membrane

ilustracija
MEMBRANE, stanična membrana - 1. lipidni dvosloj, 2. periferni protein, 3. oligosaharid, 4. integralni (transmembranski) protein, 5. kolesterol

membrane (lat. membrana: opna).

1. U biologiji, zajednički naziv za mnoge tvorbe različite građe koje imaju izgled opne, npr.: membrana tympani (bubnjić), membrana vitellina (jajčana ovojnica). U užem smislu membranama se nazivaju oko 10 nm debele strukture koje obavijaju citoplazmu stanice (stanična membrana), staničnu jezgru i ostale stanične organele (mitohondriji, kloroplasti), ili izgrađuju složene unutarstanične strukture (endoplazmatski retikulum). Kod bakterija, gljiva i biljaka stanična je membrana obavijena izvanstaničnom stijenkom (staničnim zidom), koja osigurava mehan. potporu stanice.

Sve biološke membrane građene su jednako. Njihovu osnovnu strukturu čine lipidni dvosloj te membranski proteini, koji su ugrađeni u dvosloj ili su na nj vezani. Membrane su dinamičke strukture u kojima su molekule lipida i proteina bočno pokretljive; fluidnost membrane ovisi o sastavu lipida. Uloga je membrane izolacija unutrašnjosti stanice ili njezinih organela od okoline te komunikacija s okolinom. Izolaciju omogućuje 6 do 7 nm debeo lipidni dvosloj. U njem su hidrofobni nepolarni repovi lipida okrenuti jedan prema drugomu, dok su im hidrofilne polarne glave na površini. Lipidni je dvosloj gotovo nepropustan za ione i većinu polarnih molekula, a djeluje i kao el. izolator. Komunikaciju s okolinom omogućuju membranski proteini, koji mogu biti integralni (uronjeni hidrofobnim dijelom u lipidni dvosloj) ili periferni (nekovalentno vezani na unutarnju ili na vanj. stranu membrane).

Membrane su strukturno i funkcionalno asimetrične. Kod sisavaca su na vanj. stranu membrane obično vezani šećeri (oligosaharidi), koji određuju identitet stanice (→ glikobiologija), dok su na unutar. stranu vezani mnogobrojni proteini koji tvore stanični kostur (citoskelet). Membrane su selektivno propusne za određene tipove molekula. Neke hidrofobne molekule prolaze kroz membranu difuzijom iz područja veće koncentracije u područje manje koncentracije. Prolazak drugih molekula i iona u smjeru koncentracijskoga gradijenta potpomažu specijalizirani transmembranski proteini (olakšana difuzija). Za prolazak molekula i iona s područja manje koncentracije u područje veće koncentracije, uz specijalizirane membranske proteine, potreban je utrošak energije (→ aktivni prijenos). Kod viših oblika života (npr. sisavaca) membrane su izravno mjesto djelovanja nekih hormona. Oni se vezuju na specifične receptore, transmembranske proteine, koji time mijenjaju svoju konformaciju. Na citoplazmatskoj se strani ta promjena odražava u pokretanju slijeda zbivanja, kojemu je posljedica regulacija metaboličkih procesa. Membrane specijaliziranih stanica viših organizama sudjeluju u velikom broju biol. procesa (resorpcija hrane u crijevu, izlučivanje enzima u probavni trakt, prijenos živčanih impulsa, izlučivanje protutijela i hormona u krvotok i dr.).

2. Tanke porozne stijenke od različitih materijala za razdvajanje sastojaka kapljevitih, rjeđe i plinovitih smjesa. Polupropusne (semipermeabilne) membrane različito su propusne, gdjekad i nepropusne, za pojedine komponente smjesa, pri čem se pri izjednačenju koncentracija može pojaviti razlika u tlakovima, a ako se radi o ionima, i razlika u električnim potencijalima. Membrane su od bitne važnosti u mnogim procesima i tehnološkim operacijama. Tako npr. pri dijalizi čestice niskomolekularnih spojeva (spojeva male molekularne mase) mnogo lakše prolaze kroz membranske pore iz otopine u čisto otapalo i tako se odjeljuju od većih čestica visokomolekularnih spojeva ili koloida, pri reverznoj (obratnoj) osmozi membrane zadržavaju praktički sve otopljene tvari, a propuštaju samo otapalo, pri ultrafiltraciji zadržavaju pretežno čestice relativne molekularne mase veće od 500, dok pri mikrofiltraciji propuštaju većinu otopljenih niskomolekularnih tvari, a zadržavaju samo koloidne i suspendirane čestice.

3. U tehnici, tanke izrađevine, obično pločice od različitih materijala (metal, teflon, viton, poliester, kevlar, papir), koje mogu titrati ako su napete na neki okvir, pa služe za prenošenje titraja, najčešće zvučnih. Frekvencija titranja ovisi o materijalu, izmjerama i napetosti membrane te obliku okvira. Membrane su dvodimenzijski analogoni strune. U elektroakustici se razlikuju membrane mikrofona i zvučnika, najčešće kružna oblika, kao pretvaračâ zvučnih titraja u el. signale i obratno. U akustici se membrane rabe kao bitni dijelovi apsorpcijskih i rezonatorskih pasivnih sustava.

membrane. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 19.12.2018. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=40044>.