Прочитал статью о вакцинах на основе матричных РНК, и у меня сформировался вопрос: как мРНК попадают внутрь клетки? Матричная РНК крупная молекула и проскочить в клетку минуя барьер плазматической мембраны непросто. Чтобы ответить на этот вопрос будет написано две заметки.
Первая про саму мембрану, вторая про транспорт через мембрану.
Начнем с клетки. Животную клетку можно представить в виде «мешка», содержащего в себе различные химические вещества. Стенки этого «мешка» и есть плазматическая мембрана. Плазматическая мембрана выполняет роль барьера, отделяющего клетку от окружающей среды. Роль её напоминает роль границы между двумя странами: здесь регулируются потоки молекул, движущихся в клетку и из клетки. Причём сами мембраны активно регулируют этот процесс – одни вещества пропускают, а другие нет.
Строение мембран.
Мембраны почти целиком состоят из белков и липидов (или жиров). Липиды в подавляющем большинстве представлены фосфолипидами. Фосфолипид состоит из 1 молекулы фосфорной кислоты, 2 молекул жирных кислот и молекулы глицерола, которая объединяет этот ансамбль в единое целое.
Двойной слой (или бислой) фосфолипидов образует основную структуру клеточных мембран.
Мембранные белки могут погружаться в бислой фосфолипидов, а могут пронизывать слой насквозь.
В мембранах ещё содержатся холестерин и гликолипиды. Холестерин является обязательным компонентом клеточных мембран, он отвечает за упорядочивание, компактность и устойчивость липидного бислоя. Также, он участвует в регуляции проницаемости клеточных стенок, определяя какие молекулы могут проникать внутрь клетки, а какие нет. Гликолипиды – это липиды с присоединёнными к ним углеводами.
Ещё стоит рассказать про спектрин. Спектрин – это белок цитоскелета, который выстилает внутреннюю сторону плазматической мембраны многих типов клеток. Тетрамеры спектрина образуют шестиугольную сеть и прикрепляются к мембранным белкам. Т.о. эта сеть образует скелет мембраны, который обеспечивает её стабильность.
И напоследок функции плазматической мембраны.
Барьерная – проницаемость мембраны для разных типов молекул неодинакова. Чтобы миновать оболочку клетки, молекула должна иметь определенный размер, химические свойства и электрический заряд.
Транспортная – сквозь мембрану проходит пассивный, активный, регулируемый и избирательный обмен.
Механическая – обеспечивает ограничение одной клетки от другой, и, в то же время,— правильное соединение клеток в однородную ткань и устойчивость органов к деформации.
Рецепторная — белки, встроенные в клеточную мембрану служат рецепторами, благодаря которым клетка получает сигнал от гормонов и нейромедиаторов.
Ферментативная — ещё одна важная функция, присущая некоторым белкам клеточных мембран.
Маркировочная – на поверхности клеточных мембран имеются так называемые «ярлыки» - антигены, состоящие из гликопротеинов (белков с присоединенными к ним разветвленными олигосахаридными боковыми цепями). Поскольку боковые цепи могут иметь огромное множество конфигураций, каждый тип клеток получает свой уникальный ярлык, который позволяет другим клеткам организма узнавать их «в лицо» и правильно на них реагировать. Вот почему, например, иммунные клетки человека, макрофаги, без труда распознают чужака, проникшего в организм (инфекцию, вирус) и пытаются его уничтожить. То же самое происходит с больными, мутировавшими и старыми клетками – ярлык на их клеточной мембране меняется, и организм избавляется от них.