Βασική διαφορά – Διαμεμβρανικές έναντι Περιφερικών Πρωτεϊνών
Το ρευστό μοντέλο μωσαϊκού που ανακαλύφθηκε το 1972 από τους Singer και Nicolson εξηγεί τη δομή της καθολικής κυτταρικής μεμβράνης που περιβάλλει τα κύτταρα και τα οργανίδια τους. Έχει εξελιχθεί με τα χρόνια και εξηγεί τη βασική δομή και λειτουργία της κυτταρικής μεμβράνης. Η πλασματική μεμβράνη είναι το μοντέλο που προστατεύει τα κύτταρα από βλάβες και παρέχει προστασία από ξένους παράγοντες. Σύμφωνα με το μοντέλο υγρού μωσαϊκού, η πλασματική μεμβράνη αποτελείται από φύλλα λιπιδίων διπλής στιβάδας (φωσφολιπίδια), χοληστερόλη, υδατάνθρακες και πρωτεΐνες. Η χοληστερόλη βρίσκεται συνδεδεμένη με τη λιπιδική διπλοστιβάδα. Οι υδατάνθρακες είτε συνδέονται με λιπίδια είτε πρωτεΐνες στη μεμβράνη. Οι μεμβρανικές πρωτεΐνες είναι τριών τύπων: ενσωματωμένες πρωτεΐνες, περιφερειακές πρωτεΐνες και διαμεμβρανικές πρωτεΐνες. Οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες ενσωματώνονται στη μεμβράνη. Η βασική διαφορά μεταξύ διαμεμβρανικών πρωτεϊνών και περιφερειακών πρωτεϊνών είναι ότι οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες εκτείνονται σε όλη τη μεμβράνη, ενώ οι περιφερειακές πρωτεΐνες συνδέονται χαλαρά στην εσωτερική και την εξωτερική επιφάνεια.
Τι είναι η διαμεμβρανική πρωτεΐνη;
Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες είναι ειδικοί τύποι ενσωματωμένων πρωτεϊνών που εκτείνονται μέσω της βιολογικής κυτταρικής μεμβράνης. Είναι μόνιμα προσαρτημένο και μπορεί να βρεθεί εξ ολοκλήρου σε όλη τη μεμβράνη. Οι περισσότερες από τις διαμεμβρανικές πρωτεΐνες λειτουργούν ως πύλες που επιτρέπουν τη μεταφορά άλλων ουσιών στο εσωτερικό κύτταρο. Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες έχουν υδρόφοβα πηνία και έλικα που σταθεροποίησαν τη θέση τους στη λιπιδική διπλοστιβάδα. Η δομή της διαμεμβρανικής πρωτεΐνης χωρίζεται σε τρεις τομείς. Η περιοχή στη λιπιδική διπλοστιβάδα ονομάζεται περιοχή λιπιδικής διπλής στιβάδας. Ο τομέας που βρίσκεται στο εξωτερικό κύτταρο ονομάζεται εξωκυτταρικός τομέας. Ο τομέας μέσα είναι γνωστός ως ενδοκυτταρικός τομέας.
Αν και η πλασματική μεμβράνη είναι ρευστή, οι προσανατολισμοί των διαμεμβρανικών πρωτεϊνών δεν αλλάζουν. Αυτές οι πρωτεΐνες είναι τόσο μεγάλες και έχουν υψηλό μοριακό βάρος. Άρα ο ρυθμός αλλαγής προσανατολισμού είναι πολύ μικρός. Το εξωκυττάριο τμήμα βρίσκεται πάντα έξω από το κύτταρο και το ενδοκυτταρικό μέρος είναι πάντα μέσα στο κύτταρο.
Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες παίζουν πολλές πολύ σημαντικές λειτουργίες στο κύτταρο. Παίζουν καθοριστικό ρόλο στην κυτταρική επικοινωνία. Σηματοδοτούν πληροφορίες σχετικά με το εξωτερικό περιβάλλον στο εσωτερικό κύτταρο. Οι υποδοχείς μπορούν να συνδέονται με τις ουσίες στην εξωκυτταρική περιοχή. Μόλις η πρωτεΐνη συνδεθεί με τα υποστρώματα, φέρνει γεωμετρικές αλλαγές στην ενδοκυτταρική περιοχή της πρωτεΐνης. Αυτές οι αλλαγές επιφέρουν αρκετές αλλαγές στη γεωμετρία των πρωτεϊνών στο εσωτερικό του κυττάρου, παράγοντας μια καταρράκτη αντίδραση. Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες είναι ικανές να δρουν ως μετατροπέας σήματος στο εσωτερικό του κυττάρου. Εκκινούν σήματα που ανταποκρίνονται στο εξωτερικό περιβάλλον και οδηγούν στις ενέργειες που λαμβάνουν χώρα στα άλλα μέρη του κυττάρου.
Εικόνα 01: Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες
Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες είναι επίσης ικανές να ελέγχουν την ανταλλαγή υλικών και ουσιών σε όλη την κυτταρική μεμβράνη. Μπορούν να σχηματίσουν εξειδικευμένα κανάλια ή διόδους που ονομάζονται «πορίνες» που μπορούν να περάσουν μέσα από την κυτταρική μεμβράνη. Αυτές οι πορίνες ρυθμίζονται από άλλες πρωτεΐνες που άλλοτε κλείνουν και άλλοτε ανοίγουν. Το καλύτερο παράδειγμα αυτού είναι η μεταγωγή σήματος νευρικών κυττάρων. Μια πρωτεΐνη υποδοχέα συνδέεται με έναν νευροδιαβιβαστή. Αυτή η δέσμευση επιτρέπει το άνοιγμα των καναλιών ιόντων (κανάλια με πύλη τάσης ή πύλη συνδέτη). Και κάνει τη ροή των ιόντων στα κανάλια. Ως εκ τούτου, μεταδίδει νευρικές ώσεις. Τα νευρικά κύτταρα μεταδίδουν ηλεκτρικά σήματα γνωστά ως δυναμικό δράσης μέσω της ροής ιόντων κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης.
Τι είναι η Περιφερική Πρωτεΐνη;
Αυτές οι πρωτεΐνες είναι προσωρινά συνδεδεμένες με την πλασματική μεμβράνη. Είτε συνδέονται με τις ενσωματωμένες πρωτεΐνες της μεμβράνης είτε με τη λιπιδική διπλοστιβάδα. Οι περιφερειακές πρωτεΐνες συνδέονται με την κυτταρική μεμβράνη μέσω δεσμών υδρογόνου. Έχουν πολλές σημαντικές βιολογικές λειτουργίες. Οι περισσότεροι από αυτούς λειτουργούν ως κυτταρικοί υποδοχείς. Μερικά από αυτά είναι πολύ σημαντικά ένζυμα. Καθώς βρίσκονται στον κυτταροσκελετό, δίνουν σχήμα και στήριξη. Διευκολύνουν την κίνηση μέσω τριών κύριων συστατικών: μικρονημάτων, ενδιάμεσων νημάτων και μικροσωληνίσκων. Η κύρια λειτουργία τους είναι η μεταφορά. Μεταφέρουν μόρια μεταξύ άλλων πρωτεϊνών. Το καλύτερο παράδειγμα είναι το «κυτόχρωμα C», το οποίο μεταφέρει μόρια ηλεκτρονίων μεταξύ πρωτεϊνών στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων της παραγωγής ενέργειας.
Εικόνα 02: Οι Περιφερικές Πρωτεΐνες
Έτσι, οι περιφερειακές πρωτεΐνες είναι εξαιρετικά σημαντικές για την επιβίωση των κυττάρων. Όταν το κύτταρο καταστραφεί, το «κυτόχρωμα C» απελευθερώνεται από το κύτταρο. Αυτό οδηγεί στην απόπτωση του κυττάρου. Μερικά από τα περιφερικά ένζυμα που συμμετέχουν στο μεταβολισμό είναι: λιποξυγενάση, άλφα-βήτα υδρολάση, φωσφολιπάση Α και C, σφιγγομυελινάση C και φερροχελάση.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ διαμεμβρανικών και περιφερειακών πρωτεϊνών;
- Και οι δύο είναι πρωτεΐνες.
