אנו מסבירים מהי קרום התא וכמה ממאפייניו. בנוסף, תפקידו ומבנה שכבת השומנים הזו.
מהי קרום התא?
שכבה כפולה של פוספוליפידים המקיפה ותוחמת את התאים נקראת קרום התא, קרום הפלזמה, הפלזמהלמה או הממברנה הציטופלזמית. תאים, הפרדת הפנים מהחוץ ומאפשרת את האיזון הפיזי והכימי בין הסביבה ל ציטופלזמה של התא. זהו החלק החיצוני ביותר של התא.
קרום זה אינו נראה לעין מיקרוסקופ אופטי (כן לאלקטרוני), מכיוון שיש לו עובי ממוצע של 8 ננומטר (1 ננומטר = 10-9 מ') והוא ממוקם, תאי ירקות ובאלה של פטריות, מתחת לדופן התא.
המאפיין העיקרי של קרום התא הוא חדירותו הסלקטיבית, כלומר יכולתו לאפשר או לדחות כניסה של מולקולות לתוך התא, ובכך מווסת את המעבר של מים, חומרים מזינים או מלחים יוניים, כך שהציטופלזמה נמצאת תמיד בתנאים האופטימליים של פוטנציאל אלקטרוכימי (טעון שלילי), pH או ריכוז.
תפקוד קרום התא
קרום התא ממלא את הפונקציות הבאות:
- תיחום. הוא מגדיר ומגן על התא, מבדיל בין חוץ לפנים ותא אחד למשנהו. בנוסף, זהו מחסום ההגנה הראשון מפני סוכנים פולשים אחרים.
- הַנהָלָה. הסלקטיביות שלו מאפשרת לו לפנות את מקומו לחומרים הרצויים בתא ולמנוע את הכניסה לאלו הבלתי רצויים, ומשמשים כ תִקשׁוֹרֶת בין החוץ לפנים תוך ויסות התנועה האמורה.
- שְׁמִירָה. באמצעות חילופי נוזלים וחומרים, הממברנה מאפשרת לשמור על ריכוז יציב של מים ואחרים מומסים בציטופלזמה, שמור על רמת ה-pH שלה והמטען האלקטרוכימי שלה קבועים.
- תִקשׁוֹרֶת. הממברנה יכולה להגיב לגירויים מבחוץ, להעביר מידע לפנים התא ולהניע תהליכים מסוימים כמו חלוקת תאים, תְנוּעָה תאי או הפרדה של חומרים ביוכימיים.
מבנה קרום התא
קרום התא מורכב משתי שכבות של שומנים amphipathic, שראשיהם הקוטביים ההידרופיליים (זיקה למים) מכוונים פנימה ומחוצה לו התא, ושומרים על חלקיהם ההידרופוביים (דוחי המים) במגע, בדומה לסנדוויץ'. שומנים אלו הם בעיקר כולסטרול, אך גם פוספוגליצרידים וספינגוליפידים.
היא מחזיקה גם ב-20% מ חֶלְבּוֹן אינטגרלי והיקפי, הממלאים פונקציות של חיבור, הובלה, קליטה וקטליזה. חלבוני הממברנה האינטגרליים משובצים בשכבה הדו-שכבה כשהמשטחים ההידרופיליים שלהם חשופים לסביבה המימית והמשטחים ההידרופוביים שלהם במגע עם הפנים ההידרופובי של הדו-שכבה.
חלבונים טרנסממברניים הם חלבונים אינטגרליים המשתרעים לחלוטין על עובי הממברנה. חלבוני ממברנה היקפית נקשרים עם פני השטח של הדו-שכבה, נקשרים בדרך כלל לאזורים חשופים של חלבונים אינטגרליים, ומתנתקים בקלות מבלי להפריע למבנה הממברנה. בזכותם יש גם זיהוי תאים, סוג של תקשורת ביוכימית.
לבסוף, לממברנת התא יש רכיבי פחמימות (סוכרים), או פוליסכרידים או אוליגוסכרידים, שנמצאים בצד החיצוני של הממברנה ויוצרים גליקוקליקס. סוכרים אלו מייצגים רק 8% מהמשקל היבש של הממברנה ומשמשים כחומר תמיכה, כמזהים בתקשורת בין תאית וכהגנה על פני התא מפני תוקפנות מכניות וכימיות.
