Σε τι εμπλέκεται η πλασματική μεμβράνη; Πρωτεΐνες ημι-ολοκληρωμένων μεμβρανών

Έχει πάχος 8-12 nm, επομένως είναι αδύνατο να εξεταστεί με μικροσκόπιο φωτός. Η δομή της μεμβράνης μελετάται χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.

Η πλασματική μεμβράνη σχηματίζεται από δύο στρώματα λιπιδίων - ένα διλιπιδικό στρώμα ή διπλό στρώμα. Κάθε μόριο αποτελείται από μια υδρόφιλη κεφαλή και μια υδρόφοβη ουρά και στις βιολογικές μεμβράνες τα λιπίδια βρίσκονται με το κεφάλι τους προς τα έξω και τις ουρές τους προς τα μέσα.

Πολυάριθμα μόρια πρωτεΐνης βυθίζονται στο διλιπιδικό στρώμα. Μερικά από αυτά βρίσκονται στην επιφάνεια της μεμβράνης (εξωτερική ή εσωτερική), άλλα διεισδύουν στη μεμβράνη.

Λειτουργίες της πλασματικής μεμβράνης

Η μεμβράνη προστατεύει τα περιεχόμενα του κυττάρου από βλάβες, διατηρεί το σχήμα του κυττάρου, επιτρέπει επιλεκτικά τις απαραίτητες ουσίες στο κύτταρο και απομακρύνει τα μεταβολικά προϊόντα και επίσης εξασφαλίζει την επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων.

Η λειτουργία φραγμού, οριοθέτησης της μεμβράνης παρέχεται από ένα διπλό στρώμα λιπιδίων. Αποτρέπει την εξάπλωση του περιεχομένου του κυττάρου, την ανάμειξη με το περιβάλλον ή το μεσοκυττάριο υγρό και εμποδίζει τη διείσδυση επικίνδυνων ουσιών στο κύτταρο.

Μια σειρά από τις πιο σημαντικές λειτουργίες της κυτταροπλασματικής μεμβράνης εκτελούνται από πρωτεΐνες που βυθίζονται σε αυτήν. Με τη βοήθεια πρωτεϊνών υποδοχέα μπορεί να αντιληφθεί διάφορους ερεθισμούς στην επιφάνειά του. Οι πρωτεΐνες μεταφοράς σχηματίζουν τα λεπτότερα κανάλια μέσω των οποίων το κάλιο, το ασβέστιο και άλλα ιόντα μικρής διαμέτρου περνούν μέσα και έξω από το κύτταρο. Οι πρωτεΐνες παρέχουν ζωτικές διεργασίες στον ίδιο τον οργανισμό.

Μεγάλα σωματίδια τροφής που δεν μπορούν να περάσουν από κανάλια λεπτής μεμβράνης εισέρχονται στο κύτταρο με φαγοκυττάρωση ή πινοκύττωση. Η γενική ονομασία αυτών των διεργασιών είναι ενδοκυττάρωση.

Πώς συμβαίνει η ενδοκυττάρωση - η διείσδυση μεγάλων σωματιδίων τροφής στο κύτταρο;

Το σωματίδιο της τροφής έρχεται σε επαφή με την εξωτερική μεμβράνη του κυττάρου και σε αυτό το σημείο σχηματίζεται μια διείσδυση. Στη συνέχεια, το σωματίδιο, που περιβάλλεται από μια μεμβράνη, εισέρχεται στο κύτταρο, σχηματίζεται ένα πεπτικό κυστίδιο και τα πεπτικά ένζυμα διεισδύουν στο κυστίδιο που προκύπτει.

Τα λευκά αιμοσφαίρια που μπορούν να συλλάβουν και να αφομοιώσουν ξένα βακτήρια ονομάζονται φαγοκύτταρα.

Στην περίπτωση της πινοκυττάρωσης, η διείσδυση της μεμβράνης συλλαμβάνει όχι στερεά σωματίδια, αλλά σταγονίδια υγρού με ουσίες διαλυμένες σε αυτήν. Αυτός ο μηχανισμός είναι ένας από τους κύριους τρόπους εισόδου ουσιών στο κύτταρο.

Τα φυτικά κύτταρα που καλύπτονται με ένα σκληρό στρώμα κυτταρικού τοιχώματος στην κορυφή της μεμβράνης δεν είναι ικανά για φαγοκυττάρωση.

Η αντίστροφη διαδικασία της ενδοκυττάρωσης είναι η εξωκυττάρωση. Οι συνθετικές ουσίες (για παράδειγμα, οι ορμόνες) συσκευάζονται σε μεμβρανικά κυστίδια, πλησιάζουν τη μεμβράνη, ενσωματώνονται σε αυτήν και το περιεχόμενο του κυστιδίου απελευθερώνεται από το κύτταρο. Με αυτόν τον τρόπο, το κύτταρο μπορεί να απαλλαγεί από τα περιττά μεταβολικά προϊόντα.

Καθολική βιολογική μεμβράνηπου σχηματίζεται από ένα διπλό στρώμα μορίων φωσφολιπιδίου συνολικού πάχους 6 microns. Σε αυτή την περίπτωση, οι υδρόφοβες ουρές των μορίων φωσφολιπιδίου στρέφονται προς τα μέσα, το ένα προς το άλλο, και οι πολικές υδρόφιλες κεφαλές στρέφονται προς τα έξω από τη μεμβράνη, προς το νερό. Τα λιπίδια παρέχουν τις βασικές φυσικοχημικές ιδιότητες των μεμβρανών, ιδίως τους ρευστότητασε θερμοκρασία σώματος. Σε αυτή τη διπλοστοιβάδα λιπιδίων είναι ενσωματωμένες πρωτεΐνες.

Χωρίζονται σε ολοκλήρωμα(διαπερνούν ολόκληρη τη λιπιδική διπλοστιβάδα), ημιολοκληρωτικό(διεισδύουν έως και το ήμισυ της λιπιδικής διπλοστοιβάδας), ή επιφάνειας (βρίσκεται στην εσωτερική ή εξωτερική επιφάνεια της διπλής στοιβάδας λιπιδίων).

