6.4 : Membrane Carbohydrates

Плазматическая мембрана представляет собой динамический барьер, состоящий из липидов, белков и углеводов. Он является эпицентром многих клеточных процессов, необходимых для роста и выживания клеток. Углеводы обладают уникальными структурными и химическими свойствами, которые помогают плазматической мембране эффективно выполнять свои функции.

Мембранные углеводы не имеют гидрофобной области и расположены исключительно на внешней поверхности клетки. Добавление молекул сахара или гликозилирование белков происходит в просвете как эндоплазматического ретикулума, так и аппарата Гольджи, тогда как гликозилирование липидов происходит только в просвете аппарата Гольджи. Таким образом, когда везикулы отпочковываются от аппарата Гольджи, гликолипиды и гликопротеины присутствуют на внутреннем слое. Однако, когда везикулы сливаются с плазматической мембраной, внутренний слой и связанные с ним гликолипиды и гликопротеины подвергаются воздействию экзоплазматической стороны; Причина в том, что гликопротеины и гликолипиды находятся исключительно на внешнем слое. Некоторые эукариотические и бактериальные клетки выделяют большое количество углеводов за пределы клетки, образуя вокруг клетки сахарную оболочку, известную как гликокаликс.

Углеводы структурно более разнообразны, чем белки и ДНК. В белках и ДНК наблюдаются преимущественно пептидные и фосфодиэфирковалентные связи соответственно. Напротив, каждая молекула сахара может образовывать несколько типов ковалентных связей и позволяет образовывать различные структуры олигосахаридов из одних и тех же молекул сахара. Структурное разнообразие углеводов помогает придать каждому типу клеток четкую индивидуальность и играет важную роль в различных клеточных функциях. Например, в зависимости от антигена, присутствующего на поверхности эритроцитов человека (эритроцитов), группа крови классифицируется на четыре типа – A, B, AB и O. У человека с группой крови А антиген А присутствует в эритроцитах и является носителем антител к антигену В. У человека с группой крови B антиген B присутствует в эритроцитах и является носителем антител к антигену A. У человека с группой крови АВ антигены А и В присутствуют в эритроцитах и нет антител ни к одному из антигенов. С другой стороны, эритроциты человека с группой крови О не имеют ни А, ни В антигенов, и этот человек является носителем антител к обоим им.