เยื่อหุ้มเซลล์

คำนิยาม

เซลล์เป็นหน่วยที่เล็กที่สุดและเชื่อมโยงกันซึ่งประกอบเป็นอวัยวะและเนื้อเยื่อ เซลล์แต่ละเซลล์ถูกล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งเป็นกำแพงกั้นที่ประกอบด้วยอนุภาคไขมันพิเศษสองชั้นที่เรียกว่าลิพิดสองชั้น ลิพิดไบเลเยอร์สามารถจินตนาการได้ว่าเป็นฟิล์มไขมันสองแผ่นซ้อนกันซึ่งเนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีของพวกมันไม่สามารถแยกออกจากกันได้จึงสร้างหน่วยที่มีเสถียรภาพมาก เยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่ต่าง ๆ มากมาย: ใช้สำหรับการสื่อสารการป้องกันและเป็นสถานีควบคุมสำหรับเซลล์

มีเยื่อหุ้มเซลล์ใดบ้าง?

ไม่เพียง แต่ตัวเซลล์จะถูกล้อมรอบด้วยเมมเบรนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงออร์แกเนลล์ของเซลล์ด้วย ออร์แกเนลล์ของเซลล์เป็นพื้นที่ขนาดเล็กคั่นด้วยเมมเบรนภายในเซลล์ซึ่งแต่ละส่วนมีหน้าที่ของตัวเอง พวกมันแตกต่างกันในโปรตีนซึ่งฝังอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์และทำหน้าที่เป็นตัวขนส่งสำหรับสารที่จะขนส่งผ่านเมมเบรน

เยื่อไมโทคอนเดรียด้านในเป็นรูปแบบพิเศษของเยื่อหุ้มเซลล์ไมโตคอนเดรียเป็นออร์แกเนลล์ที่มีความสำคัญต่อเซลล์ในการสร้างพลังงาน พวกมันถูกดูดซึมเข้าสู่เซลล์ของมนุษย์ในเวลาต่อมาในช่วงวิวัฒนาการเท่านั้น ดังนั้นพวกเขาจึงมีเยื่อหุ้มไขมันสองชั้น ด้านนอกเป็นมนุษย์คลาสสิกด้านในเป็นเมมเบรนเฉพาะสำหรับไมโทคอนดรีออน ประกอบด้วยคาร์ดิโอลิพินซึ่งเป็นกรดไขมันที่สร้างขึ้นในฟิล์มไขมันและสามารถพบได้ในเยื่อหุ้มชั้นในเท่านั้นและไม่มีอื่น ๆ

ร่างกายมนุษย์มีเพียงเซลล์ที่ล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ อย่างไรก็ตามยังมีเซลล์เช่นแบคทีเรียที่ล้อมรอบด้วยผนังเซลล์ ดังนั้นคำว่าผนังเซลล์และเยื่อหุ้มเซลล์จึงไม่สามารถใช้คำพ้องความหมายได้ ผนังเซลล์หนาขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและทำให้เยื่อหุ้มเซลล์มีเสถียรภาพ ผนังเซลล์ไม่จำเป็นในร่างกายมนุษย์เนื่องจากเซลล์แต่ละเซลล์สามารถรวมตัวกันเพื่อสร้างความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่ง ในทางกลับกันแบคทีเรียเป็นเซลล์เซลล์เดียวกล่าวคือประกอบด้วยเพียงเซลล์เดียวซึ่งจะอ่อนแอลงอย่างมากหากไม่มีผนังเซลล์

อ่านรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่: แบคทีเรีย

โครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์

เยื่อหุ้มเซลล์แยกส่วนต่างๆออกจากกัน ในการทำเช่นนี้พวกเขาต้องเป็นไปตามข้อกำหนดที่แตกต่างกันประการแรกเยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยฟิล์มไขมันสองชั้นสองชั้นซึ่งจะประกอบด้วยกรดไขมันแต่ละชนิด กรดไขมันประกอบด้วยที่ละลายน้ำได้ hydrophilic หัวและจากที่ไม่ละลายน้ำ ไม่ชอบน้ำ หาง. หัวติดกันในระนาบเดียวเพื่อให้มวลของหางชี้ไปในทิศทางเดียว ในทางกลับกันกรดไขมันอีกชุดหนึ่งจะสะสมในรูปแบบเดียวกัน สิ่งนี้จะสร้างเลเยอร์สองชั้นซึ่งล้อมรอบด้านนอกด้วยหัวและด้วยวิธีนี้ภายใน ไม่ชอบน้ำ พื้นที่คือบริเวณที่น้ำไม่สามารถซึมผ่านได้สร้างขึ้น

