Opracowania.pl PLUS:
Zaloguj się żeby dostać więcej

Podstawowe typy komórek. Charakterystyka struktur komórkowych - Błona komórkowa

Zewnętrzna błona otaczająca komórkę ma za zadanie oddzielać ją od otoczenia, ale równocześnie umożliwić jej kontakt ze środowiskiem.

Budowa błony komórkowej

Błona komórkowa ma budowę białkowo-lipidową. Podstawowym składnikiem z grupy lipidów są fosfolipidy. Cząsteczki te tworzą dwie warstwy charakterystycznie ułożone „główkami” na zewnątrz i „ogonkami” do środka.

Pomiędzy fosfolipidami znajdują się białka, których rola może być różna, np.:

- są elementem budulcowym błony

- uczestniczą w transporcie substancji do i z komórki (białka transportowe)

- odbierają sygnały ze środowiska (białka receptorowe).

Błona jest strukturą dynamiczną. Białka wchodzące w skład błony nieustająco zmieniają swoje położenie, dlatego jej budowę najlepiej ilustruje model płynnej mozaiki.

Budowa fosfolipidu. Glicerol (główka), reszta kwasu fosforowego, kwasy tłuszczowe (ogonki).Budowa błony białkowo-lipidowej (model płynnej mozaiki). Fosfolipidy, białka.

Przechodzenie substancji przez błonę komórkową

Błona komórkowa jest półprzepuszczalna. Oznacza to, że niektóre substancje mogą przez nią przenikać, a inne nie. W transporcie błonowym biorą też udział białka, pomagając większym cząsteczkom w przejściu na drugą stronę.

Sposoby przechodzenia substancji przez błonę komórkową:

1. Dyfuzja prosta to swobodne przenikanie substancji przez błonę, w którym wykorzystywana jest naturalna dążność cząsteczek do wyrównania stężeń. Odbywa się zawsze w kierunku od wyższego stężenia do niższego (zgodnie z gradientem stężeń). Dotyczy cząsteczek na tyle małych, że mogą zmieścić się w porach pomiędzy cząsteczkami lipidów (np. tlen, dwutlenek węgla) lub cząsteczek rozpuszczalnych w tłuszczach.

2. Dyfuzja wspomagana dotyczy cząsteczek większych, które nie mieszczą się w porach błony komórkowej, np. glukozy czy aminokwasów. Do przejścia na drugą stronę wykorzystują one odpowiednie białka transportowe. Kierunek transportu jest zgodny z gradientem stężeń, więc proces ten nie wymaga nakładu energii.

3. Transport aktywny polega na przenoszeniu cząsteczek wbrew gradientowi stężeń, czyli od niższego stężenia do wyższego. Transport taki przebiega wbrew naturalnym prawom dyfuzji i dlatego wymaga sporych nakładów energii i obecności białek transportowych.

Sposoby przechodzenia substancji przez błonę komórkową. Dyfuzja prosta, dyfuzja wspomagana, transport aktywny. Białko transportowe, energia (ATP).

Dyfuzja nigdy nie wymaga nakładów energii, gdyż odbywa się zgodnie z gradientem stężeń.

W dyfuzji wspomaganej biorą udział białka transportowe.

Transport aktywny wymaga nakładów energii i obecności białek transportowych, gdyż zachodzi wbrew gradientowi stężeń.

Omówione wyżej sposoby dotyczą przenikania substancji rozpuszczonych w wodzie. Natomiast sama woda może swobodnie przenikać przez błonę w procesie zwanym osmozą.

Osmoza jest szczególnym rodzajem dyfuzji polegającym na przenikaniu przez błonę półprzepuszczalną cząsteczek rozpuszczalnika.

Kierunek przepływu wody będzie zależał od stężenia rozpuszczonych substancji w środowisku komórki:

- jeśli stężenie substancji jest wyższe na zewnątrz komórki niż w jej wnętrzu, mówimy, że komórka znajduje się w roztworze hipertonicznym. Woda, dążąc do wyrównania stężeń, będzie wypływać z komórki i komórka będzie się kurczyć.

- jeśli stężenie substancji na zewnątrz jest niższe niż we wnętrzu komórki, to roztwór taki nazywamy hipotonicznym. Woda będzie wnikać do środka, a komórka będzie pęcznieć

- jeśli stężenie jest jednakowe na zewnątrz i we wnętrzu, mówimy, że komórka jest w roztworze izotonicznym. Ilość wody wpływającej do komórki jest równa ilości wody wypływającej i stan komórki nie zmienia się.

Jedynym właściwym środowiskiem dla komórki jest roztwór izotoniczny. Przebywanie przez dłuższy czas w roztworze hipertonicznym lub hipotonicznym jest niebezpieczne dla jej życia, często kończy się śmiercią. Dla komórek ludzkiego ciała roztwór izotoniczny to roztwór 0,9% NaCl, nazywany jest płynem fizjologicznym i stosowany przy podawaniu leków w postaci zastrzyków lub kroplówek.

Potencjał komórki

Błona komórkowa jest spolaryzowana. Oznacza to nierównomierne rozmieszczenie ładunków jonowych na powierzchni błony. Na zewnętrznej jej powierzchni gromadzą się ładunki dodatnie, a na wewnętrznej ładunki ujemne. Za stan polaryzacji odpowiadają nierównomiernie rozmieszczone jony sodu i potasu, które transportowane są przez błonę przy udziale specjalnego białka tzw. pompy sodowo-potasowej. Inne białka błonowe, nazywane kanałami jonowymi są w tym czasie zamknięte. Spolaryzowanie błony komórkowej utrzymuje komórkę w stanie ciągłego oczekiwania na bodziec. Zadziałanie bodźca ze środowiska powoduje otwarcie kanałów jonowych i wyrównanie rozmieszczenia ładunków. Nazywane jest to depolaryzacją błony komórkowej. Depolaryzacja, niczym fala, rozchodzi się po powierzchni komórki wyzwalając jej reakcję.

Potencjał spoczynkowy to stan gotowości komórki do zareagowania na bodziec.

Stan ten utrzymywany jest dzięki polaryzacji błony komórkowej, natomiast sama reakcja zachodzi na skutek jej depolaryzacji i nazywana jest potencjałem czynnościowym.

Błony białkowo-lipidowe o właściwościach podobnych do omówionej błony komórkowej, występują również we wnętrzu komórki. Otaczają organella komórkowe, takie jak jądro, mitochondria, czy chloroplasty, tworzą liczne pęcherzyki wypełnione różnymi substancjami oraz całą sieć kanalików nazwanych siateczką wewnątrzplazmatyczną.

Wszystkie błony występujące w komórce mają budowę białkowo-lipidową i są półprzepuszczalne. Błony takie nazywamy błonami biologicznymi.

Siateczka wewnątrzplazmatyczna

To system kanalików przecinających wnętrze komórki, połączonych z błoną komórkową oraz z błoną jądrową. Rozróżniamy w komórce dwa typy siateczki:

- gładką - na jej powierzchni nie występują żadne struktury, bierze ona udział w produkcji lipidów

- szorstką - do jej powierzchni przyczepione są liczne rybosomy, które uczestniczą w syntezie białka

Niezależnie od rodzaju siateczki pełni ona też inne funkcje:

- dzieli komórkę na przedziały, dzięki temu obok siebie mogą zachodzić różne, czasem przeciwstawne reakcje biochemiczne

- ułatwia transport wewnątrzkomórkowy - duże cząsteczki (np. białka) są przesyłane kanalikami siateczki

Siateczka wewnątrzplazmatyczna: gładka, szorstka. Rybosomy.

Wybierz szkołę

Szkoła