- Και οι δύο εμπλέκονται στη μοριακή μεταφορά.
- Και τα δύο βρίσκονται στην πλασματική μεμβράνη.
- Και τα δύο είναι εξαιρετικά σημαντικά για την επιβίωση των κυττάρων.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ διαμεμβρανικών και περιφερειακών πρωτεϊνών;
Διαμεμβρανικές έναντι Περιφερικών Πρωτεϊνών |
|
| Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες είναι μεμβρανικές πρωτεΐνες που εκτείνονται σε όλη τη μεμβράνη. | Οι περιφερειακές πρωτεΐνες είναι μεμβρανικές πρωτεΐνες που προσκολλώνται χαλαρά στην εσωτερική και την εξωτερική επιφάνεια. |
| Συνάρτηση | |
| Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες βοηθούν στη σηματοδότηση των κυττάρων. | Οι περιφερειακές πρωτεΐνες διατηρούν το σχήμα των κυττάρων και υποστηρίζουν την κυτταρική μεμβράνη για να διατηρήσει τη δομή της. |
|
Φύση | |
| Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες είναι ένας τύπος ενσωματωμένων πρωτεϊνών. | Οι περιφερειακές πρωτεΐνες δεν είναι αναπόσπαστες πρωτεΐνες. |
| Τοποθεσία | |
| Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες εκτείνονται σε όλη την κυτταρική μεμβράνη. | Περιφερικές πρωτεΐνες προσκολλώνται στην επιφάνεια έξω ή μέσα στην κυτταρική μεμβράνη. |
| Δέσμευση | |
| Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες συνδέονται μόνιμα στην κυτταρική μεμβράνη (ο προσανατολισμός είναι σταθερός). | Οι περιφερειακές πρωτεΐνες συνδέονται προσωρινά ή χαλαρά στην κυτταρική μεμβράνη (ο προσανατολισμός αλλάζει). |
Σύνοψη – Διαμεμβρανικές έναντι Περιφερικών Πρωτεϊνών
Η πλασματική μεμβράνη είναι το μοντέλο που προστατεύει τα κύτταρα από βλάβες και παρέχει προστασία από ξένους παράγοντες. Το ρευστό μωσαϊκό μοντέλο της πλασματικής μεμβράνης εξηγεί ότι αποτελείται από τη διπλοστοιβάδα των λιπιδίων, τη χοληστερόλη, τους υδατάνθρακες και τις πρωτεΐνες. Η χοληστερόλη βρίσκεται συνδεδεμένη με τη λιπιδική διπλοστιβάδα. Οι υδατάνθρακες είτε συνδέονται με λιπίδια είτε πρωτεΐνες στη μεμβράνη. Οι πρωτεΐνες είναι τρεις τύποι: ενσωματωμένες, περιφερειακές και διαμεμβρανικές πρωτεΐνες. Οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες ενσωματώνονται στη μεμβράνη και εκτείνονται σε όλη τη διαδρομή της μεμβράνης. Και οι περιφερειακές πρωτεΐνες συνδέονται χαλαρά στην εσωτερική και την εξωτερική επιφάνεια. Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ διαμεμβρανικών και περιφερειακών πρωτεϊνών.
Κατεβάστε την έκδοση PDF του Transmembrane vs Peripheral Proteins
Μπορείτε να κατεβάσετε την έκδοση PDF αυτού του άρθρου και να τη χρησιμοποιήσετε για σκοπούς εκτός σύνδεσης σύμφωνα με τη σημείωση παραπομπής. Κάντε λήψη της έκδοσης PDF εδώ Διαφορά μεταξύ διαμεμβρανικών και περιφερειακών πρωτεϊνών
