Zelula mintz

Zelula mintza, mintz plasmatikoa edo plasma mintza zelula inguratzen duen lipido geruza bikoitza da^[1]. Proteinak eta gluzidoak ere agertzen dira mintzean. Zelula mota guztietan agertzen da eta zelula eukariotoen kasuan organuluen mintzak ere egitura berekoak dira. Zelula prokariotoetan eta landare eta onddoen zeluletan zelula hormaren azpian kokatzen da.

Zelula mintzaren ezaugarri nabarmenena iragazkortasun selektiboa da, hau da, zelula barnera sartu behar diren edota zelulatik atera behar diren molekulak hautatzeko gaitasuna da^[2]. Bestalde kanpotik datozen seinaleak hartzeko errezeptore espezifikoak ditu eta zelularen jarduera zehatzak aktibatu edo desaktibatzen ditu.

Egitura

Ezaugarri nagusiak

Mikroskopio elektronikoz bakarrik ikus daiteke, izan ere 7'4 nm-ko (74 Å) lodiera baitu^[3]. Mikroskopioz begiratzerakoan bi geruza ilun ikusten dira eta bien artean geruza argi bat. Mintza osatzen duten molekulen artean lipidoak dira nagusi. 50 lipido molekula bakoitzeko proteina bat aurkitzen dela kalkulatzen da, baina proteinak askoz handiagoak direnez mintzaren pisuaren %50a inguru hartzen dute.

Eredua

Gaur egun onartzen den egitura mosaiko jariakorraren eredua da. S.J. Singer eta G.L. Nicolsonek proposatu zuten 1972. urtean^[4]. Zelula mintza lipidoz (fosfolipidoz eta kolesterolez), proteinaz eta gluzidoz osatua dago.

Molekulak etengabe mugitzen direnez bere forma ere aldakorra da. Asimetrikoa da, hau da, barruko eta kanpoko aldeetan egitura ezberdina du eta beraz funtzio desberdinak betetzen ditu. Kanpoaldean glikokaliza eratzen da eta barnealdean aktinazko mikrofiruak itsasten zaizkio mintzari.

Osaera kimikoa

Mintzeko lipidoak

Zelula mintza bi lipido geruzaz osaturik dago eta lipido hauek dira mintz plasmatikoaren egonkortasunaz arduratzen direnak. Mintzean agertzen diren molekula lipidiko guztien %98a anfipatikoak dira, hau da, mutur hidrofiloa (kanporantza begira, urarekin harremantzen dena) eta mutur hidrofoboa (barrurantza begira) dituzte.

Lipidoen artean gehienak fosfolipidoak dira eta buru polarra kanpoalderantz kokatzen dute, buztan hidrofoboak aldiz barnealderantz. Mintzaren kanpoko geruzan glukolipidoak ere ager daitezke, neuronatan bereziki, eta glikokaliza eratzen dute. Azkenik kolesterola aipatu behar da. Hau ere anfipatikoa da, izan ere lau eraztunetako molekula hidrofoboaren mutur batean hidroxilo talde bat baitauka^[4].

Singer eta Nicolsonek aipatu zuten geruza jariakorra dela, eta beraz ez da estatikoa. Honako mugimendu hauek agertzen ditu^[5]:

• Alboranzko barreiadura: Fosfolipidoak alboraka mugi daitezke eta ondokoaren lekua hartu. Era berean bere burua errotatzeko ahalmena ere badute. Fosfolipidoen mugikortasuna hainbat faktoreren menpe dago:

1- Fosfolipidoetako buztan hidrofoboetan aurkitzen den lotura bikoitzen kopurua (gantz azidoen asegabetasun maila): Lotura bikoiztek gantz azidoaren molekulan okerdurak azaltzen dituzte eta geruza ordenaturik mantentzea oztopatzen dute. Hau dela eta zenbat eta lotura bikoitz gehiago mintza jariakorragoa izango da.

2- Kolesterolaren kontzentrazioa: Kolesterola molekula planoa izaki fosfolipidoen artean tartekatzerakoan mintz zati hori trinkotu egiten du^[6]. Mintza trinkotzen denean iragazkortasuna ere asko jeisten da.

3- tenperatura: Zelularen homeostasia ahalbidetzen duten sistema ugari dauden arren, tarteka tenperatura aldaketak gerta daitezke. Tenperatura igotzen bada mintzaren jariakortasuna ere handitu egiten da. Tenperatura jeisten bada aldiz mintza solidotze prozesuan hasten da gel fasean sartzeraino.

• Geruza aldaketa edo flip-flop: fosfolipidoak geruza batetik bestera pasatzen direneko mugimendua da. Mintzaren forma aldatzerakoan (inbajinaziotan adibidez) gertatzen da.

