Λεπτό σύνορο μεταξύ άβιας ύλης & ζωής Πλασματική μεμβράνη Λεπτό σύνορο μεταξύ άβιας ύλης & ζωής

Πλασματική μεμβράνη Δομή Λειτουργίες Μεταφορά ουσιών διαμέσου αυτής Παθητική μεταφορά Ενεργητική μεταφορά Δέκτης μηνυμάτων

Μοντέλο ρευστού μωσαϊκού Απλή στοιχειώδης μεμβράνη Πλασματική μεμβράνη Ορισμοί Μοντέλο ρευστού μωσαϊκού Διπλοστιβάδα φωσφολιπιδίων, ανάμεσα στα οποία παρεμβάλλονται στεροειδή και πρωτεΐνες που ολισθαίνουν πλαγίως Απλή στοιχειώδης μεμβράνη Κάθε μεμβράνη με χαρακτηριστική δίστιβη δομή Εκλεκτικά διαπερατή Μεμβράνη που η δομή της καθορίζει ποιες ουσίες θα την διαπερνούν εύκολα, δύσκολα ή καθόλου

Πλασματική μεμβράνη Ορισμοί Παθητική μεταφορά Μεταφορά ουσιών μέσω μεμβράνης χωρίς κατανάλωση ενέργειας από το κύτταρο Διάχυση Τάση των μορίων να κινούνται από περιοχές υψηλής συγκέντρωσης προς περιοχές χαμηλής συγκέντρωσης Ώσμωση Διάχυση μορίων νερού μέσω μιας ημιπερατής μεμβράνης

Πλασματική μεμβράνη Ορισμοί Ενεργητική μεταφορά Μεταφορά ουσιών μέσω μεμβράνης με κατανάλωση ενέργειας από το κύτταρο Αντλία K+ - Na+ Μηχανισμός μεταφοράς ιόντων από περιοχή χαμηλής συγκέντρωσης προς περιοχή υψηλής συγκέντρωσης μέσω μεμβράνης Ενδοκύττωση Εγκόλπωση, περικύκλωση και εισαγωγή μιας ουσίας μέσα στο κύτταρο με μορφή κυστιδίου που έχει σαν περίβλημα ένα τμήμα της μεμβράνης

Πλασματική μεμβράνη Ορισμοί Ψευδοπόδια Προεκβολές του κυτταροπλάσματος Φαγοκύττωση Μηχανισμός μεταφοράς ιόντων από περιοχή χαμηλής συγκέντρωσης προς περιοχή υψηλής συγκέντρωσης μέσω μεμβράνης Εξωκύττωση Αντίστροφη διαδικασία της ενδοκύττωσης για την αποβολή ουσιών από το κύτταρο

Πλασματική μεμβράνη Δομή Μοντέλο ρευστού μωσαϊκού Οι μεμβράνες αποτελούνται κυρίως από διπλοστιβάδα φωσφολιπιδίων, ανάμεσά τους παρεμβάλλονται στεροειδή (π.χ. χοληστερόλη) και πρωτεΐνες, οι οποίες βρίσκονται στην επιφάνεια της μεμβράνης είτε βυθίζονται στο εσωτερικό της είτε τη διαπερνούν κάθετα, σχηματίζοντας ένα μωσαϊκό.

Πλασματική μεμβράνη Δομή Συχνά στις πρωτεΐνες και τα λιπίδια συνδέονται υδατάνθρακες και τα μόρια αυτά λέγονται γλυκοπρωτεΐνες ή γλυκολιπίδια

Πλασματική μεμβράνη Δομή Τα υδρόφιλα τμήματα των λιπιδίων (κεφαλές) στρέφονται προς το ενδοκυτταρικό και προς το εξωκυτταρικό υδάτινο περιβάλλον καθώς έλκονται από αυτό, ενώ οι υδρόφοβες ουρές στρέφονται προς το εσωτερικό της μεμβράνης για να αποφύγουν το νερό αφού έλκονται μεταξύ τους προσδίδοντας σταθερότητα στη μεμβράνη.