Σε αυτή την περίπτωση, τα μόρια πρωτεΐνης βρίσκονται σε μωσαϊκό στη διπλοστιβάδα των λιπιδίων και μπορούν να «επιπλέουν» στη «λιπιδική θάλασσα» σαν παγόβουνα, λόγω της ρευστότητας των μεμβρανών. Σύμφωνα με τη λειτουργία τους, αυτές οι πρωτεΐνες μπορούν να είναι κατασκευαστικός(διατηρήστε μια συγκεκριμένη δομή μεμβράνης), αισθητήριο νεύρο(σχηματίζουν υποδοχείς για βιολογικά δραστικές ουσίες), μεταφορά(μεταφορά ουσιών μέσω της μεμβράνης) και ενζυματική(καταλύουν ορισμένες χημικές αντιδράσεις). Αυτή είναι σήμερα η πιο αναγνωρισμένη ρευστό μωσαϊκό μοντέλοΗ βιολογική μεμβράνη προτάθηκε το 1972 από τους Singer και Nikolson.

Οι μεμβράνες εκτελούν μια λειτουργία οριοθέτησης στο κύτταρο. Διαιρούν το κύτταρο σε διαμερίσματα, στα οποία διεργασίες και χημικές αντιδράσεις μπορούν να συμβούν ανεξάρτητα η μία από την άλλη. Για παράδειγμα, τα επιθετικά υδρολυτικά ένζυμα των λυσοσωμάτων, ικανά να διασπάσουν τα περισσότερα οργανικά μόρια, διαχωρίζονται από το υπόλοιπο κυτταρόπλασμα με μια μεμβράνη. Εάν καταστραφεί, επέρχεται αυτοπέψη και κυτταρικός θάνατος.

Έχοντας ένα γενικό δομικό σχέδιο, διαφορετικές βιολογικές κυτταρικές μεμβράνες διαφέρουν ως προς τη χημική τους σύνθεση, οργάνωση και ιδιότητες, ανάλογα με τις λειτουργίες των δομών που σχηματίζουν.

Πλασματική μεμβράνη, δομή, λειτουργίες.

Το κυτόλεμα είναι μια βιολογική μεμβράνη που περιβάλλει το κύτταρο από έξω. Αυτή είναι η πιο παχιά (10 nm) και πιο πολύπλοκα οργανωμένη κυτταρική μεμβράνη. Βασίζεται σε μια γενική βιολογική μεμβράνη επικαλυμμένη εξωτερικά γλυκοκάλυκακαι από το εσωτερικό, από την πλευρά του κυτταροπλάσματος, στρώμα υπομεμβράνης(Εικ. 2-1Β). Γλυκοκάλυκα(πάχος 3-4 nm) αντιπροσωπεύεται από τις εξωτερικές, υδατάνθρακες περιοχές σύνθετων πρωτεϊνών - γλυκοπρωτεϊνών και γλυκολιπιδίων που συνθέτουν τη μεμβράνη. Αυτές οι αλυσίδες υδατανθράκων παίζουν το ρόλο των υποδοχέων που διασφαλίζουν ότι το κύτταρο αναγνωρίζει γειτονικά κύτταρα και μεσοκυττάρια ουσία και αλληλεπιδρά μαζί τους. Αυτό το στρώμα περιλαμβάνει επίσης επιφανειακές και ημι-ολοκληρωμένες πρωτεΐνες, οι λειτουργικές περιοχές των οποίων βρίσκονται στην υπερμεμβρανική ζώνη (για παράδειγμα, ανοσοσφαιρίνες). Ο γλυκοκάλυκας περιέχει υποδοχείς ιστοσυμβατότητας, υποδοχείς για πολλές ορμόνες και νευροδιαβιβαστές.

Υπομεμβρανώδης, φλοιώδης στιβάδασχηματίζεται από μικροσωληνίσκους, μικροϊνίδια και συσταλτικά μικρονημάτια, τα οποία αποτελούν μέρος του κυτταρικού σκελετού. Το στρώμα υπομεμβράνης διατηρεί το σχήμα του κυττάρου, δημιουργεί την ελαστικότητά του και εξασφαλίζει αλλαγές στην επιφάνεια του κυττάρου. Εξαιτίας αυτού, το κύτταρο συμμετέχει στην ενδο- και εξωκυττάρωση, την έκκριση και την κίνηση.

Το κυτταρόλημμα εκτελεί πολοί λειτουργίες:

1) οριοθέτηση (το κυτταρόλημμα διαχωρίζει, οριοθετεί το κύτταρο από το περιβάλλον και εξασφαλίζει τη σύνδεσή του με το εξωτερικό περιβάλλον).

2) αναγνώριση από αυτό το κελί άλλων κυττάρων και προσκόλληση σε αυτά.

3) αναγνώριση από το κύτταρο της μεσοκυτταρικής ουσίας και προσκόλληση στα στοιχεία της (ίνες, βασική μεμβράνη).

4) μεταφορά ουσιών και σωματιδίων μέσα και έξω από το κυτταρόπλασμα.

5) αλληλεπίδραση με μόρια σηματοδότησης (ορμόνες, μεσολαβητές, κυτοκίνες) λόγω της παρουσίας ειδικών υποδοχέων για αυτά στην επιφάνειά του.

1. εξασφαλίζει την κίνηση των κυττάρων (σχηματισμός ψευδοπόδων) λόγω της σύνδεσης του κυτταρολέμματος με συσταλτικά στοιχεία του κυτταροσκελετού.

Το κυτταρόλημμα περιέχει πολλά υποδοχείς, μέσω των οποίων οι βιολογικά δραστικές ουσίες ( συνδέτες, μόρια σηματοδότησης, πρώτοι αγγελιοφόροι: ορμόνες, μεσολαβητές, αυξητικοί παράγοντες) δρουν στο κύτταρο. Οι υποδοχείς είναι γενετικά καθορισμένοι μακρομοριακοί αισθητήρες (πρωτεΐνες, γλυκο- και λιποπρωτεΐνες) που είναι ενσωματωμένοι στο κυτταρόλημμα ή βρίσκονται μέσα στο κύτταρο και ειδικεύονται στην αντίληψη συγκεκριμένων σημάτων χημικής ή φυσικής φύσης. Οι βιολογικά δραστικές ουσίες, όταν αλληλεπιδρούν με έναν υποδοχέα, προκαλούν έναν καταρράκτη βιοχημικών αλλαγών στο κύτταρο, μετατρέποντας σε μια συγκεκριμένη φυσιολογική απόκριση (αλλαγή στη λειτουργία του κυττάρου).

Όλοι οι υποδοχείς έχουν ένα γενικό δομικό σχέδιο και αποτελούνται από τρία μέρη: 1) υπερμεμβράνη, η οποία αλληλεπιδρά με την ουσία (συνδέτη). 2) ενδομεμβρανική, που πραγματοποιεί μεταφορά σήματος και 3) ενδοκυτταρική, βυθισμένη στο κυτταρόπλασμα.

Τύποι μεσοκυττάριων επαφών.