1997. urtean Simons eta Ikonen ikerlariek lipido baltsen (lipid rafts ingelesez) ideia aurkeztu zuten^[7]. 50 nm inguruko lipido domeinu txikiak dira, inguruko mintza baino trinkoagoak, kolesterolez, fosfolipido saturatuz eta proteinaz osaturik baitaude^[8]. Trinkoak izanik gainerako mintzean baltsa gisa flotatzen dute. Hainbat funtzio esleitu zaizkie, batez ere patogenoen aurkako babesa eta kolesterolaren homeostasia.

Mintzeko proteinak

Zelularen arabera mintzeko proteinen proportzioa aldatu egiten da. Neuronen mielinatan mintzeko molekulen arteko proteina kopurua %20koa da baina mitokondrioaren barneko mintzean %70era iristen da. Mintzeko proteinak bi multzo handitan sailkatzen dira^[4][6]:

• Mintzeko proteina integralak edo intrinsekoak: Mintzean dauden proteina guztien %80a osatzen dute eta izenak dioen bezala mintzaren barnean integraturik daude. Batzuek mintza alderik alde zeharkatzen dute, transmintzeko proteinak dira. Proteina hauek isolatzeko zelula mintza hautsi beharra dago, izan ere lotura kobalenteak eratzen baitituzte lipidoekin.
• Mintzeko proteina periferikoak edo estrinsekoak: Geruza bikoitzaren kanpoaldean daude eta proteina guztien %20a osatzen dute. Hauen mutur molekularrak elkarreragina dauka fosfolipidoen alde polarrarekin. Mintzaren azalera zitoplasmatikoan egoten dira eta lipido eremu zehatzetara edo transmintzeko proteinetara lotuta daude. Lotura ahulak eratzen dituztenez zelula mintza hautsi gabe isola daitezke.

Funtzioaren arabera ere sailkatzen dira proteinak:

• Egitura funtzioa duten proteinak: barnealdean zitoeskeletoari lotzen zaizkio eta kanpoaldean zelulaz kanpoko matrizeari.
• Proteina errezeptoreak: Kanpotik datozen seinaleak hartzen dituzte eta barnealdera seinale kimikoak igortzen dituzte.
• Garraio proteinak: ioien elkartrukea ahalbidetzen dute eta gradiente elektrokimikoa mantentzen dute.

Mintzeko gluzidoak

Lotura kobalenteen bidez kanpoko geruzan dauden lipido eta proteinei lotzen zaizkie eta glikokaliza eratzen dute. Zelula mintza babesten dute eta immunitate-sistemarentzako beharrezkoak dira zelulen izaera identifikatzeko^[4].

Mintzaren funtzioak

Zelula mintzak hainbat funztio betetzen ditu^[9]:

1. Zelula mugatu eta babesten du.
2. Zelula eta kanpoaldearen arteko elkartrukea kontrolatzen du. Horretarako iragazkortasun selektiboa egiteko gaitasuna du, beharrezkoak diren molekulak alde batetik bestera pasatzea ahalbidetzen baitu. Honi esker kontzentrazio gradientea erregulatzen du.
3. Seinale kimikoak hartzen dituzten errezeptoreak ditu eta seinale horien bidez zelularen jarduera zehatzak aktibatu edo desaktibatzen ditu^[5].

Garraioa

Zelulek substantzien trukea egin behar dute kanpoaldearekin, hori mintz plasmatikoaren bidez egiten da. Kanpotik beharrezko molekula guztiak hartu eta aldi berean, ez diete sartzen utzi behar komenigarriak ez direnei. Horretarako mintz plasmatikoa modu selektiboan jarduten da.

Mintzaren bidezko garraioa

Molekula txikiek zeharkatzen dute mintza. Hainbat eratara gertatzen da, molekularen izaeraren arabera eta gradientearen alde edo aurka egiten denaren arabera:

• Garraio pasiboa: substantziak pilaketa handiko eremu batetik pilaketa txikiko eremura pasa, difusioaren bidez^[4].
  • Difusio bakuna: Kargarik ez duten molekula apolarren kasua da (O₂, CO₂, bentzenoa...). Arazorik gabe zeharkatzen dute zelula mintza eta hauen kasuan kontrolatzeko aukera txikia da. Molekula polar oso txikiek ere zeharkatu dezakete zelula mintza, urak edo etanolak esate baterako^[10].
  • Difusio erraztua: Molekula polarrek ezin dute lipido geruza hidrofoboa zeharkatu eta horretarako transmintzeko proteinak erabiltzen dituzte. Honi esker garraio mota hau kontrolatzen erraza da. Bi motatako proteinak aurkitzen ditugu^[10]:
    • Proteina garraiatzaileak (carrier): gluzidoak, aminoazidoak edo nukleosidoak garraiatzen dituzte eta horretarako konformazio aldaketa bat izaten dute.
    • Ioien kanalak: Bide bat irekitzen dute eta kontzentrazio gradientearen arabera eta ioi kargatuak sartzen dira. Biderik azkarrena da baina kontrolatzeko zailagoa proteina garraiatzaile bidezkoa baino^[10].