ขึ้นอยู่กับโมเลกุลที่เป็นส่วนหัวของกรดไขมันพวกมันมีชื่อที่แตกต่างกันและคุณสมบัติที่แตกต่างกัน แต่สิ่งเหล่านี้มีบทบาทรองลงมาเท่านั้น กรดไขมันสามารถไม่อิ่มตัวหรืออิ่มตัวได้ขึ้นอยู่กับหางและโครงสร้างทางเคมี กรดไขมันไม่อิ่มตัวมีความแข็งมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและทำให้การไหลของเยื่อหุ้มลดลงในขณะที่กรดไขมันอิ่มตัวช่วยเพิ่มความลื่นไหล ความลื่นไหลเป็นตัวชี้วัดความคล่องตัวและความผิดปกติของ lipid bilayer ขึ้นอยู่กับงานและสภาพของเซลล์จำเป็นต้องมีระดับความคล่องตัวและความแข็งแกร่งที่แตกต่างกันซึ่งสามารถทำได้โดยการรวมตัวกันเพิ่มเติมของกรดไขมันชนิดหนึ่งหรือชนิดอื่น

นอกจากนี้คอเลสเตอรอลยังสามารถสร้างขึ้นในเมมเบรนซึ่งจะช่วยลดการไหลเวียนของเลือดและทำให้เยื่อมีเสถียรภาพ เนื่องจากโครงสร้างนี้สารที่ไม่ละลายน้ำขนาดเล็กมากเท่านั้นจึงสามารถเอาชนะเมมเบรนได้อย่างง่ายดาย

อย่างไรก็ตามเนื่องจากสารที่มีขนาดใหญ่กว่าอย่างมีนัยสำคัญและไม่ละลายน้ำก็ต้องข้ามเมมเบรนเพื่อที่จะขนส่งเข้าหรือออกจากเซลล์จึงจำเป็นต้องขนส่งโปรตีนและช่องทาง สิ่งเหล่านี้จะถูกเก็บไว้ในเยื่อหุ้มระหว่างกรดไขมัน เนื่องจากช่องสัญญาณเหล่านี้สามารถผ่านได้สำหรับโมเลกุลบางชนิดและไม่ใช่ช่องอื่น ๆ จึงพูดถึงอย่างหนึ่ง กึ่งซึมผ่าน เยื่อหุ้มเซลล์เช่นการซึมผ่านบางส่วน

กลุ่มอาคารสุดท้ายของเยื่อหุ้มเซลล์คือตัวรับ ตัวรับยังเป็นโปรตีนขนาดใหญ่ที่ส่วนใหญ่ผลิตในเซลล์แล้วสร้างขึ้นในเมมเบรน คุณสามารถขยายได้อย่างสมบูรณ์หรือได้รับการสนับสนุนจากภายนอกเท่านั้น เนื่องจากโครงสร้างทางเคมีของพวกเขาตัวขนส่งช่องสัญญาณและตัวรับยังคงอยู่ในและบนเมมเบรนอย่างแน่นหนาและไม่สามารถถอดออกได้ง่าย อย่างไรก็ตามสามารถเคลื่อนย้ายไปด้านข้างไปยังตำแหน่งต่างๆภายในเมมเบรนได้ขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่ต้องการ