Το κυτταρόλημμα εμπλέκεται επίσης στο σχηματισμό ειδικών δομών - διακυτταρικές συνδέσεις, επαφές, που εξασφαλίζουν στενή αλληλεπίδραση μεταξύ γειτονικών κυττάρων. Διακρίνω απλόςΚαι συγκρότημαδιακυτταρικές συνδέσεις. ΣΕ απλόςΣτις μεσοκυτταρικές συνδέσεις, τα κυτταρολέμματα των κυττάρων πλησιάζουν σε απόσταση 15-20 nm και τα μόρια του γλυκοκάλυκα τους αλληλεπιδρούν μεταξύ τους (Εικ. 2-3). Μερικές φορές η προεξοχή του κυτταρολέμματος ενός κυττάρου εισέρχεται στην εσοχή ενός παρακείμενου κυττάρου, σχηματίζοντας οδοντωτές και δακτυλικές συνδέσεις (συνδέσεις "τύπου κλειδώματος").

ΣυγκρότημαΥπάρχουν διάφοροι τύποι διακυτταρικών συνδέσεων: κλείδωμα, συμπλέκονταςΚαι ανακοίνωση(Εικ. 2-3). ΝΑ κλείδωμαενώσεις περιλαμβάνουν σφιχτή επαφήή ζώνη κλειδώματος. Σε αυτή την περίπτωση, οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες του γλυκοκάλυκα των γειτονικών κυττάρων σχηματίζουν ένα είδος κυτταρικού δικτύου κατά μήκος της περιμέτρου των γειτονικών επιθηλιακών κυττάρων στα κορυφαία τους μέρη. Χάρη σε αυτό, τα μεσοκυττάρια κενά κλείνουν και οριοθετούνται από το εξωτερικό περιβάλλον (Εικ. 2-3).

Ρύζι. 2-3. Διάφοροι τύποι διακυτταρικών συνδέσεων.

1. Απλή σύνδεση.
2. Σφιχτή σύνδεση.
3. Αυτοκόλλητη ζώνη.
4. Δεσμόσωμα.
5. Ημιδεσμόσωμα.
6. Σύνδεση υποδοχής (επικοινωνίας).
7. Μικρολάχνη.

(Κατά τον Yu. I. Afanasyev, N. A. Yurina).

ΝΑ συνεκτικός, οι συνδέσεις αγκύρωσης περιλαμβάνουν συγκολλητικός ζώνηΚαι δεσμοσώματα. Αυτοκόλλητη ζώνηπου βρίσκονται γύρω από τα κορυφαία τμήματα των μονοστρωματικών επιθηλιακών κυττάρων. Σε αυτή τη ζώνη, οι ενσωματωμένες γλυκοπρωτεΐνες του γλυκοκάλυκα των γειτονικών κυττάρων αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και οι υπομεμβρανικές πρωτεΐνες, συμπεριλαμβανομένων δεσμών μικρονημάτων ακτίνης, τις προσεγγίζουν από το κυτταρόπλασμα. Δεσμοσώματα (κηλίδες προσκόλλησης)– ζευγαρωμένες δομές με μέγεθος περίπου 0,5 microns. Σε αυτά, οι γλυκοπρωτεΐνες του κυτταρολέμματος των γειτονικών κυττάρων αλληλεπιδρούν στενά και από την πλευρά των κυττάρων σε αυτές τις περιοχές, δέσμες ενδιάμεσων νημάτων του κυτταροσκελετού υφαίνονται στο κυτταρόλημμα (Εικ. 2-3).

ΝΑ επικοινωνιακές συνδέσειςσυμπεριλαμβάνω κόμβοι κενού (σύνδεσμοι) και συνάψεις. Nexusesέχουν μέγεθος 0,5-3 microns. Σε αυτά, τα κυτταρολέμματα των γειτονικών κυττάρων πλησιάζουν τα 2-3 nm και έχουν πολυάριθμους διαύλους ιόντων. Μέσω αυτών, τα ιόντα μπορούν να περάσουν από το ένα κύτταρο στο άλλο, μεταδίδοντας διέγερση, για παράδειγμα, μεταξύ των κυττάρων του μυοκαρδίου. Συνάψειςχαρακτηριστικό του νευρικού ιστού και εμφανίζονται μεταξύ νευρικών κυττάρων, καθώς και μεταξύ νευρικών και τελεστικών κυττάρων (μυϊκά, αδενικά). Έχουν μια συναπτική σχισμή, όπου, όταν περνάει μια νευρική ώθηση, ένας νευροδιαβιβαστής απελευθερώνεται από το προσυναπτικό τμήμα της σύναψης, μεταδίδοντας τη νευρική ώθηση σε άλλο κύτταρο (για περισσότερες λεπτομέρειες, βλέπε κεφάλαιο «Νευρικός ιστός»).

Πλασματική μεμβράνη , ή πλάσμα,- η πιο μόνιμη, βασική, καθολική μεμβράνη για όλα τα κύτταρα. Είναι ένα λεπτό φιλμ (περίπου 10 nm) που καλύπτει ολόκληρο το κύτταρο. Το πλάσμα αποτελείται από πρωτεϊνικά μόρια και φωσφολιπίδια (Εικ. 1.6).

Τα μόρια των φωσφολιπιδίων είναι διατεταγμένα σε δύο σειρές - με υδρόφοβα άκρα προς τα μέσα, υδρόφιλες κεφαλές προς το εσωτερικό και το εξωτερικό υδατικό περιβάλλον. Σε ορισμένα σημεία, η διπλή στιβάδα (διπλή στιβάδα) των φωσφολιπιδίων διεισδύει μέσω και μέσω των πρωτεϊνικών μορίων (ενσωματωμένες πρωτεΐνες). Μέσα σε τέτοια μόρια πρωτεΐνης υπάρχουν κανάλια - πόροι από τους οποίους περνούν υδατοδιαλυτές ουσίες. Άλλα μόρια πρωτεϊνών διεισδύουν στη λιπιδική διπλή στιβάδα στη μέση ή στην άλλη πλευρά (ημι-ολοκληρωμένες πρωτεΐνες). Στην επιφάνεια των μεμβρανών των ευκαρυωτικών κυττάρων υπάρχουν περιφερικές πρωτεΐνες. Τα μόρια λιπιδίων και πρωτεΐνης συγκρατούνται μαζί λόγω υδρόφιλων-υδρόφοβων αλληλεπιδράσεων.

