravishda bir-biri boʻylab sirpanib harakatlanadigan dinamik jarayonning tasviridir.
Qizigʻi, bu sirpanuvchanlik shuni anglatadiki, agar siz hujayraga juda ingichka igna kiritsangiz, membrana shunchaki igna atrofida ajralib, igna uchun joy ochadi; igna chiqarib olinishi bilan membrana yana oʻz holatiga qaytadi.
Plazmatik membrananing tarkibiy qismlari lipidlar (fosfolipidlar va xolesterinlar), oqsillar va ayrim lipidlar hamda oqsillarga bogʻlangan uglevodlar guruhlaridan iborat.
- Fosfolipid glitserin va unga bogʻlangan ikkita yogʻ kislota dumlari hamda fosfat guruhli boshdan iborat lipid hisoblanadi. Biologik membrana ikkita fosfolipid qavatidan iborat boʻlib, fosfolipid dumchalari ichkariga qaragan boʻladi va bunday tuzilish fosfolipid qoʻshqavati deb ataladi.
- Xolesterin 4 ta oʻzaro birlashgan uglerod halqalarini oʻzida tutgan lipid boʻlib, membrana ichki yuzasida fosfolipidlar bilan birga uchraydi.
- Membrana oqsillari plazmatik membranaga botib kirishi, butun plazmatik membranani kesib oʻtishi yoki shunchaki plazmatik membrananing ichki yoki tashqi yuzasiga yopishgan boʻlishi mumkin.
- Uglevod guruhi plazmatik membrananing faqat tashqi yuzasida joylashadi va oqsillarga yopishib, glikoproteinlarni yoki lipidlarga yopishib, glikolipidlarni hosil qiladi.
Plazmatik membranadagi oqsillar, lipidlar va uglevodlarning nisbati turli xil hujayralarda turlicha boʻladi. Biroq odatiy inson hujayrasi uchun tarkibiy massaning 50% ga yaqinini oqsillar, 40% ga yaqinini lipidlar (barcha turdagi), qolgan 10% ga yaqinini uglevodlar tashkil etadi.
Fosfolipidlar
Fosfolipid qoʻshqavatida joylashgan fosfolipidlar plazmatik membrananing asosiy qismini tashkil etadi. Ular bu vazifaga juda mos keladi, chunki ular amfipatik, yaʼni ular ham gidrofil, ham gidrofob qismlarga ega.
Fosfolipidning gidrofil yoki “suvni yaxshi koʻruvchi” qismi uning bosh qismiga toʻgʻri keladi, u manfiy zaryadlangan fosfat guruhidan, shuningdek, zaryadlangan yoki qutbli qoʻshimcha kichik guruh (chapdagi diagrammada “R” bilan koʻrsatilgan oʻzgaruvchan identifikator)dan tashkil topgan. Membrana qoʻshqavatida fosfolipidlarning gidrofil boshchalari tashqi tomonga qaragan boʻlib, ular hujayraning ham ichidagi, ham tashqarisidagi suvli muhit bilan munosabatda boʻladi. Suv qutbli molekula boʻlgani uchun u fosfolipid boshchalari bilan osongina elektrostatik (zaryadga asoslangan) taʼsirni shakllantiradi.
Fosfolipidning gidrofob yoki “suvdan qoʻrqadigan” qismi uning uzun, qutbsiz yogʻ kislotali dumlariga toʻgʻri keladi. Yogʻ kislotali dumlar boshqa qutbsiz molekulalar bilan oson taʼsirlashadi, lekin ular suv bilan uncha yaxshi taʼsirlasha olmaydi. Shu sababli fosfolipidlar oʻzlarining yogʻ kislotali dumlarini membrananing ichki qismiga tortib olgan boʻladi, chunki bu ularning atrofdagi suvdan himoyalanishlari uchun qulayroq boʻladi. Ushbu oʻzaro taʼsir natijasida hosil boʻlgan fosfolipid qoʻshqavati hujayraning ichki va tashqi qismlari oʻrtasida yaxshi chegara hosil qiladi, chunki suv va boshqa qutbli yoki zaryadlangan moddalar membrananing gidrofob asosidan osonlikcha oʻta olmaydi.