สุดท้ายอาจยังมีโซ่น้ำตาลอยู่ด้านนอกของเยื่อหุ้มเซลล์ในแง่เทคนิค glycocalyx เรียกว่า ตัวอย่างเช่นพวกเขาเป็นพื้นฐานของระบบกรุ๊ปเลือด เนื่องจากเยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยส่วนประกอบต่าง ๆ จำนวนมากซึ่งสามารถเปลี่ยนตำแหน่งที่แน่นอนได้จึงเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าแบบจำลองโมเสคเหลว

อ่านรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่: กรุ๊ปเลือด

ความหนาของเยื่อหุ้มเซลล์

เยื่อหุ้มเซลล์มีความหนาประมาณ 7 นาโนเมตรกล่าวคือบางมาก แต่ยังแข็งแรงและผ่านไม่ได้สำหรับสารส่วนใหญ่ บริเวณส่วนหัวมีความหนาประมาณ 2 นาโนเมตรในช่วง ไม่ชอบน้ำ พื้นที่หางกว้าง 3 นาโนเมตร ค่านี้แทบจะไม่แตกต่างกันระหว่างเซลล์ประเภทต่างๆในร่างกายมนุษย์

ส่วนประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์มีอะไรบ้าง?

โดยทั่วไปเยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยฟอสโฟลิปิดสองชั้น ฟอสโฟลิปิดเป็นส่วนประกอบที่ประกอบด้วยส่วนที่ชอบน้ำเช่นชอบน้ำหัวและหางซึ่งเกิดจากกรดไขมันสองชนิด ส่วนที่ประกอบด้วยกรดไขมันคือไม่ชอบน้ำซึ่งหมายความว่ามันขับไล่น้ำ
ในฟอสโฟลิปิดสองชั้นส่วนประกอบที่ไม่ชอบน้ำจะชี้เข้าหากัน ส่วนที่ชอบน้ำจะชี้ไปที่ด้านนอกและด้านในของเซลล์ โครงสร้างของเมมเบรนนี้ช่วยให้สภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำสองแห่งแยกออกจากกันได้

เยื่อหุ้มเซลล์ยังมีสฟิงโคลิปิดและคอเลสเตอรอล สารเหล่านี้ควบคุมโครงสร้างและความลื่นไหลของเยื่อหุ้มเซลล์ ความลื่นไหลเป็นการวัดว่าโปรตีนสามารถเคลื่อนที่ในเยื่อหุ้มเซลล์ได้ดีเพียงใด ยิ่งความลื่นไหลของเยื่อหุ้มเซลล์สูงขึ้นโปรตีนก็จะเคลื่อนที่เข้าไปได้ง่ายขึ้น

นอกจากนี้ยังมีโปรตีนที่แตกต่างกันมากมายในเยื่อหุ้มเซลล์ โปรตีนเหล่านี้ใช้ในการขนส่งสารผ่านเมมเบรนหรือทำปฏิกิริยากับสิ่งแวดล้อม ปฏิสัมพันธ์นี้สามารถเกิดขึ้นได้จากพันธะโดยตรงระหว่างเซลล์ใกล้เคียงหรือผ่านสารส่งสารที่จับกับโปรตีนเมมเบรน

หัวข้อต่อไปนี้อาจเป็นที่สนใจของคุณ: พลาสมาของเซลล์ในร่างกายมนุษย์

ฟอสโฟลิปิดในเยื่อหุ้มเซลล์

ฟอสโฟลิปิดเป็นองค์ประกอบหลักของเยื่อหุ้มเซลล์ ฟอสโฟลิปิดเป็นแอมฟิฟิลิก ซึ่งหมายความว่าประกอบด้วยส่วนที่ชอบน้ำและส่วนที่ไม่ชอบน้ำ คุณสมบัติของฟอสโฟลิปิดนี้ช่วยให้ภายในเซลล์แยกออกจากสิ่งแวดล้อมได้

ฟอสโฟลิปิดมีหลายรูปแบบ กระดูกสันหลังที่ชอบน้ำของฟอสโฟลิปิดประกอบด้วยกลีเซอรีนหรือสฟิงโกซีน ทั้งสองรูปแบบมีเหมือนกันที่โซ่ไฮโดรคาร์บอนที่ไม่ชอบน้ำสองตัวติดอยู่กับโครงสร้างพื้นฐาน

