新生物学:“信念”深刻影响基因表达和结构,深度精彩!(9)
2023-04-27 来源:飞速影视
细胞膜工作原理
“接收器”捕捉环境信号,“效应器”转换成行为——没有信号就没有行为,这就是细胞膜的工作原理。
接下来的问题是细胞膜如何工作。非常有趣,也非常简单。当我们研究长在培养皿里的细胞时,细胞膜表面看起来很多泡泡,但当我们放大显微倍数后,细胞膜看上去就像三明治。中间是一层脂层,正是脂层让膜成为一面屏障,因为外界的水进不去,细胞内的水也出不去,所以膜内环境就被很好地保护起来得以运作。但是只有这样三明治结构的膜没有功能,因为我漏掉了最重要的一样:镶嵌膜内的蛋白质。这些蛋白质对膜外信号做出反应,从而激活行为。细胞表面全都是像天线一样的内镶蛋白,它们大量地分布于细胞膜上。这些蛋白质和外界环境互动,再把这些环境信号转化成内部行为。
让我来解释这如何实现。这就是膜(右图), 这里有两种不同的蛋白质。虽然膜表面由上千种蛋白,但基本可以分成两类。一类上面有“天线”,也就是接收器,就好比屋顶接受电视信号的天线,作用就是接受信号,信号通过线路传入电视,电视再把信号转成可视画面。重点是很多的蛋白都有这种天线接收器,这些竖起来的就是天线,位于细胞表面,然而它们接收的是环境信息。这种信息可以是葡萄糖,告诉细胞外界有糖份存在,或是组胺,告诉细胞该做出应激反应了,或是胰岛素,告诉细胞该调节代谢了。
每一个不同的信息,都有不同的天线去接收。所以说细胞表面分布著接收各种信息的天线,所以环境信号被天线捕捉。接下来,信号被第二类蛋白(效应器)转换成行为。有三种不同的渠道,第一类蛋白中间有个能让信号分子进出的通道,第二类:酶类,促进新成代谢反应,第三类:细胞骨架蛋白,可以改变细胞的形状。比如现在有个毒素信号进入,对应的接收器探测到了,于是就跟临近的蛋白说:那是毒素信号,我们快闪!然后效应器就带著它们就跑了。一边是输入,一边是输出。所以蛋白质相互协作,接收器接收信号,效应器做出反应。
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