Innhold
- Grunnleggende om celle
- Cellemembranen
- Lipid bilayer-funksjoner
- Ytterligere komponenter i bilayer
- Cellemembrantransport
- Blodhjernebarrieren
Hjerneceller er en type nevron eller nervecelle. Det finnes også forskjellige typer hjerneceller. Men alle nevroner er det celler, og alle celler i organismer som har nervesystemer deler en rekke egenskaper. Faktisk, alle celler, uavhengig av om de er encellede bakterier eller mennesker, har noen få funksjoner til felles.
Et vesentlig kjennetegn ved alle celler er at de har en dobbel plasmamembran, ringte cellemembran, som omgir hele cellen. En annen er at de har en cytoplasma på innsiden av membranen, og danner hoveddelen av cellemassen. En tredje er at de har ribosomer, proteinlignende strukturer som syntetiserer alle proteiner laget av cellen. En fjerde er at de inkluderer genetisk materiale i form av DNA.
Som nevnt består cellemembraner av en dobbel plasmamembran. Den "doble" kommer av at cellemembranen også sies å bestå av en fosfolipid dobbeltlag, med "bi-" som et prefiks som betyr "to." Denne bilipidmembranen, som den også noen ganger kalles, har en rekke nøkkelfunksjoner i tillegg til å beskytte cellen som helhet.
Grunnleggende om celle
Alle organismer består av celler. Som nevnt varierer antall celler en organisme mye fra art til art, og noen mikrober inkluderer bare en enkelt celle. Uansett er celler livets byggesteiner i den forstand at de er de minste individuelle enhetene i levende ting som kan skryte av alle egenskapene som er knyttet til livet, for eksempel metabolisme, reproduksjon og så videre.
Alle organismer kan deles inn i prokaryoter og eukaryoter. Pr* okaryotes* er nesten alle encellede og inkluderer de mange variantene av bakterier som befolker planeten. eukaryoter er nesten alle flercellede og har celler med en rekke spesialiserte funksjoner som prokaryote celler mangler.
Som nevnt har alle celler ribosomer, en cellemembran, DNA (deoksyribonukleinsyre) og cytoplasma, et gel-lignende medium inne i celler hvor reaksjoner kan oppstå og partikler kan bevege seg.
Eukaryote celler har deres DNA innkapslet i en kjerne, som er omgitt av et eget fosfolipid-dobbeltlag kalt kjernefysisk konvolutt.
De inneholder også organeller, som er strukturer bundet av en dobbel plasmamembran som selve cellemembranen og som har spesialiserte funksjoner. For eksempel er mitokondrier ansvarlige for å utføre aerob respirasjon i celler i nærvær av oksygen.
Cellemembranen
Det er enklest å forstå strukturen på cellemembranen hvis du forestiller deg å se den i tverrsnitt. Dette perspektivet lar deg "se" begge de motsatte plasmamembranene i dobbeltlaget, mellomrommet mellom dem og materialene som uunngåelig må passere inn i eller ut av cellen gjennom membranen på noen måte.
De individuelle molekylene som utgjør det meste av cellemembranen kalles glycophospholipids, eller, oftere, bare fosfolipider. Disse er laget av kompakte, fosfat "hoder" som er hydrofil ("vannsøkende") og pek mot utsiden av membranen på hver side, og et par lange fettsyrer som er hydrofobe ("frykt for vann") og møte hverandre. Dette arrangementet betyr at disse hodene vender mot utsiden av cellen på den ene siden og cytoplasma på den andre.
Fosfat og fettsyrer i hvert molekyl er forbundet med en glyserolregion, akkurat som et triglyserid (kostholdsfett) består av fettsyrer forbundet med glyserol. Fosfatdelene har ofte tilleggskomponenter på overflaten, og andre proteiner og karbohydrater prikker også cellemembranen; disse vil bli beskrevet snart.