Ιδιότητες και λειτουργίες των μεμβρανών.Όλες οι κυτταρικές μεμβράνες είναι κινητές δομές υγρών, καθώς τα μόρια λιπιδίων και πρωτεϊνών δεν αλληλοσυνδέονται με ομοιοπολικούς δεσμούς και είναι σε θέση να κινούνται αρκετά γρήγορα στο επίπεδο της μεμβράνης. Χάρη σε αυτό, οι μεμβράνες μπορούν να αλλάξουν τη διαμόρφωσή τους, δηλαδή έχουν ρευστότητα.

Οι μεμβράνες είναι πολύ δυναμικές δομές. Ανακάμπτουν γρήγορα από τη βλάβη και επίσης τεντώνονται και συστέλλονται με τις κυτταρικές κινήσεις.

Οι μεμβράνες διαφορετικών τύπων κυττάρων διαφέρουν σημαντικά τόσο στη χημική σύνθεση όσο και στη σχετική περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες, γλυκοπρωτεΐνες, λιπίδια σε αυτές και, κατά συνέπεια, στη φύση των υποδοχέων που περιέχουν. Κάθε τύπος κυττάρου λοιπόν χαρακτηρίζεται από μια ατομικότητα, η οποία καθορίζεται κυρίως γλυκοπρωτεΐνες.Εμπλέκονται γλυκοπρωτεΐνες διακλαδισμένης αλυσίδας που προεξέχουν από την κυτταρική μεμβράνη αναγνώριση παραγόντωνεξωτερικό περιβάλλον, καθώς και στην αμοιβαία αναγνώριση των σχετικών κυττάρων. Για παράδειγμα, ένα ωάριο και ένα σπέρμα αναγνωρίζουν το ένα το άλλο από τις γλυκοπρωτεΐνες της κυτταρικής επιφάνειας που ταιριάζουν μεταξύ τους ως ξεχωριστά στοιχεία μιας ολόκληρης δομής. Μια τέτοια αμοιβαία αναγνώριση είναι ένα απαραίτητο στάδιο που προηγείται της γονιμοποίησης.

Παρόμοιο φαινόμενο παρατηρείται στη διαδικασία της διαφοροποίησης των ιστών. Σε αυτή την περίπτωση, κύτταρα παρόμοια στη δομή, με τη βοήθεια περιοχών αναγνώρισης του πλάσματος, προσανατολίζονται σωστά μεταξύ τους, διασφαλίζοντας έτσι την προσκόλλησή τους και το σχηματισμό ιστών. Συνδέεται με την αναγνώριση κανονισμός μεταφορώνμόρια και ιόντα μέσω της μεμβράνης, καθώς και μια ανοσολογική απόκριση στην οποία οι γλυκοπρωτεΐνες παίζουν το ρόλο των αντιγόνων. Τα σάκχαρα μπορούν έτσι να λειτουργήσουν ως μόρια πληροφοριών (όπως πρωτεΐνες και νουκλεϊκά οξέα). Οι μεμβράνες περιέχουν επίσης ειδικούς υποδοχείς, φορείς ηλεκτρονίων, μετατροπείς ενέργειας και ενζυμικές πρωτεΐνες. Οι πρωτεΐνες συμμετέχουν στη διασφάλιση της μεταφοράς ορισμένων μορίων μέσα ή έξω από το κύτταρο, παρέχουν μια δομική σύνδεση μεταξύ του κυτταροσκελετού και των κυτταρικών μεμβρανών ή χρησιμεύουν ως υποδοχείς για τη λήψη και τη μετατροπή χημικών σημάτων από το περιβάλλον.

Η πιο σημαντική ιδιότητα της μεμβράνης είναι επίσης επιλεκτική διαπερατότητα.Αυτό σημαίνει ότι μόρια και ιόντα διέρχονται από αυτό με διαφορετικές ταχύτητες και όσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος των μορίων, τόσο πιο αργή είναι η ταχύτητα με την οποία διέρχονται από τη μεμβράνη. Αυτή η ιδιότητα ορίζει την πλασματική μεμβράνη ως οσμωτικό φράγμα.Το νερό και τα αέρια που διαλύονται σε αυτό έχουν τη μέγιστη διεισδυτική ικανότητα. Τα ιόντα διέρχονται από τη μεμβράνη πολύ πιο αργά. Η διάχυση του νερού μέσω μιας μεμβράνης ονομάζεται με όσμωση.

Υπάρχουν διάφοροι μηχανισμοί για τη μεταφορά ουσιών κατά μήκος της μεμβράνης.

Διάχυση-διείσδυση ουσιών μέσω μιας μεμβράνης κατά μήκος μιας βαθμίδας συγκέντρωσης (από μια περιοχή όπου η συγκέντρωσή τους είναι μεγαλύτερη σε μια περιοχή όπου η συγκέντρωσή τους είναι χαμηλότερη). Η διάχυτη μεταφορά ουσιών (νερό, ιόντα) πραγματοποιείται με τη συμμετοχή μεμβρανικών πρωτεϊνών, που έχουν μοριακούς πόρους, ή με τη συμμετοχή της λιπιδικής φάσης (για λιποδιαλυτές ουσίες).

Με διευκολυνόμενη διάχυσηειδικές πρωτεΐνες μεταφοράς μεμβράνης συνδέονται επιλεκτικά με ένα ή άλλο ιόν ή μόριο και τα μεταφέρουν κατά μήκος της μεμβράνης κατά μήκος μιας βαθμίδας συγκέντρωσης.

Ενεργή μεταφοράσυνεπάγεται ενεργειακό κόστος και χρησιμεύει στη μεταφορά ουσιών έναντι της κλίσης συγκέντρωσής τους. Αυτόςπραγματοποιούνται από ειδικές πρωτεΐνες φορείς που σχηματίζουν τα λεγόμενα αντλίες ιόντων.Η πιο μελετημένη είναι η αντλία Na - / K - σε ζωικά κύτταρα, η οποία αντλεί ενεργά ιόντα Na + ενώ απορροφά ιόντα K -. Εξαιτίας αυτού, διατηρείται υψηλότερη συγκέντρωση K - και χαμηλότερη συγκέντρωση Na + στο κύτταρο σε σύγκριση με το περιβάλλον. Αυτή η διαδικασία απαιτεί ενέργεια ATP.

Ως αποτέλεσμα της ενεργού μεταφοράς με τη χρήση αντλίας μεμβράνης στο κύτταρο, ρυθμίζεται επίσης η συγκέντρωση Mg 2- και Ca 2+.

Κατά τη διαδικασία της ενεργού μεταφοράς ιόντων στο κύτταρο, διάφορα σάκχαρα, νουκλεοτίδια και αμινοξέα διεισδύουν μέσω της κυτταροπλασματικής μεμβράνης.