• Garraio aktiboa: Kontzentrazio gradientearen aurka garraiatzen ditu ioiak eta horretarako energia gastatu beharra dauka (ATParen hidrolisiaren bidez)^[4], Sodio-potasio ponpa adibidez^[11][12]. Ponpen jarduerak desoreka elektrikoa eragiten du eta mintz potentziala sortzen da. Ponpa hauek beharrezkoak dira bihotzaren erritmoa markatzeko orduan, muskuluen kitzikaduran eta neuronetako transmisio sinaptikoan.

Zelula mintza lekualdatzearen bidezko garraioa

Tamaina handiko molekulek eta partikula solidoek ezin dute mintza zeharkatu eta orduan mintza inbajinatu egiten da, hau da, forma aldatzen du.

• Endozitosia

Prozesu honen bidez, tamaina handiko molekulak eta partikula solidoak zelulan sartzen dira. Mintzaren kanpoko azalera zurgatu eta gero, mintz horren zati batera inguratzen dira. Endozitaturiko mintz zatiak azalerara itzultzen dira. Hiru endozitosi mota daude:

• Fagozitosia: Molekula multzo handi bat elkartzean mintza zitoplasman sartzen da. Hori lortzeko pesudopodo izeneko luzamenduek hartu beharreko substantzia inguratzen dute eta horrela besikula bat sortzen da, fagosoma izena duena. Fagosomari lisosomak gehitzen zaiziko eta hauen barneko entzimek fagozitaturiko materialak deskonposatzen dituzte.
• Pinozitosia: Prozesu honetan likido estrazelularra hartzen da etengabe. Muturrean likido tanta bat harrapatzen du eta zitoplasmaren barruan askatzen du mikra batetik beherako diametroko besikulan.
• Hartzaile bidezko endozitosia: Prozesu azkarra eta espezifikoa da. Zelula mintzean hartzaile espezifiko batzuk daude eta hauek dagokien sustantzia jasotzen dutenean mintza inbaginatu egiten da eta besikulak osatzen ditu.

• Exozitosia

Zelulan ekoizturiko sustantziak kanporatu behar direnean besikularen mintzak bat egiten du zelula mintzarekin^[13]. Golgi aparatuan sortzen diren xixkuen kasua da.

• Transzitosia

Odol kapilaretako endotelio zeluletan eta epitelioko zeluletan gertatzen den prozesua da. Zelulak pinozitosi bidez odoletik ehuneko zelulek behar dituzten sustantziak hartzen ditu eta zitoplasma zeharkatu ondoren alboan duen zelulari ematen dizkio exozitosi bidez^[14].

Seinaleak jasotzea

Zelulek euren artean komunikatuta egon behar dute funtzioen koordinazio egokirako. Komunikazioa, mezulari kimikoen bidez. Hauei erantzuten dieten zelulak diana izena dute. Mezulariek ez dituzte mintz zelularrak zeharkatzen, horregatik, mintzaren beste aldera pasatzeko transdukzioa egin behar da.

Mezu agonistak eta antagonistak:

• Mezulari natural gehienak agonistak dira. Hauek hartzailearekin elkartzean, eragin biologikoa sortuko duten erreakzio batzuk eragingo dituzte. Erantzuna berriz, agonistaren mailaren araberakoa izango da.
• Antagonistek, ezin dute erantzunik jaso eta agonisten eragina blokeatu egiten dute.

Mintzaren diferentziazioa

Zelula mintza ez da uniformea izaten eta zelularen konkretuetan ezaugarri bereziak dituzten azalerak aurkitzen dira. Orokorrean azalera apikala, azalera basala eta alboetako azalera bereiztan dira epitelioetako zeluletan.

Digestio hodiaren epitelioko zeluletako azalera apikalean zurgapen ahalmena handitzeko mintzak ebaginazioak izaten ditu, eskularru baten hatzen itxurakoak. Mikrobiloak dira. Arnas aparatuko zeluletako azalera apikalean zilioak azaltzen dira^[15].

Zelulen arteko loturak

Ehunak osatzen dituzten zelulen artean lotura eta atxikidurak agertzen dira. Konplexutasun ezberdina eta funtzio ezberdina duten hainbat lotura mota existitzen dira; Lotura estuak, atxikidura bandak, desmosomak, hemidesmosomak eta gap loturak^[16].

Erreferentziak