Lipid bilayer-funksjoner
En lipid-dobbeltlagsfunksjon, nesten per definisjon, er å beskytte cellen mot trusler utenfra. Membranen er semipermeabel, noe som betyr at noen stoffer kan passere mens andre blir nektet innreise eller utgang direkte.
Små molekyler, som vann og oksygen, kan diffundere lett gjennom membranen. Andre molekyler, spesielt de som har en elektrisk ladning (dvs. ioner), nukleinsyrer (DNA eller dens pårørende, ribonukleinsyre eller RNA) og sukker kan også passere, men krever hjelp av membrantransportproteiner for at dette skal skje.
Disse transportproteinene er spesialiserte, noe som betyr at de er designet for å hyrde bare en spesifikk type molekyl gjennom barrieren. Dette krever ofte tilførsel av energi i form av ATP (adenosintrifosfat). Når molekylene må beveges mot en sterkere konsentrasjonsgradient, trengs enda mer ATP enn vanlig.
Ytterligere komponenter i bilayer
De fleste av ikke-fosfolipidmolekylene i cellemembranen er transmembranproteiner. Disse strukturene spenner over begge lag av dobbeltlaget (derav "transmembrane"). Mange av disse er transportproteiner, som i noen tilfeller danner en kanal som er stor nok til at det spesifikke molekylet du får gjennom.
Andre transmembrane proteiner inkluderer reseptorer som signaliserer til celleinteriøret som respons på aktivering av molekyler på utsiden av cellen; enzymer, som deltar i kjemiske reaksjoner; og ankere, som fysisk kobler komponenter utenfor cellen med de i cytoplasmaet.
Cellemembrantransport
Uten en måte å flytte stoffer inn og ut av cellen, ville cellen raskt gå tom for energi og heller ikke være i stand til å utvise metabolske avfallsprodukter. Begge scenariene er selvfølgelig uforenlige med livet.
Effektiviteten av membrantransport er avhengig av tre hovedfaktorer: permeabiliteten til membranen, konsentrasjonsforskjellen til et gitt molekyl mellom innsiden og utsiden, og størrelsen og ladningen (hvis noen) av det molekylet som vurderes.
Passiv transport (enkel diffusjon) avhenger bare av de to sistnevnte faktorene, da molekyler som kommer inn eller ut av celler på denne måten lett kan gli gjennom hullene mellom fosfolipider. Fordi de ikke har noen ladning, vil de ha en tendens til å strømme innover eller utover til konsentrasjonen er den samme på begge sider av dobbeltlaget.
I forenklet diffusjon, gjelder de samme prinsippene, men membranproteiner er nødvendige for å skape nok plass til at de uladede molekylene strømmer gjennom membranen nedover i konsentrasjonsgradienten. Disse proteinene kan aktiveres enten ved bare tilstedeværelsen av molekylet "banker på døren" eller ved endringer i spenningen deres utløst av ankomsten av et nytt molekyl.
I aktiv transport, kreves det alltid energi fordi molekylets bevegelse er mot dens konsentrasjon eller elektrokjemiske gradient. Mens ATP er den vanligste energikilden for transmembrantransportproteiner, kan lysenergi og elektrokjemisk energi også brukes.
Blodhjernebarrieren
Hjernen er et spesielt organ, og som sådan er den spesielt beskyttet. Dette betyr at i tillegg til de beskrevne mekanismene, har hjerneceller et middel til å kontrollere inntrengningen av stoffer tettere, noe som er viktig for å opprettholde den konsentrasjonen av hormoner, vann og næringsstoffer som er nødvendig på et gitt tidspunkt. Denne ordningen kalles blod-hjerne barriere.
Dette oppnås i stor grad takket være måten de små blodårene som kommer inn i hjernen er konstruert. De individuelle blodkarcellene, kalt endotelceller, pakkes uvanlig tett sammen, og danner det som kalles trange veikryss. Bare under visse betingelser får de fleste molekyler passasje mellom disse endotelcellene i hjernen.