คอเลสเตอรอลในเยื่อหุ้มเซลล์

คอเลสเตอรอลมีอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อช่วยควบคุมความลื่นไหล ความลื่นไหลคงที่เป็นสิ่งสำคัญมากในการรักษากระบวนการขนส่งของเยื่อหุ้มเซลล์ ที่อุณหภูมิสูงเยื่อหุ้มเซลล์มีแนวโน้มที่จะกลายเป็นของเหลวเกินไป พันธะระหว่างฟอสโฟลิปิดซึ่งอ่อนแออยู่แล้วภายใต้สถานการณ์ปกติแม้จะอ่อนแอลงเมื่ออุณหภูมิสูง เนื่องจากโครงสร้างที่แข็งโคเลสเตอรอลจึงช่วยรักษาความแข็งแรง

มันดูแตกต่างกันที่อุณหภูมิต่ำ ที่นี่เมมเบรนอาจแน่นเกินไป ฟอสโฟลิปิดซึ่งมีกรดไขมันอิ่มตัวเป็นส่วนประกอบที่ไม่ชอบน้ำจะกลายเป็นของแข็งโดยเฉพาะ ซึ่งหมายความว่าฟอสโฟลิปิดสามารถนอนใกล้กันได้ ในกรณีนี้คอเลสเตอรอลที่เก็บไว้ในเยื่อหุ้มเซลล์จะทำให้เกิดความลื่นไหลเพิ่มขึ้นเนื่องจากคอเลสเตอรอลมีโครงสร้างวงแหวนที่แข็งจึงทำหน้าที่เป็นตัวเว้นระยะ

สามารถดูข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับ "คอเลสเตอรอล" ได้ที่:

• LDL - "ไลโปโปรตีนความหนาแน่นต่ำ"
• HDL - "ไลโปโปรตีนความหนาแน่นสูง"
• Cholesterol Esterase - นั่นคือสิ่งที่สำคัญสำหรับ

หน้าที่ของเยื่อหุ้มเซลล์

ตามโครงสร้างที่ซับซ้อนของเยื่อหุ้มเซลล์แสดงให้เห็นว่าพวกเขาต้องทำหน้าที่ต่างๆมากมายซึ่งอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดและตำแหน่งของเซลล์ ในแง่หนึ่งโดยทั่วไปเมมเบรนเป็นตัวแทนของสิ่งกีดขวางหน้าที่ที่ไม่ควรมองข้าม ปฏิกิริยานับไม่ถ้วนเกิดขึ้นพร้อมกันในร่างกายของเราในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง หากพวกเขาทั้งหมดเกิดขึ้นในห้องเดียวกันพวกเขาจะมีอิทธิพลอย่างมากและถึงกับยกเลิกกันและกัน กระบวนการเมแทบอลิซึมที่มีการควบคุมจะไม่สามารถเกิดขึ้นได้และมนุษย์ในขณะที่มันดำรงอยู่และทำงานโดยรวมจะเป็นสิ่งที่นึกไม่ถึง

นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นสื่อกลางในการขนส่งสำหรับสารหลากหลายชนิดที่ขนส่งผ่านเมมเบรนโดยใช้ตัวขนส่ง เพื่อให้สามารถทำงานร่วมกันเป็นอวัยวะได้เซลล์แต่ละเซลล์จะต้องสัมผัสกันผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ สิ่งนี้ทำได้โดยการเชื่อมต่อโปรตีนและตัวรับต่างๆ เซลล์สามารถใช้ตัวรับเพื่อระบุตัวตนสื่อสารกันและแลกเปลี่ยนข้อมูล เช่น. ไกลโคคาลิกซ์เป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่แตกต่างระหว่างเซลล์ของร่างกายและเซลล์ต่างประเทศ ตัวรับคือโปรตีนที่รับสัญญาณจากภายนอกเซลล์และส่งผ่านไปยังนิวเคลียสของเซลล์และทำให้“ สมอง” ของเซลล์ ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมีของอนุภาคเคมีที่เชื่อมต่อกับตัวรับมันจะอยู่ที่ด้านนอกของเซลล์ในเซลล์หรือในเยื่อหุ้มเซลล์

