תוֹכֶן
תאי מוח הם סוג של תאי עצב, או תאי עצב. ישנם גם סוגים שונים של תאי מוח. אבל כל הנוירונים הם תאים, וכל התאים באורגניזמים שיש להם מערכות עצבים חולקים מספר מאפיינים. למעשה, את כל לתאים, בין אם הם חיידקים חד תאיים או בני אדם, יש כמה תכונות משותפות.
מאפיין מהותי אחד של כל התאים הוא שיש להם א קרום פלזמה כפול, קרא את קרום תא, המקיפה את כל התא. דבר נוסף הוא שיש להם ציטופלזמה בחלק הפנימי של הממברנה, ויוצרים את עיקר מסת התא. שלישית היא שיש להם ריבוזומים, מבנים דמויי חלבון המסנתזים את כל החלבונים המיוצרים על ידי התא. הרביעי הוא שהם כוללים חומר גנטי בצורה של DNA.
ממברנות התא, כאמור, מורכבות מממברנה פלזמה כפולה. ה"כפיל "נובע מהעובדה כי גם אומרים כי קרום התא מורכב מ- דו שכבתי פוספוליפיד, כאשר "בי" הוא קידומת שפירושה "שניים." לקרום הבליפיד הזה, כפי שהוא מכונה לעתים, יש מספר פונקציות מפתח בנוסף להגנה על התא בכללותו.
יסודות תאים
כל האורגניזמים מורכבים מתאים. כאמור, מספר התאים שיש לאורגניזם שונה מאוד ממין למין, וחלק מהמיקרובים כוללים רק תא בודד. כך או כך, התאים הם אבני הבניין של החיים במובן זה שהם היחידות האינדיבידואליות הקטנות ביותר בדברים חיים שמתהדרים בכל התכונות הקשורות לחיים, למשל מטבוליזם, רבייה וכן הלאה.
ניתן לחלק את כל האורגניזמים פרוקריוטות ו אאוקריוטות. יחסי ציבור* אוקריוטות* כמעט כולם חד-תאיים וכוללים את זני החיידקים הרבים המאכלסים את כדור הארץ. אוקריוטות הם כמעט כולם רב תאיים ויש להם תאים עם מספר תכונות מיוחדות שאין להם תאים פרוקריוטים.
לכל התאים, כאמור, יש ריבוזומים, קרום תאים, DNA (חומצה deoxyribonucleic) וציטופלזמה, מדיום דמוי ג'ל בתוך תאים בו יכולות להופיע תגובות וחלקיקים יכולים לנוע.
התאים האוקריוטים כוללים את ה- DNA שלהם בגרעין, המוקף על ידי דו שכבתי זרחן משלו, הנקרא מעטפת גרעין.
הם גם מכילים אברוניםשהם מבנים הקשורים לקרום פלזמה כפול כמו קרום התא עצמו ומוטל עליו פונקציות ייעודיות. לדוגמה, המיטוכונדריה אחראיות על ביצוע הנשימה אירובית בתאים בנוכחות חמצן.
קרום התא
הכי קל להבין את מבנה קרום התא אם אתה מדמיין שאתה צופה בו בחתך רוחב. נקודת מבט זו מאפשרת לך "לראות" את שני ממברנות הפלזמה המנוגדות של הדו-שכבתי, את המרחב שביניהם, ואת החומרים אשר בהכרח צריכים לעבור לתא או לצאת ממנו דרך הממברנה באמצעים מסוימים.
נקראות המולקולות האישיות המרכיבות את מרבית קרום התא גליקופוספוליפידים, או, לעתים קרובות יותר, רק פוספוליפידים. אלה עשויים "ראשים" קומפקטיים ופוספטיים שהם הידרופילי ("מחפש מים") ומצביעים לעבר החלק החיצוני של הממברנה מכל צד, וזוג חומצות שומן ארוכות שהן הידרופובי ("מפחד מים") ופנים זה אל זה. פירושו של הסדר זה שראשים אלה פונים אל הצד החיצוני של התא בצד אחד והציטופלזמה מצד שני.
לחומצות הפוספט וחומצות השומן בכל מולקולה מצטרף אזור גליצרול, בדיוק כמו שטריגליצריד (שומן תזונתי) מורכב מחומצות שומן המחוברות לגליצרול. לחלקי הפוספט לרוב מרכיבים נוספים על פני השטח, וחלבונים ופחמימות אחרים מנקדים גם את קרום התא; אלה יתוארו בקרוב.