הובלה אקטיבית והובלה פסיבית
הממברנות יוצרות תאים בתוך תאים איקריוטיים הם מאפשרים מגוון פונקציות נפרדות. בנוסף, הם משמשים כמשטחים לתגובות ביוכימיות.
רב יונים ומולקולות קטנות נעות דרך ממברנות ביולוגיות בהובלה פסיבית (ללא הוצאת אנרגיה) ובאמצעות הובלה אקטיבית (עם הוצאת אנרגיה).
דיפוזיה היא תנועה נטו של חומר במורד שיפוע הריכוז שלו מאזור בריכוז גבוה יותר לאזור בריכוז נמוך יותר.
הובלה פסיבית דרך דו-שכבת השומנים נקראת דיפוזיה פשוטה וזו המתבצעת דרך תעלות יונים וחלבוני ממברנה נקראת דיפוזיה קלה.
ה סְפִיגָה זהו סוג של דיפוזיה שבה מולקולות מים עוברות דרך קרום חדיר למחצה מאזור עם ריכוז אפקטיבי גבוה יותר של מים לאזור בו הריכוז האפקטיבי שלהן נמוך יותר.
בהובלה פעילה, התא מוציא אנרגיה מטבולית כדי להעביר יונים או מולקולות על פני ממברנה, כנגד שיפוע ריכוז.
הובלה פעילה ראשונית, הנקראת גם הובלה פעילה ישירה, משתמשת באנרגיה מטבולית ישירות כדי להעביר מולקולות על פני הממברנה. לדוגמה, משאבת הנתרן-אשלגן משתמשת ב-ATP כדי לשאוב יוני נתרן מהתא ויוני אשלגן לתוך התא.
ב-cotransport, הנקרא גם הובלה פעילה עקיפה, שני מומסים מועברים בו-זמנית. משאבת ATP מונעת שומרת על שיפוע ריכוז. אז חלבון נשא מעביר יחד שני מומסים. מומס נע במורד שיפוע הריכוז שלו ומשתמש באנרגיה המשתחררת כדי להעביר מומס אחר כנגד שיפוע הריכוז שלו.
אנדוציטוזיס ואקסוציטוזיס
חלק מהחומרים הגדולים יותר, כגון מולקולות גדולות, חלקיקים של מזון או אפילו תאים קטנים, הם גם נעים פנימה או מחוץ לתאים. הם מועברים על ידי אקסוציטוזיס ואנדוציטוזיס. כמו הובלה אקטיבית, תהליכים אלו דורשים הוצאה של אנרגיה ישירות מהתא. זה מתרחש באמצעות היווצרות שלפוחיות בממברנת התא, אשר, תלוי אם הן נכנסות או יוצאות, מאפשרות לחומר הרצוי להתמוסס ב ציטופלזמה או להיפך, ב סביבה.
- באקסוציטוזיס. תא מגרש חומרים פסולת או תוצרי הפרשה (כגון הורמונים) על ידי איחוי שלפוחית עם קרום הפלזמה.
- באנדוציטוזיס. החומרים משולבים בתא. מספר סוגים של מנגנוני אנדוציטוזיס פועלים במערכות ביולוגיות, כולל פגוציטוזיס, פינוציטוזיס ואנדוציטוזיס בתיווך קולטן.
- בפינוציטוזיס ("שתיית תאים"). התא קולט את החומרים המומסים.
- באנדוציטוזיס בתיווך קולטן.מולקולות ספציפיות משתלבות עם חלבוני קולטן על ממברנת הפלזמה. אנדוציטוזיס בתיווך קולטן הוא המנגנון העיקרי שבו תאים אוקריוטיים קולטים מקרומולקולות.
- בפגוציטוזיס (תרתי משמע, "תאים אוכלים"). התא בולע חלקיקים גדולים של מוצקים כמזון או בַּקטֶרִיָה. האחרון הוא חיוני במקרה של תאים מסוימים ו אורגניזמים חד-תאיים שבולעים (עוטפים בקרום שלהם) את החומר ל תְזוּנָה.