Oʻzining amfipatik tabiati tufayli fosfolipidlar faqat membrana qoʻshqavatini hosil qilish uchungina moslashmagan. Aslida bu ular qulay sharoitlarda tabiiy ravishda qiladigan vazifa hisoblanadi. Suvda yoki suvli eritmada fosfolipidlar gidrofob dumlarini bir-birlariga qaratib, gidrofil boshlarini esa tashqi tomonga qaratib joylashtirishga moyil boʻladi. Agar fosfolipidlarning dumlari qisqa boʻlsa, ular mitsellani (kichik, bir qatlamli sharsimon qavatni) hosil qilishi mumkin, agar dumlari katta boʻlsa, ular liposomani (qoʻshqavat membrananing ichi boʻsh tomchisini) hosil qilishi mumkin.
Oqsillar
Oqsillar plazmatik membrananing ikkinchi asosiy tarkibiy qismi hisoblanadi. Membrana oqsillarining ikkita asosiy toifasi mavjud: integral va periferik.
Nomidan koʻrinib turibdiki, integral membrana oqsillari membranaga botib kirgan boʻladi: bu oqsillar tarkibida ularni fosfolipid qoʻshqavatiga bogʻlab turgan kamida gidrofob qismi boʻladi. Baʼzilari qisman membranaga kirib turgan boʻladi, boshqalari esa membrananing bir tomonidan ikkinchi tomonigacha choʻzilgan va ikkala tomonda ham ochiq boʻladi. Butun membrana boʻylab joylashgan oqsillari transmembrana oqsillar deb yuritiladi.
Integral membrana oqsillarining membrana ichida joylashgan qismlari gidrofob boʻladi, sitoplazma yoki hujayradan tashqaridagi suyuqlikda joylashgan qismlari esa gidrofil boʻladi. Transmembrana oqsillari membranani faqat bir marta kesib oʻtishi yoki membrananing turli qismlarini oʻn ikki martagacha kesib oʻtgan boʻlishi ham mumkin. Transmembrana oqsillarning hammasi ham ushbu modelga mos kelmasa-da, ularning membranani kesib oʻtuvchi qismi alfa spiral shaklida 20-25 ta gidrofob aminokislotalardan tuzilgan boʻladi. Baʼzi bir integral membrana oqsillari quyida koʻrsatilgandek ionlar va boshqa kichik molekulalarning oʻtishiga imkon beradigan kanal hosil qiladi.
Periferik membrana oqsillari membranalarning ichki va tashqi yuzalarida joylashgan va oqsillarga yoki fosfolipidlarga bogʻlangan boʻladi. Integral membrana oqsillaridan farqli ravishda, periferik membrana oqsillari membrananing gidrofob asosi ichiga botib kirmagan va ular koʻproq erkin bogʻlangan boʻladi.
Uglevodlar
Uglevodlar plazmatik membranalarning uchinchi asosiy tarkibiy qismi hisoblanadi. Ular odatda hujayralarning tashqi yuzasida joylashgan va oqsillarga (glikoproteinlarni hosil qilib) yoki lipidlarga (glikolipidlarni hosil qilib) bogʻlangan boʻladi. Ushbu uglevod zanjirlari 2 tadan 60 tagacha monosaxariddan tashkil topgan boʻladi va ular chiziqli yoki tarmoqlangan boʻlishi mumkin.
Bu uglevodlar membrana oqsillari bilan bir qatorda hujayralarga bir-birlarini, masalan, molekulyar identifikatsiya belgilarini tanib olish imkonini beradigan oʻziga xos hujayra markerlarini hosil qiladi. Ushbu hujayra markerlari immun tizimida juda muhimdir, chunki immunitet hujayralari ular yordamida hujum qilmasligi kerak boʻlgan tana hujayralarini va hujum qilishi kerak boʻlgan begona hujayra yoki toʻqimalarni farqlay oladi.