แต่เซลล์เองก็สามารถถ่ายทอดข้อมูลได้เช่นกัน ที่มีชื่อเสียงที่สุดในร่างกายของเราคือเซลล์ประสาท เพื่อให้พวกมันสามารถทำหน้าที่ได้เยื่อหุ้มของมันจะต้องสามารถส่งสัญญาณไฟฟ้าได้ สัญญาณไฟฟ้าเกิดขึ้นเนื่องจากประจุที่แตกต่างกันภายในและภายนอกเซลล์ ต้องรักษาความแตกต่างของประจุนี้หรือที่เรียกว่าการไล่ระดับสี ในบริบทนี้เราพูดถึงศักยภาพของเมมเบรน เยื่อหุ้มเซลล์แยกพื้นที่ที่มีประจุไฟฟ้าต่างกันออกจากกัน แต่ในขณะเดียวกันก็มีช่องสัญญาณที่อนุญาตให้มีการย้อนกลับของอัตราส่วนประจุไฟฟ้าโดยย่อเพื่อให้กระแสไฟฟ้าจริงและข้อมูลที่จะส่งผ่านสามารถไหลได้ ปรากฏการณ์นี้เรียกอีกอย่างว่าศักยภาพในการกระทำ

อ่านรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่: เซลล์ประสาท

กระบวนการขนส่งในเยื่อหุ้มเซลล์

เยื่อหุ้มเซลล์ดังกล่าวไม่สามารถซึมผ่านโมเลกุลและไอออนขนาดใหญ่ได้ เพื่อให้เกิดการแลกเปลี่ยนระหว่างภายในเซลล์และสิ่งแวดล้อมได้มีโปรตีนในเยื่อหุ้มเซลล์ที่ลำเลียงโมเลกุลต่างๆเข้าและออกจากเซลล์

ด้วยโปรตีนเหล่านี้มีการสร้างความแตกต่างระหว่างช่องทางที่สารผ่านเข้าหรือออกจากเซลล์โดยผ่านความแตกต่างของความเข้มข้น โปรตีนอื่น ๆ ต้องสร้างพลังงานเพื่อขนส่งสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

อีกรูปแบบหนึ่งของการขนส่งที่สำคัญคือถุง ถุงเป็นฟองอากาศขนาดเล็กที่บีบออกจากเยื่อหุ้มเซลล์ สารที่ผลิตในเซลล์สามารถปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมผ่านถุงน้ำเหล่านี้ นอกจากนี้ยังสามารถกำจัดสารออกจากสภาพแวดล้อมของเซลล์ได้อีกด้วย

ความแตกต่างของเยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรีย - เพนิซิลลิน

เยื่อหุ้มเซลล์ของ แบคทีเรีย แทบจะไม่แตกต่างจากร่างกายมนุษย์ ความแตกต่างใหญ่ระหว่างเซลล์อยู่ใน ผนังเซลล์เพิ่มเติมของแบคทีเรีย. ผนังเซลล์ยึดตัวเองกับด้านนอกของเยื่อหุ้มเซลล์และด้วยวิธีนี้จะทำให้แบคทีเรียมีเสถียรภาพและปกป้องแบคทีเรียซึ่งหากไม่มีมันก็จะเสี่ยง เธอออกไป Mureinซึ่งเป็นอนุภาคน้ำตาลพิเศษซึ่งสามารถรวมโปรตีนอื่น ๆ เข้าด้วยกันได้เช่น การเคลื่อนไหวและการสืบพันธุ์ บริการ ยาปฏิชีวนะ สามารถขัดขวางการสังเคราะห์ของผนังเซลล์และทำงานได้ ฆ่าเชื้อแบคทีเรียนั่นคือมันฆ่าแบคทีเรีย ด้วยวิธีนี้การดำเนินการที่กำหนดเป้าหมายเพื่อต่อต้านแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดโรคสามารถทำได้โดยไม่ทำลายเซลล์ของร่างกายในเวลาเดียวกัน