Μακρομόρια πρωτεϊνών, νουκλεϊκών οξέων, πολυσακχαριτών, συμπλεγμάτων λιποπρωτεϊνών κ.λπ. δεν περνούν από τις κυτταρικές μεμβράνες, σε αντίθεση με τα ιόντα και τα μονομερή. Η μεταφορά των μακρομορίων, των συμπλόκων και των σωματιδίων τους στο κύτταρο γίνεται με εντελώς διαφορετικό τρόπο - μέσω της ενδοκυττάρωσης. Στο ενδοκυττάρωση (ενδο...- προς τα μέσα) μια ορισμένη περιοχή του πλάσματος συλλαμβάνει και, όπως ήταν, περιβάλλει το εξωκυτταρικό υλικό, περικλείοντάς το σε ένα κενοτόπιο μεμβράνης που προκύπτει ως αποτέλεσμα της διήθησης της μεμβράνης. Στη συνέχεια, ένα τέτοιο κενοτόπιο συνδέεται με ένα λυσόσωμα, τα ένζυμα του οποίου διασπούν τα μακρομόρια σε μονομερή.

Η αντίστροφη διαδικασία της ενδοκυττάρωσης είναι εξωκυττάρωση (εξω...- έξω). Χάρη σε αυτό, το κύτταρο αφαιρεί τα ενδοκυτταρικά προϊόντα ή τα άπεπτα υπολείμματα που περικλείονται σε κενοτόπια ή βλεννογόνο

ζυρύκι. Το κυστίδιο πλησιάζει την κυτταροπλασματική μεμβράνη, συγχωνεύεται με αυτήν και το περιεχόμενό του απελευθερώνεται στο περιβάλλον. Έτσι αφαιρούνται τα πεπτικά ένζυμα, οι ορμόνες, η ημικυτταρίνη κ.λπ.

Έτσι, οι βιολογικές μεμβράνες, ως τα κύρια δομικά στοιχεία ενός κυττάρου, δεν χρησιμεύουν απλώς ως φυσικά όρια, αλλά είναι δυναμικές λειτουργικές επιφάνειες. Στις μεμβράνες των οργανιδίων λαμβάνουν χώρα πολυάριθμες βιοχημικές διεργασίες, όπως ενεργή απορρόφηση ουσιών, μετατροπή ενέργειας, σύνθεση ATP κ.λπ.

Λειτουργίες βιολογικών μεμβρανώντα εξής:

Οριοθετούν το περιεχόμενο του κυττάρου από το εξωτερικό περιβάλλον και το περιεχόμενο των οργανιδίων από το κυτταρόπλασμα.

Εξασφαλίζουν τη μεταφορά ουσιών μέσα και έξω από το κύτταρο, από το κυτταρόπλασμα στα οργανίδια και αντίστροφα.

Λειτουργούν ως υποδοχείς (λήψη και μετατροπή χημικών ουσιών από το περιβάλλον, αναγνώριση κυτταρικών ουσιών κ.λπ.).

Είναι καταλύτες (παρέχουν χημικές διεργασίες κοντά στη μεμβράνη).

Συμμετοχή στη μετατροπή ενέργειας.

Η κυτταρική μεμβράνη, που ονομάζεται επίσης πλασμάλεμα, κυτταρόλημμα ή πλασματική μεμβράνη, είναι μια μοριακή δομή, ελαστικής φύσης, η οποία αποτελείται από διάφορες πρωτεΐνες και λιπίδια. Διαχωρίζει τα περιεχόμενα οποιουδήποτε κυττάρου από το εξωτερικό περιβάλλον, ρυθμίζοντας έτσι τις προστατευτικές του ιδιότητες και επίσης διασφαλίζει την ανταλλαγή μεταξύ του εξωτερικού περιβάλλοντος και του άμεσου εσωτερικού περιεχομένου του κυττάρου.

Το plasmalemma είναι ένα χώρισμα που βρίσκεται στο εσωτερικό, ακριβώς πίσω από τη μεμβράνη. Διαιρεί το κύτταρο σε ορισμένα διαμερίσματα, τα οποία κατευθύνονται σε διαμερίσματα ή οργανίδια. Περιέχουν εξειδικευμένες περιβαλλοντικές συνθήκες. Το κυτταρικό τοίχωμα καλύπτει πλήρως ολόκληρη την κυτταρική μεμβράνη. Μοιάζει με διπλό στρώμα μορίων.

Βασικά

Η σύνθεση του πλάσματος είναι φωσφολιπίδια ή, όπως ονομάζονται επίσης, σύνθετα λιπίδια. Τα φωσφολιπίδια έχουν πολλά μέρη: μια ουρά και ένα κεφάλι. Οι ειδικοί αποκαλούν υδρόφοβα και υδρόφιλα μέρη: ανάλογα με τη δομή του ζωικού ή φυτικού κυττάρου. Οι περιοχές που ονομάζονται κεφάλι βλέπουν προς το εσωτερικό του κελιού και οι ουρές προς το εξωτερικό. Τα πλασμαλήμματα είναι αμετάβλητα στη δομή και είναι πολύ παρόμοια σε διαφορετικούς οργανισμούς. Τις περισσότερες φορές, η εξαίρεση μπορεί να είναι τα αρχαία, των οποίων τα χωρίσματα αποτελούνται από διάφορες αλκοόλες και γλυκερίνη.

Πάχος πλάσματος περίπου 10 nm.

Υπάρχουν χωρίσματα που βρίσκονται εξωτερικά ή έξω από το τμήμα δίπλα στη μεμβράνη - ονομάζονται επιφανειακά. Ορισμένοι τύποι πρωτεΐνης μπορεί να είναι μοναδικά σημεία επαφής για την κυτταρική μεμβράνη και τη μεμβράνη. Μέσα στο κύτταρο υπάρχει ένας κυτταροσκελετός και ένα εξωτερικό τοίχωμα. Ορισμένοι τύποι ενσωματωμένων πρωτεϊνών μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δίαυλοι στους υποδοχείς μεταφοράς ιόντων (παράλληλα με τις νευρικές απολήξεις).

Εάν χρησιμοποιείτε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, μπορείτε να λάβετε δεδομένα βάσει των οποίων μπορείτε να κατασκευάσετε ένα διάγραμμα της δομής όλων των τμημάτων του κυττάρου, καθώς και των κύριων εξαρτημάτων και των μεμβρανών. Η ανώτερη συσκευή θα αποτελείται από τρία υποσυστήματα:

• σύνθετη συμπερίληψη υπερμεμβρανών.
• η υποστηρικτική-συσταλτική συσκευή του κυτταροπλάσματος, η οποία θα έχει ένα υπομεμβρανικό τμήμα.

