Biologia i (Polski)

w 1972 roku S. J. Singer i Garth L. Nicolson zaproponowali nowy model błony plazmowej, który w porównaniu z wcześniejszym zrozumieniem lepiej wyjaśniał zarówno obserwacje mikroskopowe, jak i funkcję błony plazmowej. Był to tzw. model fluid mosaic. Model ewoluował nieco w czasie, ale nadal najlepiej oddaje strukturę i funkcje błony plazmowej, jak je teraz rozumiemy., Model mozaiki płynów opisuje strukturę błony plazmatycznej jako mozaikę składników-w tym fosfolipidów, cholesterolu, białek i węglowodanów-w których składniki są w stanie przepływać i zmieniać położenie, zachowując podstawową integralność błony. Zarówno cząsteczki fosfolipidów, jak i osadzone białka są w stanie szybko i bocznie dyfundować w błonie. Płynność błony plazmowej jest niezbędna do aktywności niektórych enzymów i cząsteczek transportowych w błonie. Membrany plazmowe mają grubość od 5-10 nm., Dla porównania, ludzkie krwinki czerwone, widoczne za pomocą mikroskopu świetlnego, mają grubość około 8 µm lub około 1000 razy grubszą niż błona osocza. (Rysunek 1)

Rysunek 1. Model mozaiki płynnej struktury błony plazmowej opisuje błonę plazmową jako płynną kombinację fosfolipidów, cholesterolu, białek i węglowodanów.,

błona osocza składa się głównie z dwuwarstwowej fosfolipidów z wbudowanymi białkami, węglowodanami, glikolipidami i glikoproteinami, a w komórkach zwierzęcych-z cholesterolu. Ilość cholesterolu w błonach osocza zwierzęcego reguluje płynność błony i zmienia się w zależności od temperatury środowiska komórki. Innymi słowy, cholesterol działa jako środek przeciw zamarzaniu w błonie komórkowej i jest bardziej obfity u zwierząt, które żyją w zimnym klimacie.,

główna tkanina błony składa się z dwóch warstw cząsteczek fosfolipidów, a polarne końce tych cząsteczek (które wyglądają jak zbiór kul w artystycznym wykonaniu modelu) (ryc. 1) są w kontakcie z wodnym płynem zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz komórki. Tak więc obie powierzchnie błony plazmowej są hydrofilowe. W przeciwieństwie do tego, wnętrze membrany, między jej dwiema powierzchniami, jest hydrofobowym lub niepolarnym regionem ze względu na ogony kwasów tłuszczowych. Region ten nie przyciąga wody ani innych cząsteczek polarnych.,

białka stanowią drugi główny składnik chemiczny błon osocza. Białka integralne są osadzone w błonie osocza i mogą obejmować całość lub część błony. Białka integralne mogą służyć jako kanały lub pompy do przenoszenia materiałów do lub z komórki. Białka obwodowe znajdują się na zewnętrznych lub wewnętrznych powierzchniach błon, przyłączonych albo do białek integralnych, albo do cząsteczek fosfolipidów. Zarówno integralne, jak i peryferyjne białka mogą służyć jako enzymy, jako strukturalne załączniki do włókien cytoszkieletu lub jako część miejsc rozpoznawania komórki.,

węglowodany są trzecim głównym składnikiem błon osocza. Zawsze znajdują się na zewnętrznej powierzchni komórek i są związane z białkami (tworząc glikoproteiny) lub z lipidami (tworząc glikolipidy). Te łańcuchy węglowodanowe mogą składać się z 2-60 jednostek monosacharydowych i mogą być proste lub rozgałęzione. Wraz z białkami obwodowymi węglowodany tworzą wyspecjalizowane miejsca na powierzchni komórki, które umożliwiają komórkom rozpoznawanie się nawzajem.,

ewolucja w działaniu

jak wirusy infekują określone narządy

specyficzne cząsteczki glikoprotein wystawione na powierzchni błon komórkowych komórek gospodarza są wykorzystywane przez wiele wirusów do infekowania określonych narządów. Na przykład HIV jest w stanie przenikać przez błony osocza określonych rodzajów białych krwinek zwanych komórkami pomocniczymi T i monocytami, a także niektórymi komórkami ośrodkowego układu nerwowego. Wirus zapalenia wątroby atakuje tylko komórki wątroby.,

wirusy te są w stanie zaatakować te komórki, ponieważ komórki mają miejsca wiązania na ich powierzchniach, które wirusy wykorzystały z równie specyficznymi glikoproteinami w ich płaszczach. (Rysunek 2). Komórka jest oszukana przez naśladownictwo cząsteczek powłoki wirusa, a wirus jest w stanie wejść do komórki. Inne miejsca rozpoznania na powierzchni wirusa oddziałują z ludzkim układem odpornościowym, co skłania organizm do wytwarzania przeciwciał. Przeciwciała są wytwarzane w odpowiedzi na antygeny (lub białka związane z inwazyjnymi patogenami)., Te same miejsca służą jako miejsca dla przeciwciał dołączyć, i albo zniszczyć lub hamować aktywność wirusa. Niestety, te miejsca na HIV są kodowane przez geny, które zmieniają się szybko, co sprawia, że produkcja skutecznej szczepionki przeciwko wirusowi bardzo trudne. Populacja wirusa w obrębie zakażonego osobnika szybko ewoluuje w wyniku mutacji w różne populacje lub warianty, wyróżniające się różnicami w tych miejscach rozpoznawania., Ta szybka zmiana markerów powierzchni wirusa zmniejsza skuteczność układu odpornościowego osoby w atakowaniu wirusa, ponieważ przeciwciała nie rozpoznają nowych zmian wzorców powierzchni.

Rysunek 2. HIV dokuje i wiąże się z receptorem CD4, glikoproteiną na powierzchni limfocytów T, przed wejściem lub zakażeniem komórki.