5.1 : ما هي الأغشية؟

السمة الرئيسية للحياة هي القدرة على فصل البيئة الخارجية عن الفضاء الداخلي. للقيام بذلك ، طورت الخلايا أغشية شبه منفذة تنظم مرور الجزيئات البيولوجية. بالإضافة إلى ذلك ، يحدد غشاء الخلية شكل الخلية والتفاعلات مع البيئة الخارجية. تعمل أغشية الخلايا حقيقية النواة أيضاً على تجزئة الفضاء الداخلي إلى عضيات ، بما في ذلك هياكل الغشاء الداخلي للنواة ، والشبكة الإندوبلازمية وجهاز جولجي.

تتكون الأغشية بشكل أساسي من الدهون الفوسفورية المكونة من رؤوس محبة للماء وذيول كارهة للماء. تتجمع هذه الفسفوليبيدات ذاتياً في طبقات ثنائية ، مع ذيول موجهة نحو مركز الغشاء ورؤوس متوضعة للخارج. يسمح هذا الترتيب للجزيئات القطبية بالتفاعل مع رؤوس الفسفوليبيدات داخل وخارج الغشاء ، لكنه يمنعها من التحرك عبر قلب الغشاء الكاره للماء.

تساهم البروتينات والكربوهيدرات في الخصائص الفريدة لغشاء الخلية. يتم تضمين البروتينات المتكاملة في الغشاء ، بينما ترتبط البروتينات الطرفية إما بالسطح الداخلي أو الخارجي للغشاء. بروتينات الغشاء عبارة عن بروتينات متكاملة تمتد عبر غشاء الخلية بأكمله. تعتبر بروتينات المستقبل عبر الغشاء مهمة لتوصيل الرسائل من الخارج إلى داخل الخلية. عند ارتباطها بجزيء إشارات خارج الخلية ، تخضع المستقبلات عبر الغشاء لتغيير تكويني يعمل كإشارة داخل الخلايا. تعمل البروتينات الأخرى ، مثل القنوات الأيونية ، على تنظيم مرور الجزيئات الكبيرة أو القطبية عبر لب الغشاء الكاره للماء.

ترتبط الكربوهيدرات إما بالدهون أو البروتينات الموجودة على الوجه الخارجي لغشاء الخلية. تسمح الأنماط الفريدة للبروتينات السكرية والشحميات السكرية الموجودة على السطح الخارجي للخلية بحدوث التعرف على الخلية. الخلايا المناعية البشرية قادرة على تمييز الذات من غير الذات من خلال التعرف على تعديلات الكربوهيدرات على أسطح الخلايا. معاً ، تخلق البروتينات والكربوهيدرات والدهون الموجودة على الغشاء حدوداً وظيفية ومرنة للخلايا.