Kľúčový rozdiel – transmembránové a periférne proteíny
Model tekutej mozaiky, ktorý v roku 1972 objavili Singer a Nicolson, vysvetľuje štruktúru univerzálnej bunkovej membrány, ktorá obklopuje bunky a ich organely. Vyvíjal sa v priebehu rokov a vysvetľuje základnú štruktúru a funkciu bunkovej membrány. Plazmatická membrána je model, ktorý chráni bunky pred poškodením a poskytuje ochranu pred cudzími látkami. Podľa modelu tekutej mozaiky je plazmatická membrána tvorená dvojvrstvovými lipidovými vrstvami (fosfolipidy), cholesterolom, sacharidmi a proteínmi. Cholesterol sa nachádza pripojený k lipidovej dvojvrstve. Sacharidy sú buď naviazané na lipidy alebo proteíny v membráne. Membránové proteíny sú troch typov: integrálne proteíny, periférne proteíny a transmembránové proteíny. Integrálne proteíny sú integrované do membrány. Kľúčový rozdiel medzi transmembránovými proteínmi a periférnymi proteínmi je v tom, že transmembránové proteíny siahajú cez celú membránu, zatiaľ čo periférne proteíny sú voľne pripojené k vnútornému a vonkajšiemu povrchu.
Čo je to transmembránový proteín?
Transmembránové proteíny sú špeciálne typy integrálnych proteínov, ktoré prechádzajú cez biologickú bunkovú membránu. Je natrvalo pripevnený a možno ho nájsť úplne presahujúci cez membránu. Väčšina transmembránových proteínov funguje ako brány, ktoré umožňujú transport iných látok do bunky vo vnútri. Transmembránové proteíny majú hydrofóbne závity a špirálu, ktoré stabilizovali ich polohu v lipidovej dvojvrstve. Štruktúra transmembránového proteínu je rozdelená do troch domén. Doména v lipidovej dvojvrstve sa nazýva doména lipidovej dvojvrstvy. Doména, ktorá sa nachádza v bunke mimo, sa nazýva extracelulárna doména. Doména vo vnútri je známa ako intracelulárna doména.
Hoci je plazmatická membrána fluidná, orientácie transmembránových proteínov sa nemenia. Tieto proteíny sú také veľké a majú vysokú molekulovú hmotnosť. Takže rýchlosť zmeny orientácie je veľmi malá. Extracelulárna časť je vždy mimo bunky a intracelulárna časť je vždy vnútri bunky.
Transmembránové proteíny hrajú v bunke niekoľko veľmi dôležitých funkcií. Hrajú kľúčovú úlohu v bunkovej komunikácii. Do bunky vo vnútri signalizujú informácie týkajúce sa vonkajšieho prostredia. Receptory môžu byť pripojené k látkam v extracelulárnej doméne. Akonáhle sa proteín naviaže na substráty, prináša geometrické zmeny do intracelulárnej domény proteínu. Tieto zmeny prinášajú niekoľko zmien v geometrii proteínov vo vnútri bunky, čím vzniká kaskádová reakcia. Transmembránové proteíny sú schopné pôsobiť ako prevodník signálu do bunky vo vnútri. Iniciujú signály, ktoré reagujú na vonkajšie prostredie, a to vedie k akciám, ktoré sa odohrávajú v iných častiach bunky.
Obrázok 01: Transmembránové proteíny
Transmembránové proteíny sú tiež schopné kontrolovať výmenu materiálov a látok cez bunkovú membránu. Môžu tvoriť špecializované kanály alebo priechody nazývané „poríny“, ktoré môžu prechádzať cez bunkovú membránu. Tieto poríny sú regulované inými proteínmi, ktoré sú niekedy uzavreté a niekedy otvorené. Najlepším príkladom je prenos signálu nervových buniek. Receptorový proteín sa viaže na neurotransmiter. Táto väzba umožňuje otvorenie iónových kanálov (napäťovo riadené alebo ligandom riadené kanály). A umožňuje tok iónov cez kanály. Preto prenáša nervové impulzy. Nervové bunky prenášajú elektrické signály známe ako akčný potenciál tokom iónov cez bunkovú membránu.