Αυτή η συσκευή περιλαμβάνει τον κυτταροσκελετό του κυττάρου. Το κυτταρόπλασμα με οργανίδια και πυρήνα ονομάζεται πυρηνική συσκευή. Η κυτταροπλασματική ή, με άλλα λόγια, πλασματοκυτταρική μεμβράνη βρίσκεται κάτω από την κυτταρική μεμβράνη.

Η λέξη "μεμβράνη" προέρχεται από τη λατινική λέξη membrum, η οποία μπορεί να μεταφραστεί ως "δέρμα" ή "θηκάρι". Ο όρος προτάθηκε πριν από περισσότερα από 200 χρόνια και χρησιμοποιήθηκε συχνότερα για να αναφερθεί στις άκρες του κυττάρου, αλλά κατά την περίοδο που ξεκίνησε η χρήση διαφόρων ηλεκτρονικών συσκευών, διαπιστώθηκε ότι τα κυτταρολέμματα πλάσματος αποτελούν πολλά διαφορετικά στοιχεία της μεμβράνης .

Τα στοιχεία είναι συνήθως δομικά, όπως:

• μιτοχόνδρια;
• λυσοσώματα;
• πλαστίδια?
• χωρίσματα.

Μία από τις πρώτες υποθέσεις σχετικά με τη μοριακή σύνθεση της πλασματικής μεμβράνης διατυπώθηκε το 1940 από ένα βρετανικό επιστημονικό ινστιτούτο. Ήδη το 1960, ο William Roberts πρότεινε στον κόσμο την υπόθεση της «στοιχειώδους μεμβράνης». Υπέθεσε ότι όλα τα κυτταρικά πλασμαλήμματα αποτελούνται από ορισμένα μέρη και, στην πραγματικότητα, σχηματίζονται σύμφωνα με μια γενική αρχή για όλα τα βασίλεια των οργανισμών.

Στις αρχές της δεκαετίας του εβδομήντα του 20ού αιώνα, ανακαλύφθηκαν πολλά δεδομένα, με βάση τα οποία το 1972, επιστήμονες από την Αυστραλία πρότειναν ένα νέο μοντέλο μωσαϊκού-υγρού κυτταρικής δομής.

Δομή της πλασματικής μεμβράνης

Το μοντέλο του 1972 είναι γενικά αναγνωρισμένο μέχρι σήμερα. Δηλαδή, στη σύγχρονη επιστήμη, διάφοροι επιστήμονες που εργάζονται με το κέλυφος βασίζονται στη θεωρητική εργασία «Δομή της βιολογικής μεμβράνης του μοντέλου υγρού μωσαϊκού».

Τα μόρια πρωτεΐνης συνδέονται με τη λιπιδική διπλοστιβάδα και διεισδύουν πλήρως σε ολόκληρη τη μεμβράνη - ενσωματωμένες πρωτεΐνες (ένα από τα κοινά ονόματα είναι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες).

Το κέλυφος περιέχει διάφορα συστατικά υδατανθράκων που θα μοιάζουν με αλυσίδα πολυσακχαρίτη ή σακχαρίτη. Η αλυσίδα, με τη σειρά της, θα συνδεθεί με λιπίδια και πρωτεΐνη. Οι αλυσίδες που συνδέονται με μόρια πρωτεΐνης ονομάζονται γλυκοπρωτεΐνες και από μόρια λιπιδίων - γλυκοσίδες. Οι υδατάνθρακες βρίσκονται στο εξωτερικό της μεμβράνης και λειτουργούν ως υποδοχείς στα ζωικά κύτταρα.

Γλυκοπρωτεΐνη - αντιπροσωπεύουν ένα σύμπλεγμα λειτουργιών υπερμεμβρανών. Ονομάζεται επίσης glycocalyx (από τις ελληνικές λέξεις glyk και kalix, που σημαίνει «γλυκό» και «κύπελλο»). Το σύμπλεγμα προάγει την προσκόλληση των κυττάρων.

Λειτουργίες της πλασματικής μεμβράνης

Εμπόδιο

Βοηθά στον διαχωρισμό των εσωτερικών συστατικών της κυτταρικής μάζας από εκείνες τις ουσίες που είναι εξωτερικές. Προστατεύει τον οργανισμό από την είσοδο διαφόρων ουσιών που θα του ήταν ξένες, και βοηθά στη διατήρηση της ενδοκυτταρικής ισορροπίας.

Μεταφορά

Η κυψέλη έχει τη δική της «παθητική μεταφορά» και τη χρησιμοποιεί για να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας. Η λειτουργία μεταφοράς λειτουργεί με τις ακόλουθες διαδικασίες:

• Ενδοκυττάρωση;
• εξωκυττάρωση;
• μεταβολισμό νατρίου και καλίου.

Στην εξωτερική πλευρά της μεμβράνης υπάρχει ένας υποδοχέας, στη θέση του οποίου συμβαίνει ανάμειξη ορμονών και διαφόρων ρυθμιστικών μορίων.

Παθητική μεταφορά- μια διαδικασία κατά την οποία μια ουσία διέρχεται από μια μεμβράνη χωρίς να ξοδεύει ενέργεια. Με άλλα λόγια, η ουσία απελευθερώνεται από μια περιοχή του κυττάρου με υψηλή συγκέντρωση στην πλευρά όπου η συγκέντρωση θα είναι χαμηλότερη.

Υπάρχουν δύο τύποι:

• Απλή διάχυση- είναι εγγενές στα μικρά ουδέτερα μόρια H2O, CO2 και O2 και σε ορισμένες υδρόφοβες οργανικές ουσίες με χαμηλό μοριακό βάρος και, κατά συνέπεια, διέρχονται από τα φωσφολιπίδια της μεμβράνης χωρίς προβλήματα. Αυτά τα μόρια μπορούν να διεισδύσουν στη μεμβράνη έως ότου η βαθμίδα συγκέντρωσης είναι σταθερή και αμετάβλητη.
• Διευκολυνόμενη διάχυση- χαρακτηριστικό διαφόρων υδρόφιλων μορίων. Μπορούν επίσης να περάσουν μέσα από τη μεμβράνη σύμφωνα με μια κλίση συγκέντρωσης. Ωστόσο, η διαδικασία θα πραγματοποιηθεί με τη βοήθεια διαφόρων πρωτεϊνών, οι οποίες θα σχηματίσουν συγκεκριμένα κανάλια ιοντικών ενώσεων στη μεμβράνη.

