7. fejezet - Membránszámítások — az alapok

Ebben a fejezetben a biológiai membránoktól kiindulva, egyszerű membrán számítási rendszereket mutatunk be.

7.1. A biológiai membránok

Tulajdonképpen durva közelítésben azt mondhatjuk, hogy az „élő-anyag alapegysége a sejt”, ez már élőnek tekinthető, amíg a DNS például még nem. Ez azt jelenti, hogy az élőlények sejtekből épülnek fel. Nagyon sokféle sejt fordul elő, de van néhány jellemző tulajdonság, ami minden sejtre jellemző. A természetben minden élő sejtet az úgynevezett sejthártya határolja (lásd a 7.1. és 7.2. ábrákat). Ezek a hártyák viszonylag stabilak, köszönhetően az őket alkotó foszfolipid molekulák víztaszító farokrészének, illetve vízkedvelő fejrészének.

7.1. ábra - A sejt membránjának szerkezete.

A sejt membránjának szerkezete.

7.2. ábra - A membránalkotó foszfolipid molekula szerkezete.

A membránalkotó foszfolipid molekula szerkezete.

A sejten belül különböző alkotórészek helyezkednek el, amiket ugyancsak speciális hártya vesz körül. Például a növényi sejteken belül jellemzően megtalálható a sejtmag, azon belül a magvacska; a Golgi-komplex, a színtest, a mitokondrium, a lizoszóma stb.

A membránok egyes molekulák számára nem áthatolhatóak, pl. egyes sejtalkotók nem hagyhatják el a sejtet; vagy egyes mérgező anyagokat a hártya nem enged be a sejtbe. Bizonyos molekulák számára viszont (egy vagy mindkét irányban) átjárható a membrán, pl. tápanyagot fel tud venni a sejt, a keletkezett felesleges illetve káros anyagok pedig távozhatnak belőle. Azt a tényt, hogy egyes molekulák áthatolhatnak membránok hártyáin, fogjuk a membránrégiók közti kommunikációra használni a modellünkben.

Itt emeljük ki, hogy a modellel most nem az élő sejt működésének (vagy annak egyes folyamatainak) a vizsgálata illetve modellezése a cél, hanem egy a sejtben megfigyelhető folyamatok által inspirált számítási modell, elvi számítástechnikai eszköz leírása.