Πλασματική μεμβράνη Δομή Τα περισσότερα λιπίδια και αρκετές από τις πρωτεΐνες της μπορούν να ολισθαίνουν πλαγίως αλλάζοντας θέση με γειτονικά μόρια, ενώ στη διατήρηση αυτής της ρευστότητας παίζει ρόλο και η χοληστερόλη που βρίσκεται μεταξύ των φωσφολιπιδίων. Οι πρωτεΐνες της μεμβράνης ελέγχουν τη δίοδο ουσιών και δέχονται ή μεταβιβάζουν μηνύματα. Κάθε τέτοια μεμβράνη με δίστιβη δομή χαρακτηρίζεται σαν απλή στοιχειώδης μεμβράνη

Πλασματική μεμβράνη Λειτουργίες Αποτελεί το όριο ανάμεσα στο κυτταρόπλασμα και το περιβάλλον Ελέγχει τις που εισέρχονται ή εξέρχονται από το κύτταρο Δέχεται και ερμηνεύει μηνύματα από το περιβάλλον

Πλασματική μεμβράνη Μεταφορά ουσιών Η ανάγκη πρόσληψης θρεπτικών ουσιών και η διατήρηση κατάλληλων συγκεντρώσεων ουσιών στο εσωτερικό για τη διατήρηση της ζωής επιβάλλουν ώστε η δομή της πλασματικής μεμβράνης να καθορίζει ποιες ουσίες θα τη διαπερνούν εύκολα, ποιες δύσκολα και ποιες καθόλου. Είναι επομένως εκλεκτικά διαπερατή. Υπάρχουν 3 τύποι μεταφοράς ουσιών μέσω μεμβράνης : Η παθητική μεταφορά, η ενεργητική μεταφορά και η ενδοκύττωση & εξωκύττωση

Πλασματική μεμβράνη Μεταφορά ουσιών Παθητική Διάχυση : Τα μόρια των ουσιών τείνουν να διασπείρονται από περιοχές υψηλής συγκέντρωσης προς περιοχές χαμηλής συγκέντρωσης. Π.χ. το οξυγόνο εξ αιτίας της διαφοράς συγκεντρώσεως (υψηλή συγκέντρωση εκτός-χαμηλή εντός λόγω κατανάλωσης στο μεταβολισμό) εισέρχεται με διάχυση στο κύτταρο. Αντίθετα, το CO2 εξέρχεται από το κύτταρο με διάχυση αφού παράγεται από το μεταβολισμό του κυττάρου (υψηλή εντός) και απομακρύνεται συνεχώς (χαμηλή εκτός)

Πλασματική μεμβράνη Μεταφορά ουσιών Παθητική Ώσμωση : Λόγω χημικής δομής ή μεγέθους μερικών ουσιών εμποδίζεται η διέλευσή τους μέσω της πλασματικής μεμβράνης. Τότε διέρχεται νερό από την περιοχή χαμηλής συγκέντρωσης της ουσίας προς περιοχή υψηλής συγκέντρωσης ώστε να αραιωθεί η συγκέντρωση και να επιτευχθεί εξισορρόπηση.

Ώσμωση σε ζωικά κύτταρα (ερυθρά αιμοσφαίρια) Πλασματική μεμβράνη Μεταφορά ουσιών Παθητική Ώσμωση σε ζωικά κύτταρα (ερυθρά αιμοσφαίρια) …και σε φυτικά κύτταρα

Πλασματική μεμβράνη Μεταφορά ουσιών Ενεργητική Αντλία K+ - Na+ : Ο μηχανισμός αυτός περιλαμβάνει μια διαμεμβρανική πρωτεΐνη που παίζει το ρόλο της αντλίας και η οποία για κάθε 3 Na+ που εξάγει από το κύτταρο εισάγει ταυτόχρονα 2 K+. Δημιουργείται έτσι ενδοκυτταρική συγκέντρωση ιόντων K+ μεγαλύτερη από την εξωκυτταρική ενώ η ενδοκυτταρική συγκέντρωση ιόντων Na+ είναι μικρότερη από την εξωκυτταρική. Ο μηχανισμός υπάρχει σε όλα τα κύτταρα όμως παίζει σημαντικό ρόλο στα νευρικά κύτταρα.