Ενεργή μεταφορά- αυτή είναι η κίνηση διαφόρων εξαρτημάτων μέσω του τοιχώματος της μεμβράνης σε αντίθεση με μια κλίση. Μια τέτοια μεταφορά απαιτεί σημαντική δαπάνη ενεργειακών πόρων στην κυψέλη. Τις περισσότερες φορές, η ενεργή μεταφορά είναι η κύρια πηγή κατανάλωσης ενέργειας.

Υπάρχουν διάφορες ποικιλίεςενεργή μεταφορά με τη συμμετοχή πρωτεϊνών-φορέων:

• Αντλία νατρίου-καλίου.Παραλαβή των απαραίτητων μετάλλων και ιχνοστοιχείων από το κύτταρο.
• Ενδοκυττάρωση- μια διαδικασία κατά την οποία το κύτταρο συλλαμβάνει στερεά σωματίδια (φαγοκυττάρωση) ή διάφορα σταγονίδια οποιουδήποτε υγρού (πινοκύττωση).
• Εξωκυττάρωση- μια διαδικασία κατά την οποία ορισμένα σωματίδια απελευθερώνονται από το κύτταρο στο εξωτερικό περιβάλλον. Η διαδικασία είναι ένα αντίβαρο στην ενδοκυττάρωση.

Ο όρος "ενδοκυττάρωση" προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις "enda" (από μέσα) και "ketosis" (κύπελλο, δοχείο). Η διαδικασία χαρακτηρίζει τη σύλληψη εξωτερικών ενώσεων από το κύτταρο και πραγματοποιείται κατά την παραγωγή μεμβρανικών κυστιδίων. Αυτός ο όρος επινοήθηκε το 1965 από τον Christian Bayles, καθηγητή κυτταρολογίας στο Βέλγιο, ο οποίος μελέτησε την πρόσληψη διαφόρων ουσιών από τα κύτταρα των θηλαστικών, καθώς και τη φαγοκυττάρωση και την πινοκυττάρωση.

Φαγοκυττάρωση

Εμφανίζεται όταν ένα κύτταρο συλλαμβάνει ορισμένα στερεά σωματίδια ή ζωντανά κύτταρα. Και η πινοκύττωση είναι η διαδικασία με την οποία σταγονίδια υγρού συλλαμβάνονται από ένα κύτταρο. Η φαγοκυττάρωση (από τις ελληνικές λέξεις "καταβροχθιστής" και "δοχείο") είναι η διαδικασία με την οποία συλλαμβάνονται και απορροφώνται πολύ μικρά ζωντανά αντικείμενα, καθώς και στερεά μέρη διαφόρων μονοκύτταρων οργανισμών.

Η ανακάλυψη της διαδικασίας ανήκει στον φυσιολόγο από τη Ρωσία - Vyacheslav Ivanovich Mechnikov, ο οποίος καθόρισε την ίδια τη διαδικασία, ενώ έκανε διάφορες δοκιμές με αστερίες και μικροσκοπικές δάφνιες.

Η διατροφή των μονοκύτταρων ετερότροφων οργανισμών βασίζεται στην ικανότητά τους να αφομοιώνουν και επίσης να συλλαμβάνουν διάφορα σωματίδια.

Ο Mechnikov περιέγραψε τον αλγόριθμο για την απορρόφηση βακτηρίων από την αμοιβάδα και τη γενική αρχή της φαγοκυττάρωσης:

• προσκόλληση - προσκόλληση βακτηρίων στην κυτταρική μεμβράνη.
• απορρόφηση;
• σχηματισμός κυστιδίου με βακτηριακό κύτταρο.
• ξεφλουδίζοντας το μπουκάλι.

Με βάση αυτό, η διαδικασία της φαγοκυττάρωσης αποτελείται από τα ακόλουθα στάδια:

1. Το απορροφούμενο σωματίδιο προσκολλάται στη μεμβράνη.
2. Περιβάλλοντας το απορροφημένο σωματίδιο με μια μεμβράνη.
3. Σχηματισμός κυστιδίου μεμβράνης (φαγοσώματος).
4. Αποκόλληση ενός κυστιδίου μεμβράνης (φαγοσώματος) στο εσωτερικό του κυττάρου.
5. Συνδυασμός φαγοσώματος και λυσοσώματος (πέψη), καθώς και εσωτερική κίνηση των σωματιδίων.

Μπορεί να παρατηρηθεί πλήρης ή μερική πέψη.

Στην περίπτωση της μερικής πέψης, τις περισσότερες φορές σχηματίζεται ένα υπολειμματικό σώμα, το οποίο θα παραμείνει μέσα στο κύτταρο για κάποιο χρονικό διάστημα. Αυτά τα υπολείμματα που δεν έχουν υποστεί πέψη απομακρύνονται (εκκενώνονται) από το κύτταρο με εξωκυττάρωση. Κατά τη διαδικασία της εξέλιξης, αυτή η λειτουργία προδιάθεσης φαγοκυττάρωσης σταδιακά διαχωρίστηκε και πέρασε από διάφορα μονοκύτταρα κύτταρα σε εξειδικευμένα κύτταρα (όπως το πεπτικό κύτταρο σε συνεντερικά και σπόγγους) και στη συνέχεια σε εξειδικευμένα κύτταρα σε θηλαστικά και ανθρώπους.

Τα λεμφοκύτταρα και τα λευκοκύτταρα στο αίμα έχουν προδιάθεση για φαγοκυττάρωση. Η ίδια η διαδικασία της φαγοκυττάρωσης απαιτεί μεγάλες ποσότητες ενέργειας και συνδυάζεται άμεσα με τη δραστηριότητα της εξωτερικής κυτταρικής μεμβράνης και του λυσοσώματος, όπου βρίσκονται τα πεπτικά ένζυμα.

Πινοκυττάρωση

Πινοκύττωση είναι η σύλληψη ενός υγρού που περιέχει διάφορες ουσίες από την κυτταρική επιφάνεια. Η ανακάλυψη του φαινομένου της πινοκύττωσης ανήκει στον επιστήμονα Fitzgerald Lewis. Αυτό το γεγονός έλαβε χώρα το 1932.

Η πινοκυττάρωση είναι ένας από τους κύριους μηχανισμούς με τους οποίους ενώσεις υψηλής μορίας, για παράδειγμα, διάφορες γλυκοπρωτεΐνες ή διαλυτές πρωτεΐνες, εισέρχονται στο κύτταρο. Η πινοκυτταρωτική δραστηριότητα, με τη σειρά της, είναι αδύνατη χωρίς τη φυσιολογική κατάσταση του κυττάρου και εξαρτάται από τη σύνθεσή του και τη σύνθεση του περιβάλλοντος. Μπορούμε να παρατηρήσουμε την πιο ενεργή πινοκύττωση στην αμοιβάδα.