Membrananing oquvchanligi
Fosfolipidlarning yogʻ kislotali dumlari tuzilishi membrananing xususiyatlarini, ayniqsa, ularning qanchalik suyuq ekanligini aniqlash uchun muhimdir.
Toʻyingan yogʻ kislotalari qoʻshbogʻlarga ega emas (gidrogen bilan toʻyingan), shuning uchun ular nisbatan chiziqli tuzilishga ega. Toʻyinmagan yogʻli kislotalar esa, aksincha, bir yoki bir nechta qoʻshbogʻlarga ega boʻladi va bu koʻpincha ularning bukilishiga yoki egilishiga olib keladi. (Siz ushbu maqolaning boshrogʻida, fosfolipidning tuzilishi diagrammasida toʻyinmagan bukilgan dumga misolni koʻrishingiz mumkin.) Fosfolipidlarning toʻyingan va toʻyinmagan yogʻ kislotali dumlari harorat pasayishi bilan boshqacha xususiyatga ega boʻladi.
- Past haroratlarda toʻyingan yogʻ kislotalarining toʻgʻri chiziqli dumlari zich va oʻta qattiq membranani hosil qilib, mahkam birlashib oladi.
- Toʻyinmagan yogʻ kislotali dumlarga ega fosfolipidlar dumlarining bukilgan tuzilishi tufayli birgalikda zich birlasha olmaydi. Shu sababli toʻyinmagan fosfolipidlardan tuzilgan membrana past haroratlarda toʻyingan fosfolipidlardan tuzilgan membranaga nisbatan suyuq boʻlib qoladi.
Aksariyat hujayra membranalari fosfolipidlar aralashmasidan tashkil topgan boʻlib, ularning ayrimlari ikkita toʻyingan (chiziqli) dumga, boshqalari esa bitta toʻyingan va bitta toʻyinmagan (bukilgan) dumga ega boʻladi. Koʻplab organizmlar (masalan, baliq) hujayra membranalaridagi toʻyinmagan yogʻ kislotalari nisbatini oʻzgartirib, fiziologik jihatdan sovuq muhitga moslasha oladi. Toʻyingan va toʻyinmagan yogʻ kislotalari toʻgʻrisida koʻproq maʼlumot olish uchun lipidlar haqidagi maqolani koʻrib chiqing.
Hayvonlar membranasida fosfolipidlardan tashqari, suyuqlikni saqlab turishga yordam beradigan qoʻshimcha tarkibiy qismlar mavjud. Xolesterin membrana fosfolipidlari orasida joylashgan lipid boʻlib, haroratning suyuqlikka taʼsirini kamaytirishga yordam beradi.
Xolesterin past haroratlarda fosfolipidlarning bir-biriga zich bogʻlanishiga yoʻl qoʻymaslik orqali suyuqlik darajasini oshiradi, yuqori haroratlarda esa u suyuqlik darajasini kamaytiradi
Plazmatik membrananing komponentlari
| Komponent | Joylashuvi |
|---|---|
| Fosfolipidlar | Membrananing asosiy tarkibi |
| Xolesterin | Membrana fosfolipidlarning gidrofob dumlari orasida yashiringan |
| Integral oqsillar | Fosfolipid qoʻshqavatida joylashgan; ikki qatlamni kesib oʻtishi yoki oʻtmasligi mumkin |
| Periferik oqsillar | Fosfolipid qoʻshqavatining ichki va tashqi yuzasida joylashgan, lekin uning gidrofob asosiga botib kirmagan |
| Uglevodlar | Membrananing hujayradan tashqari tomonidagi oqsillarga yoki lipidlarga bogʻlangan (glikoproteinlar va glikolipidlarni hosil qiladi) |
Jadval OpenStax Biologyʼdan olingan.
Muhokamaga qoʻshilmoqchimisiz?
Hozircha izohlar yoʻq.