פונקציות ליפיד בילייר
תפקוד דו-שכבתי ליפידים אחד, כמעט בהגדרה, הוא הגנה על התא מפני איומים מבחוץ. הממברנה היא חצי חדירכלומר חומרים מסוימים יכולים לעבור בעוד שאחרים אינם מונעים כניסה או יציאה על הסף.
מולקולות קטנות, כמו מים וחמצן, יכולות להתפזר בקלות דרך הממברנה. מולקולות אחרות, בייחוד כאלו הנושאות מטען חשמלי (כלומר, יונים), חומצות גרעין (DNA או קרוב משפחתו, חומצה ריבונוקלאית או RNA) וסוכרים יכולות לעבור גם כן, אך דורשות עזרה של חלבוני הובלת קרום על מנת שזה יקרה.
חלבוני תעבורה אלה מתמחים, כלומר הם נועדו לרועה רק סוג מסוים של מולקולה דרך המחסום. לעיתים קרובות זה דורש קלט של אנרגיה בצורה של ATP (אדנוזין טריפוספט). כאשר יש להעביר את המולקולות כנגד מדרגת ריכוז חזקה יותר, דרוש אפילו יותר ATP מהרגיל.
רכיבים נוספים של ה- Bilayer
מרבית המולקולות הלא-פוספוליפידיות בקרום התא הן חלבוני טרנסממברנה. מבנים אלה משתרעים על שתי שכבות הדו-שכבתי (ומכאן "טרנסממברנה"). רבים מאלו הם חלבוני תובלה, אשר במקרים מסוימים מהווים תעלה גדולה דיה למולקולה הספציפית בה נתקל.
חלבונים טרנסמברנריים אחרים כוללים קולטנים, שמאותת אל פנים התא בתגובה להפעלה על ידי מולקולות בחלקו החיצוני של התא; אנזימיםהמשתתפים בתגובות כימיות; ו עוגנים, הקושרים פיזית רכיבים מחוץ לתא עם אלו שנמצאים בציטופלזמה.
הובלת קרום התא
ללא דרך להעביר חומרים לתא ומחוצה לו, התא היה אזל במהירות באנרגיה וגם אינו מסוגל לגרש מוצרי פסולת מטבולית. שני התרחישים כמובן אינם תואמים את החיים.
היעילות של הובלת הממברנה תלויה בכך שלושה גורמים עיקריים: החדירות של הממברנה, הפרש הריכוז של מולקולה נתונה בין פנים לחוץ וגודל ומטען (אם יש) של המולקולה הנחשבת.
הובלה פסיבית (דיפוזיה פשוטה) תלויה רק בשני הגורמים האחרונים, שכן מולקולות שנכנסות לתאים או יוצאות באמצעים אלה יכולות בקלות להחליק דרך הפערים בין פוספוליפידים. מכיוון שהם אינם נושאים מטען כלשהו, הם נוטים לזרום פנימה או החוצה עד שהריכוז זהה משני צידי הדו-שכבתי.
בתוך הקלה על דיפוזיה, אותם עקרונות חלים, אך חלבוני הממברנה נדרשים כדי ליצור מספיק מרחב למולקולות הלא-טעונות לזרום דרך הממברנה במורד הריכוז שלהן. חלבונים אלה ניתנים להפעלה על ידי עצם נוכחותה של המולקולה "דופק בדלת" או על ידי שינויים במתח שלהם המופעל על ידי הגעתה של מולקולה חדשה.
בתוך מעבר פעיל, אנרגיה נדרשת תמיד מכיוון שתנועת המולקולה מנוגדת לריכוזה או לדרגה האלקטרוכימית שלה. בעוד ATP הוא מקור האנרגיה הנפוץ ביותר לחלבוני תעבורת טרנסמברנרית, ניתן להשתמש באנרגיית אור ואנרגיה אלקטרוכימית גם כן.
מחסום מוח-הדם
המוח הוא איבר מיוחד, וככזה הוא מוגן במיוחד. המשמעות היא שבנוסף למנגנונים שתוארו, לתאי המוח אמצעים לשליטה הדוקה יותר על כניסת החומרים, החיוניים לשמירה על כל ריכוז הורמונים, מים וחומרים מזינים הנחוצים בזמן נתון. תוכנית זו נקראת מחסום דם מוח.
זה מושג ברובו הודות לאופן בניית כלי הדם הקטנים שנכנסים למוח. תאי כלי הדם האינדיבידואליים, המכונים תאי אנדותל, ארוזים קרוב זה לזה בצורה יוצאת דופן ויוצרים את מה שמכונה צמתים הדוקים. רק בתנאים מסוימים מקבלים מרבית המולקולות מעבר בין תאי אנדותל אלה במוח.