BIOSGD – Learn Biological Science with Santigopal Das

 PLASMA MEMBRANE- CHEMICAL ORGANIZATION : -

(i) প্লাজমা মেমব্রেন সংগঠিত হয় জৈবিকভাবে অত্যন্ত  সক্রিয় আণবিক সমাবেশ নিয়ে, যার মধ্যে 25-80% লিপিড, 20-70% প্রোটিন, 1-10% কার্বোহাইড্রেট এবং 20% জল নিয়ে।

 (ii) প্লাজমা পর্দার লিপিড :- ফসফোলিপিড এবং ফসফোগ্লিসারাইড 

(iii) প্লাজমা পর্দার প্রোটিন - structural and functional proteins

(iv) প্লাজমা পর্দার কার্বোহাইড্রেট :- অলিগো স্যাকারাইড

(v) প্রায় 30 রকমের উৎসেচক :- ফসফাটেজ, ATP-এজ, এস্টারেজ , নিউক্লিয়েজ ইত্যাদি ৷

(vi) জল 

(vii) আয়ন :- প্রোটিন স্তর সোডিয়াম, পটাশিয়াম, ম্যাগনেসিয়াম প্রভৃতি ধাতব আয়ন থাকে ৷

*** PLASMA MEMBRANE MODELS :- 

(A)GORTER AND GRENDEL'S MEMBRANE THEORY (1920) :- 

       প্লাজমা মেমব্রেনের গঠন ব্যাখ্যা করার জন্য এই মডেলটি ওভারটন, গোরিওন এবং গ্রেন্ডেল দিয়েছিলেন। পূর্বে প্লাজমা মেমব্রেনের গঠন ব্যাখ্যা করার জন্য শুধুমাত্র পরোক্ষ তথ্য পাওয়া যেত। 1902 সালে, ওভারটন পর্যবেক্ষণ করেছিলেন যে লিপিডে দ্রবণীয় পদার্থগুলি বেছে বেছে ঝিল্লির মধ্য দিয়ে যেতে পারে। এর ভিত্তিতে তিনি বলেছিলেন যে প্লাজমা মেমব্রেন লিপিডের একটি পাতলা স্তর দিয়ে গঠিত।

      পরবর্তীকালে, 1926 সালে গর্টার এবং গ্রেন্ডেল পর্যবেক্ষণ করেন যে এই কোষগুলির পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল জুড়ে একটি একক স্তর উপস্থিত থাকলে এরিথ্রোসাইট এর membrane থেকে নিষ্কাশিত প্রত্যাশিত পরিমাণের দ্বিগুণ ছিল। এর ভিত্তিতে তারা বলেছিলেন যে প্লাজমা মেমব্রেন লিপিড অণুর দ্বিগুণ স্তর দিয়ে গঠিত। গর্টার এবং গ্রেন্ডেলের এই মডেলগুলি প্লাজমা মেমব্রেনের সঠিক কাঠামো ব্যাখ্যা করতে পারেনি তবে তারা membrane  কাঠামোর ভবিষ্যতের মডেলগুলির ভিত্তি স্থাপন করেছে।

(B)DANIELLE AND HARVEY MODEL 1935 :- 

     1935 খ্রিস্টাব্দে ডেনিয়েল ও হারভে বলেন যে প্লাজমা পর্দা লিপিড ও প্রোটিন দিয়ে গঠিত। গোলাকার প্রোটিন অণু গুলি একটি স্তরে সোদক রূপে সজ্জিত থাকে ৷  প্রোটিন অণুগুলো সর্বদা লিপিডের তড়িৎশক্তি সম্পন্ন  প্রান্তের দিক মুখ করে থাকে ৷

(C)UNIT MEMBRANE MODEL(Robertson 1959): -

 • ডেভিড রবার্টসন (1959) আগের  ড্যানিয়েলি-ডেভসন দ্বারা প্রস্তাবিত মডেল উপর ভিত্তি করে তৈরি করা।

 • ইউনিট মেমব্রেন ধারণা অনুযায়ী সব biological membranes এর গঠন  trilaminar প্রায় 75 A° বেধের সাথে। 

 • কেন্দ্রীয় অঞ্চলে লিপিড স্তর (বাই-মোলিকুলার লিপিড স্তর) 25-35 A° এর দুই পাশে প্রোটিন স্তর  (thick and thin protein mono layer) 20-25 A° 

(D) FLUID MOSAIC MODEL (Singer and Nicholson 1972): 

(i) 1972 সালে সিঙ্গার এবং নিকলসন দ্বারা প্রস্তাবিত। বর্তমানে এই মডেল সর্বাধিক স্বীকৃতি লাভ করেছে ৷

(ii)  কোশ পর্দার লিপিড একটি দ্বিস্তরী অর্ধতরল সংগঠন যার মধ্যে প্রোটিন অনুগুলি মোজাইকের মত বিন্যস্ত থাকে ।

Hydrophobic and hydrophilic tail of Lipid

                   

🧫 Cell Membrane Structure (কোষ ঝিল্লির গঠন)

