Zadanie 2.4. (0–1)AI

Białko przedstawione na rysunku to typowe białko integralne (transbłonowe): jego łańcuch polipeptydowy przechodzi przez całą grubość dwuwarstwy lipidowej, a odcinki zanurzone w błonie (najczęściej α-helisy, jak zaznaczony fragment X) zbudowane są z aminokwasów hydrofobowych – leucyny, izoleucyny, waliny, alaniny, fenyloalaniny – których łańcuchy boczne oddziałują z hydrofobowymi „ogonami" kwasów tłuszczowych fosfolipidów. Natomiast fragmenty wystające po obu stronach błony (koniec N na zewnątrz, koniec C w cytoplazmie) są hydrofilowe i kontaktują się ze środowiskiem wodnym. Właśnie ta „przeszywająca" lokalizacja decyduje o możliwych funkcjach: białko takie może tworzyć kanał lub przenośnik dla substancji polarnych i jonów (transport bierny przez kanały jonowe i akwaporyny, transport aktywny przez pompy typu Na⁺/K⁺-ATPaza), może być receptorem, który wiąże ligand po stronie zewnątrzkomórkowej i przekazuje sygnał na stronę cytoplazmatyczną (np. receptory sprzężone z białkiem G, receptory insulinowe), albo enzymem katalizującym reakcje na powierzchni błony. Można też wskazać funkcję adhezyjną/kotwiczącą (łączenie cytoszkieletu z macierzą zewnątrzkomórkową, jak w integrynach) – choć w schemacie punktowania podano trzy podstawowe odpowiedzi, każda merytorycznie poprawna funkcja białka integralnego zostanie uznana.

Najczęstszy błąd to podanie funkcji, które wymagają jedynie kontaktu z jedną powierzchnią błony albo w ogóle nie dotyczą białek błonowych – np. „funkcja budulcowa", „zapasowa", „transport tlenu jak hemoglobina", „funkcja odpornościowa przeciwciał". Drugi typowy błąd to pisanie o glikoproteinach jako „znacznikach rozpoznawanych przez inne komórki" bez zauważenia, że na rysunku nie zaznaczono reszt cukrowych – taka odpowiedź jest ryzykowna, choć sama w sobie nie jest fałszywa. Uczniowie mylą też białka integralne z powierzchniowymi (peryferycznymi), które tylko luźno wiążą się z powierzchnią błony przez oddziaływania jonowe i nie mogą pełnić funkcji kanału. Warto również pamiętać, że polecenie brzmi „wymień jedną funkcję" – dopisywanie kilku odpowiedzi, wśród których jedna jest błędna, może skutkować utratą punktu.

Zadanie łączy się z modelem płynnej mozaiki błony (Singer i Nicolson), z fizjologią transportu: dyfuzją prostą przez dwuwarstwę lipidową dla substancji małych i niepolarnych (O₂, CO₂, hormony steroidowe) kontra dyfuzją wspomaganą i transportem aktywnym dla jonów, glukozy czy aminokwasów. Ma też odniesienie do przewodzenia impulsu nerwowego (kanały sodowe i potasowe bramkowane napięciem, pompa sodowo-potasowa utrzymująca potencjał spoczynkowy), do sygnalizacji hormonalnej hormonów peptydowych, które nie wnikają do komórki i muszą działać przez receptory błonowe, oraz do biotechnologii i genetyki – sekwencja hydrofobowych aminokwasów w odcinku transbłonowym jest zapisana w genie, a jej mutacja (jak w mukowiscydozie, gdzie uszkodzone jest białko kanału chlorkowego CFTR) prowadzi do zaburzeń transportu. Przydatne jest też skojarzenie z syntezą takich białek na rybosomach szorstkiej siateczki endoplazmatycznej i ich wbudowywaniem w błony w trakcie translacji, a następnie transportem pęcherzykowym przez aparat Golgiego do błony komórkowej.