Μηχανισμός της αντλίας K+ - Na+ Πλασματική μεμβράνη Μεταφορά ουσιών Ενεργητική Μηχανισμός της αντλίας K+ - Na+

Πλασματική μεμβράνη Μεταφορά ουσιών Ενεργητική Ενδοκύτωση : Ουσίες μεγάλου μοριακού βάρους εισέρχονται στο κύτταρο με κατανάλωση ενέργειας. Η ουσία περικλείεται στο εσωτερικό εγκόλπωσης που δημιουργούνται από ψευδοπόδια Τα άκρα των ψευδοποδίων ενώνονται περιβάλλοντας την προς εισαγωγή ουσία Η πλασματική μεμβράνη περισφίγγεται και αποκόπτεται με αποτέλεσμα τη δημιουργία κυστιδίου που ελευθερώνεται στο κυτταρόπλασμα α. Ενδοκύττωση, β. Εξωκύττωση

Πλασματική μεμβράνη Μεταφορά ουσιών Ενεργητική Φαγοκύττωση : Ενδοκύττωση μικροοργανισμών που εισέρχονται στο κύτταρο με κατανάλωση ενέργειας. Παρατηρείται σε μονοκύτταρους οργανισμούς όπως τα πρωτόζωα Didinium και αμοιβάδα με σκοπό τη θρέψη αλλά και σε πολυκύτταρους οργανισμούς για την άμυνα (λευκά αιμοσφαίρια)

Πλασματική μεμβράνη Μεταφορά ουσιών Ενεργητική Εξωκύττωση : Αντίστροφη διαδικασία της ενδοκύττωσης με κατανάλωση ενέργειας για να απομακρυνθούν άχρηστα υπολείμματα τροφών ή τοξικές ουσίες ή ουσίες που παράγονται από αυτά και πρέπει να μεταφερθούν για χρήση αλλού (πρωτεΐνες, ορμόνες). Η προς αποβολή ουσία περικλείεται σε κυστίδιο, το οποίο προσεγγίζει την πλασματική μεμβράνη και ενώνεται μαζί της. Κατόπιν η μεμβράνη κόβεται σε εκείνο το σημείο και το περιεχόμενο αδειάζει στο εξωτερικό.

Πλασματική μεμβράνη Δέκτης μηνυμάτων Ανάμεσα στα κύτταρα και το περιβάλλον τους (άλλα κύτταρα ή μεσοκυττάριο υγρό) αναπτύσσεται διαρκής ανταλλαγή μηνυμάτων ώστε : Να αναγνωρίζονται μεταξύ τους ως κύτταρα ίδιου τύπου, να συνδέονται και να συνιστούν ιστούς ή σαν κύτταρα ξένα οπότε ενεργοποιούνται μηχανισμοί απόρριψης ή εξόντωσης. Να συντονίζουν τη λειτουργία τους για ενιαία δράση Να τροποποιούν τις λειτουργίες τους για να εξυπηρετούνται οι ανάγκες τους παρά τις όποιες μεταβολές του περιβάλλοντος

Πλασματική μεμβράνη Δέκτης μηνυμάτων Στην πλασματική μεμβράνη των κυττάρων υπάρχουν γλυκοπρωτεΐνες και γλυκολιπίδια που διαφέρουν μεταξύ των οργανισμών διαφορετικού είδους αλλά και μεταξύ των διαφορετικών ιστών. Αυτά τα μόρια μπορούν να αναγνωρίσουν αντίστοιχα μόριαστην επιφάνεια άλλων κυττάρων. Τα μηνύματα που ανταλλάσονται μεταξύ κυττάρων είναι χημικές ουσίες που εκκρίνονται από ένα όργανο ή μια ομάδα κυττάρων και στοχεύουν άλλο όργανο ή άλλη ομάδα κυττάρων. Συνήθως τα όργανα στόχοι βρίσκονται σε άλλη περιοχή του σώματος.

Πλασματική μεμβράνη Δέκτης μηνυμάτων Η μεταφορά των ουσιών-μηνυμάτων γίνεται μέσω του κυκλοφορικού συστήματος. Φτάνουν σε όλα τα σημεία του σώματος και δρουν μόνο στα κύτταρα που υπάρχει στην επιφάνειά τους ο αντίστοιχος υποδοχέας (γλυκοπρωτεΐνη) προσδένονται σ’ αυτόν και εισέρχονται στο εσωτερικό του. Αν η συγκεκριμένη γλυκοπρωτεΐνη δεν υπάρχει στην επιφάνεια, τότε το μήνυμα δεν εισέρχεται στο κύτταρο.