🌟 Basic Characteristics

• খুব পাতলা (thin) ও নমনীয় (pliable)
• গড় পুরুত্ব (thickness): প্রায় 10 nm (ন্যানোমিটার)

🔬 প্রধান উপাদানসমূহ (Main Constituents):

Lipids

৪০%

Proteins

৫৫%

Carbohydrates

৫%

🧈 Membrane Lipids (লিপিড বাইলেয়ার)

1. Phospholipids (ফসফোলিপিড)

• কোষ ঝিল্লির সবচেয়ে প্রচুর পরিমাণে থাকা লিপিড
• Lipid Bilayer আকারে সাজানো
• স্তন্যপায়ী প্রাণীদের কোশের প্লাজমা মেমব্রেনে প্রধানত চার ধরনের ফসফোলিপিড দেখা যায়  phosphatidyl choline, phosphatidyl ethanolamine, phosphatidyl serine, এবং sphingomyelin. 
       

🔁 Lipid Bilayer কীভাবে গঠিত:

এটি দুই স্তরের (double layer) লিপিড নিয়ে গঠিত – স্যান্ডউইচের মতো

প্রতিটি ফসফোলিপিডের:

• Phosphate head (হাইড্রোফিলিক): বাইরে থাকে (জলাকর্ষী) গ্লাইসারল ও ফসফেট দ্বারা গঠিত।
• Lipid tail (হাইড্রোফোবিক): ভিতরে থাকে (জলাবিকর্ষী), দুটি hydrophobic hydro-carbon tail এর একটি সম্পৃক্ত ফ্যাটি অ্যাসিড (saturated fatty acid)এবং অপরটি অসম্পৃক্ত ফ্যাটি অ্যাসিড (unsaturated fatty acid) দ্বারা গঠিত ।  

👉 এই পুরো স্তরটি fluid অবস্থায় থাকে, যেটা Fluid Mosaic Model নামে পরিচিত, যাতে ফসফোলিপিডগুলি একে অপরের সাথে অবিচ্ছিন্ন নড়াচড়ায় করতে পারে। যাকে Flip - Flop সঞ্চালন বলে।

2. Cholesterol (কোলেস্টেরল)

• লিপিড বাইলেয়ারের মধ্যে দ্রবীভূত থাকে
• এটি ঝিল্লির তরলতা (fluidity) নিয়ন্ত্রণ করে
• কোলেস্টেরল হল একটি অ্যাম্ফিপ্যাথিক অণু (ফসফোলিপিডের মতো), যার অর্থ হাইড্রোফিলিক এবং হাইড্রোফোবিক উভয় অঞ্চলই রয়েছে ।
• কোলেস্টেরলের হাইড্রোক্সিল (-OH) গ্রুপটি হাইড্রোফিলিক এবং ফসফোলিপিডের ফসফেট মাথার দিকে সারিবদ্ধ এবং অণুর অবশিষ্টাংশ (স্টেরয়েড রিং এবং হাইড্রোকার্বন লেজ) হাইড্রোফোবিক এবং ফসফোলিপিড এর লেজের সাথে যুক্ত।
  

Concentration	Effect
Modest	Fluidity কমায়
High	Fluidity বাড়ায়

🚫 Permeability (পারমিয়েবিলিটি / অতিক্রমযোগ্যতা)

যেহেতু এটি lipid bilayer, তাই:

পদার্থ	পার হতে পারে কি?	কারণ
Lipids & lipid-soluble substances	✅ হ্যাঁ	বাইলেয়ারে দ্রবীভূত হয়
Water & water-soluble substances	❌ না	বাইলেয়ারে দ্রবীভূত হয় না
Large molecules	❌ না	খুব বড়, ঢুকতে পারে না

🧬 Membrane Proteins (মেমব্রেন প্রোটিন)

সাধারণত glycoproteins আকারে থাকে

📌 প্রকারভেদ (Types):

1. Integral Membrane Proteins
   → বাইলেয়ারের ভিতরে দৃঢ়ভাবে যুক্ত
2. Peripheral Membrane Proteins
   → বাইরের দিকে, লিপিড বা ইন্টিগ্রাল প্রোটিনের সঙ্গে আলগাভাবে যুক্ত

🛠️ কাজ (Functions):

নাম	কাজ
Transport Proteins	Water ও water-soluble পদার্থ পার করতে সাহায্য করে
Receptors	Signal গ্রহণ করে (cell-to-cell communication)
Second Messengers	Intracellular signaling এ অংশগ্রহণ করে
Enzymes	জৈব রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটায়
Adhesion Molecules	কোষকে অন্য কোষ বা extracellular matrix-এর সাথে যুক্ত করে
Submembrane Cytoskeleton	মেমব্রেনকে শক্তি ও প্রতিরোধ ক্ষমতা দেয়
Antigen	Immune system-এ প্রতিক্রিয়া দেখায়

📌 সারাংশ টেবিল:

উপাদান	গঠন	প্রধান কাজ
Lipids	Phospholipid bilayer	ঝিল্লির মূল কাঠামো
Cholesterol	লিপিডে দ্রবীভূত	Fluidity নিয়ন্ত্রণ
Proteins	Integral & Peripheral	পরিবহন, সংকেত গ্রহণ, এনজাইম, ইত্যাদি
Carbohydrates	Glycoprotein, Glycolipid	Glycocalyx তৈরি, সিগন্যাল, ইমিউন ফাংশন

🧬 Membrane Proteins (মেমব্রেন প্রোটিন)

🔹 1. Integral Membrane Proteins (ইন্টিগ্রাল মেমব্রেন প্রোটিন)

• Lipid bilayer-এর ভিতরে প্রোথিত থাকে
• মেমব্রেন থেকে আলাদা করা খুব কঠিন

🧩 প্রকারভেদ (Types):

▪️ Monotopic Proteins

• শুধুমাত্র একটি layer (leaflet) এর মধ্যে প্রোথিত
• বাইরের দিকে একটি অংশ বেরিয়ে থাকে → তাই monotopic
• উদাহরণ: Prostaglandin E synthase

▪️ Transmembrane Proteins

• Lipid bilayer পুরোপুরি অতিক্রম করে

▫️ Bitopic (Single-pass)

• মাত্র একবার ঝিল্লি অতিক্রম করে
• দুই পাশে একটি করে অংশ থাকে → তাই bitopic
• উদাহরণ: Insulin receptor

▫️ Polytopic (Multi-pass)

• একাধিক বার মেমব্রেন অতিক্রম করে
• দুইয়ের বেশি অংশ মেমব্রেনের বাইরে থাকে → polytopic
• উদাহরণ: G protein-coupled receptors

🔹 2. Lipid-Anchored Proteins

• মেমব্রেনের ভিতরে সত্যিকারভাবে প্রোথিত নয়, বরং lipid-এর সাথে কোভ্যালেন্ট বন্ধনে যুক্ত
• তবু ছাড়ানো কঠিন
• উদাহরণ: GPI-anchored proteins (glycosyl phosphatidylinositol এর সঙ্গে যুক্ত)

🔹 3. Peripherally Associated Proteins (পেরিফেরাল মেমব্রেন প্রোটিন)

• মেমব্রেনের মধ্যে বা লিপিডের সঙ্গে কেমিক্যাল বন্ডে যুক্ত নয়
• শুধুমাত্র যুক্ত থাকে:
  • মেমব্রেন লিপিডের polar head-এর সাথে অথবা
  • কোনো integral protein-এর সাথে
• সহজেই মেমব্রেন থেকে আলাদা করা যায়
• উদাহরণ: Cytochrome C
  

📌 Common Properties (সাধারণ বৈশিষ্ট্য)

🔹 Structure (গঠন)

প্রোটিন অংশ	গঠন	বৈশিষ্ট্য
মেমব্রেনের ভিতরের অংশ	Non-polar amino acids	Hydrophobic → লিপিডের ভিতরে স্বাচ্ছন্দ্যবোধ করে
মেমব্রেনের বাইরের অংশ	Polar amino acids	Hydrophilic → পানির সংস্পর্শে স্বাচ্ছন্দ্যবোধ করে

• সাধারণত α-helix আকারে গঠিত হয়
  

🔹 Movement (চলাচল)

• যদি প্রোটিনটি কোনো কিছুর সাথে সংযুক্ত না থাকে, তাহলে সেটি মেমব্রেনের উপর দিয়ে সারা জায়গায় সরে যেতে পারে (lateral diffusion)
• কিন্তু অনেক প্রোটিন cytoskeleton-এর সাথে যুক্ত থাকে → ফলে চলাচল ধীর হয় বা একদমই নড়তে পারে না

🛠️ Functions of Membrane Proteins (কাজ)

ভূমিকা	ব্যাখ্যা	উদাহরণ
Receptor	Water-insoluble signal (যেমন: hormone) → কোষে ঢুকতে পারে না → মেমব্রেন রিসেপ্টরের মাধ্যমে signal ট্রান্সফার করে	Insulin receptor
Adhesion Molecule	কোষকে প্রতিবেশী কোষ বা extracellular matrix এর সাথে যুক্ত করে	Integrins, Cadherins
Transport Protein	Water ও water-soluble পদার্থকে কোষঝিল্লির আরপারে নিতে সাহায্য করে	Sodium channel
Enzyme	ঝিল্লির নির্দিষ্ট পাশে এনজাইমের মতো কাজ করে	Luminal enzymes of intestinal cells
Second Messenger	কোষের ভিতরে সিগন্যালিংয়ে অংশ নেয়	G proteins

🧾 সারসংক্ষেপ টেবিল:

প্রোটিনের ধরন	মেমব্রেনের সাথে সম্পর্ক	সরানো সহজ/কঠিন	উদাহরণ
Integral	মেমব্রেনে প্রোথিত	❌ কঠিন	Insulin receptor
Lipid-anchored	Lipid-এর সাথে কেমিক্যাল বন্ডে যুক্ত	❌ কঠিন	GPI-linked protein
Peripheral	উপরের দিকে আলগাভাবে যুক্ত	✅ সহজ	Cytochrome C