انواع بروتينات الغشاء الخلوي

ما هو الغشاء الخلوي

غشاء الخلية، والمعروف أيضا باسم غشاء البلازما، هو الغشاء الذي يحيط بكل خلية حية، ويميز الخلية عن البيئة المحيطة بها. يتكون غشاء الخلية، أو غشاء البلازما، من مكونات خلوية، وعادة ما تكون عبارة عن جزيئات مشحونة كبيرة، تذوب في الماء، مثل البروتينات والأحماض النووية والكربوهيدرات، بالإضافة إلى المواد المشاركة في استقلاب الخلية خارج الخلية، في البيئة المائية المحيطة. حيث تعتبر الأيونات والأحماض والقلويات سامة للخلايا، والعناصر الغذائية التي يجب على الخلايا امتصاصها للبقاء والنمو، لذلك، فإن غشاء الخلية له وظيفتان

•  يعمل أولاً كحاجز للحفاظ على المواد الضارة والمكونات داخل الخلية.
• ثانيا، فهو وسيلة لنقل العناصر الغذائية الأساسية إلى الخلية ولحركة النفايات داخل الخلية.

ما هي أنواع البروتينات الموجودة في غشاء الخلية

على الرغم من أن بروتينات الغشاء البلازمي تشكل الهيكل الأساسي للطبقة الدهنية الثنائية ، فإن وظيفة الغشاء تعتمد على البروتين الذي يقوم بالتصاق الخلايا معا ونقل الإشارات والطاقة والتعرف على الخلايا ونقلها، حيث تنفذ بعض العمليات الحيوية المهمة التي تعتمد على بروتينات الغشاء. يمكن أن تتصل بروتينات الغشاء بالأغشية بإحدى الطرق الثلاثة، إما أن تكون مدمجة في الطبقة الدهنية الثنائية في منطقة غير محبة للماء تجريبيا، حيث لا يمكن فصل هذه البروتينات إلا بتدمير الغشاء باستخدام المذيبات غير القطبية الأخرى. يتم ذكر بروتين الحفظ الفردي في النشرة، لكنه لا يغطي الغشاء، ويعتبر بروتين الغشاء مثالا كلاسيكيا لبروتينات البطانة الرحمية، حيث يتم شد الفيلم على شكل حلزون α، ويمكن تمديد الفيلم عدة مرات، ويستخدم بعض بروتينات الغشاء براميل بيتا للمرور عبر الغشاء، وعادة ما تكون هذه الهياكل كبيرة وتشكل قنوات مملوءة بالماء.

يتصل الغشاء الخارجي أو بروتين الغشاء الخارجي بشكل فضفاض بالسطح الهيدروفيلي للطبقة الدهنية الثنائية أو بروتين الغشاء الداخلي، حيث يكون لديها روابط ضعيفة تعزلها عن الجزء الهيدروفوبي للغشاء. يمكن فصل هذه البروتينات عن الغشاء باستخدام مذيبات قطبية أو محاليل ذات درجة حموضة عالية دون إلحاق أي ضرر بالغشاء. ويمكن أيضا تفاعل بروتينات الغشاء الخارجي مع المكونات الداخلية أو الخارجية للغشاء.

تركيبة الأغشية الخلوية cellular Membranes

كما نعلم جميعًا ، تتكون الخلايا حقيقية النواة من العديد من العضيات ، مثل النواة و الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء ، حيث تتطلب أجزاء الخلية أو العضيات بيئة صغيرة لأداء وظائفها البيولوجية بشكل طبيعي و هذا هو السبب في أنه من الضروري وجود أغشية منفصلة نسبيًا ، والتي تعزز وظيفة العمليات المهمة وتكاملها مع العمليات البيولوجية الأخرى التي تحدث في أجزاء الخلية الأخرى.

يطلق على غشاء الخلية بالكامل داخل الخلية اسم غشاء الخلية الداخلي، ويشير غشاء البلازما إلى الطبقة الخارجية من البروتوبلازم المجاورة لجدار الخلية، ويعرف أيضا باسم الأديم الظاهر أو الغشاء المفرد. ويحيط غشاء تكنوبلاست بعض الأغشية الأخرى للخلية، كما يحيط غشاء مزدوج الميتوكوندريا بالميتوكوندريا.