Čo je periférny proteín?
Tieto proteíny sú dočasne pripojené k plazmatickej membráne. Sú buď pripojené k integrálnym membránovým proteínom alebo lipidovej dvojvrstve. Periférne proteíny sa viažu na bunkovú membránu prostredníctvom vodíkových väzieb. Majú niekoľko dôležitých biologických funkcií. Väčšina z nich funguje ako bunkové receptory. Niektoré z nich sú veľmi dôležité enzýmy. Keďže sú v cytoskelete, dávajú tvar a podporu. Uľahčujú pohyb cez tri hlavné zložky: mikrovlákna, stredné vlákna a mikrotubuly. Ich hlavnou funkciou je preprava. Prenášajú molekuly medzi inými proteínmi. Najlepším príkladom je „Cytochróm C“, ktorý prenáša molekuly elektrónov medzi proteínmi v reťazci prenosu elektrónov pri výrobe energie.
Obrázok 02: Periférne proteíny
Preto sú periférne proteíny mimoriadne dôležité pre prežitie buniek. Keď sa bunka poškodí, z bunky sa uvoľní „cytochróm C“. To vedie k apoptóze bunky. Niektoré z periférnych enzýmov sa podieľajú na metabolizme sú; lipoxygenáza, alfa-beta hydroláza, fosfolipáza A a C, sfingomyelináza C a ferochelatáza.
Aké sú podobnosti medzi transmembránovými a periférnymi proteínmi?
- Obaja sú bielkoviny.
- Obaja sa podieľajú na molekulárnej preprave.
- Obe sa nachádzajú v plazmatickej membráne.
- Obaja sú mimoriadne dôležité pre prežitie buniek.
Aký je rozdiel medzi transmembránovými a periférnymi proteínmi?
Transmembránové vs periférne proteíny |
|
| Transmembránové proteíny sú membránové proteíny, ktoré siahajú cez celú membránu. | Periférne proteíny sú membránové proteíny, ktoré sa voľne pripájajú k vnútornému a vonkajšiemu povrchu. |
| Function | |
| Transmembránové proteíny pomáhajú pri signalizácii buniek. | Periférne proteíny udržujú tvar bunky a podporujú bunkovú membránu, aby si zachovala svoju štruktúru. |
| Príroda | |
| Transmembránové proteíny sú typom integrálnych proteínov. | Okrajové proteíny nie sú integrálne proteíny. |
| Umiestnenie | |
| Transmembránové proteíny sa rozširujú cez bunkovú membránu. | Okrajové proteíny sú pripojené k povrchu mimo alebo vnútri bunkovej membrány. |
| Binding | |
| Transmembránové proteíny sú trvalo pripojené k bunkovej membráne (orientácia je pevná). | Okrajové proteíny sú dočasne alebo voľne pripojené k bunkovej membráne (orientácia sa mení). |
Zhrnutie – Transmembránové verzus periférne proteíny
Plazmová membrána je model, ktorý chráni bunky pred poškodením a poskytuje ochranu proti cudzím látkam. Model tekutej mozaiky plazmatickej membrány vysvetľuje, že sa skladá z lipidovej dvojvrstvy, cholesterolu, sacharidov a bielkovín. Cholesterol sa nachádza pripojený k lipidovej dvojvrstve. Sacharidy sú buď naviazané na lipidy alebo proteíny v membráne. Proteíny sú tri typy: integrálne, periférne a transmembránové proteíny. Integrálne proteíny sú integrované do membrány a prechádzajú cez celú membránu. A periférne proteíny sú voľne pripojené k vnútornému a vonkajšiemu povrchu. Toto je rozdiel medzi transmembránovými a periférnymi proteínmi.
Stiahnite si PDF verziu transmembránových vs periférnych proteínov
Verziu tohto článku si môžete stiahnuť vo formáte PDF a použiť ju na offline účely podľa citácie. Stiahnite si PDF verziu tu Rozdiel medzi transmembránovými a periférnymi proteínmi
