6.4 : Membrane Carbohydrates

Błona plazmatyczna jest dynamiczną barierą złożoną z lipidów, białek i węglowodanów. Jest epicentrum wielu procesów komórkowych niezbędnych do wzrostu i przetrwania komórek. Węglowodany mają unikalne właściwości strukturalne i chemiczne, które pomagają błonie plazmatycznej skutecznie wykonywać swoje funkcje.

Węglowodany błonowe nie mają żadnego obszaru hydrofobowego i znajdują się wyłącznie na zewnętrznej powierzchni komórki. Dodawanie cząsteczek cukru lub glikozylacja białek zachodzi w światłach zarówno retikulum endoplazmatycznego, jak i aparatu Golgiego, podczas gdy glikozylacja lipidów zachodzi tylko w świetle aparatu Golgiego. Dlatego, gdy pęcherzyki wyrastają z aparatu Golgiego, glikolipidy i glikoproteiny są obecne w warstwie wewnętrznej. Jednak gdy pęcherzyki łączą się z błoną plazmatyczną, warstwa wewnętrzna i związane z nią glikolipidy i glikoproteiny są wystawione na działanie strony egzoplazmatycznej; Powód, dla którego glikoproteiny i glikolipidy znajdują się wyłącznie w warstwie zewnętrznej. Niektóre komórki eukariotyczne i bakteryjne wydzielają dużą ilość węglowodanów na zewnątrz komórki, tworząc wokół komórki płaszcz cukrowy, znany jako glikokaliks.

Węglowodany są strukturalnie bardziej zróżnicowane niż zarówno białka, jak i DNA. W białkach i DNA obserwuje się głównie wiązania kowalencyjne peptydowe i fosfodiestrowe. W przeciwieństwie do tego, każda cząsteczka cukru może tworzyć wiele rodzajów wiązań kowalencyjnych i umożliwia tworzenie różnych struktur oligosacharydów z tych samych cząsteczek cukru. Różnorodność strukturalna węglowodanów pomaga nadać każdemu typowi komórki odrębną tożsamość i odgrywa istotną rolę w różnych funkcjach komórkowych. Na przykład, w zależności od antygenu obecnego na powierzchni ludzkich krwinek czerwonych (RBC), grupa krwi jest klasyfikowana jako cztery typy – A, B, AB i O. Osoba z grupą krwi A ma antygen A obecny na swoich RBC i jest nosicielem przeciwciał przeciwko antygenowi B. Osoba z grupą krwi B ma antygen B obecny na swoich RBC i jest nosicielem przeciwciał przeciwko antygenowi A. Osoba z grupą krwi AB ma zarówno antygeny A, jak i B obecne na swoich krwinkach czerwonych i nie ma przeciwciał dla żadnego z antygenów. Z drugiej strony erytrocyty osoby z grupą krwi O nie mają ani antygenów A, ani B, a osoba ta jest nosicielami przeciwciał dla obu z nich.