غشاء البلازما رقيق للغاية، ونظرا لتشابه لونه، فإنه لا يمكن تمييزه عن البروتوبلاست الآخر بواسطة المجهر الضوئي. ومع ذلك، عند فحصه بواسطة المجهر الإلكتروني، يظهر غشاء البلازما خطين سوداوين، ويكون سمك كل خط أسود تقريبا 25A0 بينهما. أما بالنسبة للغشاء ثنائي النواة، فإن سمك البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا يتراوح بين 200 و 300 أنجستروم. ظهور الفيلم على المجهر الإلكتروني (TEM) هو هيكل ثلاثي الطبقات، ويعود ذلك إلى ترسب الأصباغ المستخدمة على الفيلم، حيث تكون المجموعة المحبة للماء في كل من الطبقتين الدهنية أحد مكونات غشاء البلازما. لذلك، لكل غشاء خلوي جانبان، الأول يسمى السطح الداخلي الذي يدخل الخلية أو العضية، والجانب الثاني يواجه المحيط المسمى السطح الخارج.

وظيفة البروتينات الغشائية

تلعب البروتينات الغشائية دورا هاما في جميع الكائنات الحية، حيث تعمل كمستقبلات وقنوات أيونية وGPCRs (مستقبلات بروتين G) وأنواع مختلفة من بروتينات النقل. يمكن لمستقبلات الغشاء المضمنة في غشاء الخلية نقل الإشارات بين البيئة الداخلية والخارجية للخلية، وناقل الغشاء هو بروتين غشائي يتحرك مع الأيونات أو الجزيئات الصغيرة أو الجزيئات الكبيرة عبر الأغشية البيولوجية. توجد قاعدة بيانات تصنيف النواقل (TCDB)، وهي تصنيف مفصل وتمت الموافقة عليه من قبل الاتحاد الدولي للكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية.

تعتبر القنوات الأيونية من بروتينات نقل الأغشية الهامة جدا، حيث تشمل وظائفها إنشاء إمكانيات الراحة في الغشاء وتشكيل إمكانيات العمل والإشارات الكهربائية الأخرى عن طريق تنظيم تدفق الأيونات عبر الغشاء الخلوي، والتحكم في تدفق الأيونات من خلال الخلايا الإفرازية والخلايا الظاهرية، وتنظيم بعض الإنزيمات التي توجد في الغشاء الخلوي كبروتينات غشائية، مثل أوكسي لاكتاز أو ترانسفيراز أو هيدرولاز. تمكن جزيئات التصاق الخلايا الموجودة على سطح الخلايا، من خلال ارتباطها بالخلايا الأخرى أو المصفوفة خارج الخلية (ECM)، الخلايا من التعرف على بعضها والتفاعل مع بعضها. على سبيل المثال، تشارك البروتينات، بما في ذلك عائلة Ig (الغلوبولين المناعي)، في الاستجابة المناعية كما هو موضح بالشكل التالي:

ما الفرق بين الغشاء البلازمي والغشاء النووي

غشاء الخلية، والمعروف أيضا بغشاء البلازما، هو الغشاء الفاصل بين داخل الخلية والبيئة الخارجية، ويتألف من طبقات دهنية ثنائية وبروتينات غشائية. يتمثل الدور الرئيسي لغشاء الخلية في حماية الخلايا من التلف وحماية الأعضاء الداخلية والنواة. النواة هي واحدة من أهم الأعضاء في الخلايا الحقيقية للنواة، حيث تحيط النواة بغلاف يسمى الغلاف النووي الذي يحمي المادة الوراثية للخلايا الحقيقية للنواة. الاختلاف الرئيسي بين غشاء الخلية والغشاء النووي يكمن في أن غشاء الخلية يحيط بالسيتوبلازم والأعضاء، وهو طبقة ثنائية من الدهون، بينما يحيط الغشاء النووي بالنواة ويتألف من طبقات دهنية ثنائية.

الغلاف النووي يسمى أيضا المغلف النووي حيث يتم تعريفه على أنه غشاء دهني مزدوج يحيط بالمادة الوراثية ونواة الخلية حقيقية النواة و تسمى طبقتان من الدهون الثنائية الأغشية النووية الداخلية والخارجية و المسافة بين هذين الأغشية تسمى الفضاء النووي المحيط حيث يبلغ عرض الفضاء حوالي 20-40 نانومتر ومجاور للشبكة الإندوبلازمية و تتمثل الوظيفة الرئيسية للغشاء النووي في حماية المادة الوراثية ، كما أنه يشارك أيضًا في نقل المواد الجينية (مثل mRNA) داخل وخارج النواة أثناء تخليق البروتين.

يتم تعريف غشاء الخلية بأنه غشاء دهني يحيط بالبروتوبلازم ويتكون من طبقتين ويسمى الغشاء السيتوبلازمي.

يستمر غشاء الخلية طوال حياة الخلية أثناء الانقسام الخلوي الأولي، ولكن يختفي الغشاء النووي، ويتم إصلاحه مرة أخرى في المراحل اللاحقة.