Ugrás a tartalomhoz

Sejtbiológia

Balázs Margit (2011)

Debreceni Egyetem

3. fejezet - Intracelluláris membránok, anyagtranszport, citoszkeleton

3. fejezet - Intracelluláris membránok, anyagtranszport, citoszkeleton

Intracelluláris/Citoplazmatikus membránrendszerek és organellumok

Az eukarióta sejtek, ellentétben a baktériumokkal számos, funkcionálisan elkülönülő, membránokkal körbezárt organellumot (sejtszervecske vagy kompartmentek) tartalmaznak. Minden kompartment tartalmaz saját, működésére jellemző enzimeket és más specifikus molekulákat, továbbá olyan komplexrendszereket, melyek lehetővé teszik a transzport specifikus termékek egyik kompartmentből a másikba történő eljutását. Az eukarióta sejtek működésének megismeréséhez szükséges annak megértése, hogy hogyan történik ezeknek a kompartmenteknek a képződése, milyen funkcióval rendelkeznek és hogyan történik bennük és közöttük a molekulák mozgása.A sejtekből a makromolekulák távozása egy hosszú eseménysor eredménye, melynek utolsó lépése a szekréció folyamata. Az egyes organellumokban lejátszódó folyamatok, sokszor egymást kizáró kémiai reakciók egyidejű, szabályozott lebonyolítását biztosító kompartmentalizáció óriási előnyt jelentett az eukarióta sejtszerkezetű élőlényeknek. Ennek a bonyolult sejtstruktúrának a kialakulása feltételezések szerint nagyon hosszú evolúciós folyamatnak az eredménye. Ma már a köztes folyamatok nem rekonstruálhatók. Ugyanakkor a sejtműködések elkülönülése a sejten belül olyan nagy szelekciós előnyt biztosított, hogy a köztes sejtstruktúrájú élőlények szükségszerűen háttérbe szorultak az evolúció során, majd ki is pusztultak. Az alábbi ábrán feltüntetett sejtorganellumok mind a legegyszerűbb egysejtű gombákban, mind az emberi szervezetet felépítő sejtekben megtalálhatóak. Ezek a kompartmentek valószínűleg nem egyszerre alakultak ki, az evolúció során biztosan voltak olyan élőlények, melyekben a különböző kompartmenteknek csak egy része jött létre.

3.1. ábra - Intracelluláris membránok által határolt sejtkompartmentek eukarióta sejtekben

Intracelluláris membránok által határolt sejtkompartmentek eukarióta sejtekben

Citoplazma: a sejtek térfogatának kicsit több mint a felét (54%) teszi ki, funkciója számos kis molekulasúlyú anyag, valamint makromolekula szintézise, fehérjék degradációja.

Sejtmag: itt történik a DNS-ben tárolt genetikai információ átírása RNS-be, itt zajlik a transzkripció folyamata. A sejtmagban található sejtmagvacska (nukleólusz, ahol a riboszómális RNS-ek szintézise zajlik), nem tekinthető különálló kompartmentnek, mert nincs önálló membránnal határolva.

Mitokondrium : a sejtek energiaforrása, funkciója az oxidatív energiatermelés.

Endoplazmatikus retikulum : szerkezetére a nagykiterjedésű lemezes membránrendszer jellemző, az intracelluláris membránok jelentős részét adják, funkciója a szekretórikus és membránfehérjék posztszintetikus érési reakcióinak katalizálása.

Golgi-komplex: (cisz-, középső- és transz-Golgi), funkciója a szekretórikus és membránfehérjék további posztszintetikus érési reakcióinak katalizálása.

Lizoszóma : funkciója a sejt számára feleslegessé vált anyagcseretermékek lebontása.

Peroxiszóma: apró vezikuláris kompartmentek, funkciója az oxidatív folyamatok káros melléktermékeinek (hidrogén peroxid, reaktív oxigénszármazékok) semlegesítése.

Általánosságban valamennyi, membránnal körülhatárolt sejtorganellumnak specifikus funkciója van a különböző sejttípusokban. Ahhoz, hogy a sokféle sejttípus képes legyen ellátni specifikus feladatait ezek a sejtkompartmentek rendkívül változatosak és további tulajdonságokkal rendelkeznek, melyek sejttípusonként eltérőek.