Στους ανθρώπους, η πινοκύττωση παρατηρείται σε εντερικά κύτταρα, αιμοφόρα αγγεία, νεφρικά σωληνάρια και επίσης σε αναπτυσσόμενα ωάρια. Προκειμένου να απεικονιστεί η διαδικασία της πινοκύτωσης, η οποία θα πραγματοποιηθεί με χρήση ανθρώπινων λευκοκυττάρων, μπορεί να γίνει μια προεξοχή της πλασματικής μεμβράνης. Σε αυτή την περίπτωση, τα μέρη θα ξεκολλήσουν και θα διαχωριστούν. Η διαδικασία της πινοκύτωσης απαιτεί ενέργεια.

Στάδια της διαδικασίας πινοκύτωσης:

1. Στο εξωτερικό κυτταρικό πλάσμα εμφανίζονται λεπτές αναπτύξεις, οι οποίες περιβάλλουν σταγονίδια υγρού.
2. Αυτό το τμήμα του εξωτερικού κελύφους γίνεται πιο λεπτό.
3. Σχηματισμός κυστιδίου μεμβράνης.
4. Ο τοίχος σπάει (αποτυχαίνει).
5. Το κυστίδιο κινείται στο κυτταρόπλασμα και μπορεί να συγχωνευθεί με διάφορα κυστίδια και οργανίδια.

Εξωκυττάρωση

Ο όρος προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις «έξω» - εξωτερικό, εξωτερικό και «κυττάρωση» - αγγείο, κύπελλο. Η διαδικασία περιλαμβάνει την απελευθέρωση ορισμένων σωματιδίων από το κύτταρο στο εξωτερικό περιβάλλον. Η διαδικασία της εξωκυττάρωσης είναι το αντίθετο της πινοκύτωσης.

Κατά τη διαδικασία της οικοκυττάρωσης, φυσαλίδες ενδοκυτταρικού υγρού αναδύονται από το κύτταρο και μετακινούνται στην εξωτερική μεμβράνη του κυττάρου. Τα περιεχόμενα μέσα στα κυστίδια μπορούν να απελευθερωθούν και η κυτταρική μεμβράνη συγχωνεύεται με τη μεμβράνη των κυστιδίων. Έτσι, οι περισσότερες μακρομοριακές ενώσεις θα εμφανιστούν με αυτόν τον τρόπο.

Η εξωκυττάρωση εκτελεί μια σειρά από εργασίες:

• παράδοση μορίων στην εξωτερική κυτταρική μεμβράνη.
• μεταφορά σε όλο το κύτταρο ουσιών που θα χρειαστούν για την ανάπτυξη και την αύξηση της επιφάνειας της μεμβράνης, για παράδειγμα, ορισμένες πρωτεΐνες ή φωσφολιπίδια.
• απελευθέρωση ή σύνδεση διαφόρων εξαρτημάτων.
• αφαίρεση επιβλαβών και τοξικών προϊόντων που εμφανίζονται κατά τη διάρκεια του μεταβολισμού, για παράδειγμα, υδροχλωρικό οξύ που εκκρίνεται από κύτταρα του γαστρικού βλεννογόνου.
• μεταφορά πεψινογόνου, καθώς και σηματοδοτικά μόρια, ορμόνες ή νευροδιαβιβαστές.

Ειδικές λειτουργίες βιολογικών μεμβρανών:

• δημιουργία μιας ώθησης που εμφανίζεται στο επίπεδο των νεύρων, μέσα στη μεμβράνη του νευρώνα.
• σύνθεση πολυπεπτιδίων, καθώς και λιπιδίων και υδατανθράκων του τραχιού και λείου δικτύου του ενδοπλασματικού δικτύου.
• αλλαγή της φωτεινής ενέργειας και η μετατροπή της σε χημική ενέργεια.

Βίντεο

Από το βίντεό μας θα μάθετε πολλά ενδιαφέροντα και χρήσιμα πράγματα για τη δομή ενός κυττάρου.

Δεν πήρατε απάντηση στην ερώτησή σας; Προτείνετε ένα θέμα στους συγγραφείς.

Η βάση της δομικής οργάνωσης του κυττάρου είναι οι βιολογικές μεμβράνες. Η πλασματική μεμβράνη (plasmalemma) είναι η μεμβράνη που περιβάλλει το κυτταρόπλασμα ενός ζωντανού κυττάρου. Οι μεμβράνες αποτελούνται από λιπίδια και πρωτεΐνες. Τα λιπίδια (κυρίως τα φωσφολιπίδια) σχηματίζουν ένα διπλό στρώμα, στο οποίο οι υδρόφοβες «ουρές» των μορίων βλέπουν προς το εσωτερικό της μεμβράνης και οι υδρόφιλες προς τις επιφάνειές της. Τα μόρια πρωτεΐνης μπορούν να βρίσκονται στην εξωτερική και εσωτερική επιφάνεια της μεμβράνης, μπορούν να βυθιστούν εν μέρει στο λιπιδικό στρώμα ή να διεισδύσουν μέσα από αυτό. Οι περισσότερες από τις θαμμένες πρωτεΐνες της μεμβράνης είναι ένζυμα. Αυτό είναι ένα μοντέλο υγρού-μωσαϊκού της δομής της πλασματικής μεμβράνης. Τα μόρια των πρωτεϊνών και των λιπιδίων είναι κινητά, γεγονός που εξασφαλίζει τον δυναμισμό της μεμβράνης. Οι μεμβράνες περιλαμβάνουν επίσης υδατάνθρακες με τη μορφή γλυκολιπιδίων και γλυκοπρωτεϊνών (γλυκοκάλυκα), που βρίσκονται στην εξωτερική επιφάνεια της μεμβράνης. Το σύνολο των πρωτεϊνών και των υδατανθράκων στην επιφάνεια της μεμβράνης κάθε κυττάρου είναι συγκεκριμένο και αποτελεί ένα είδος δείκτη του κυτταρικού τύπου.

Λειτουργίες μεμβράνης:

1. Διαίρεση. Συνίσταται στο σχηματισμό ενός φραγμού μεταξύ του εσωτερικού περιεχομένου του κυττάρου και του εξωτερικού περιβάλλοντος.
2. Εξασφάλιση της ανταλλαγής ουσιών μεταξύ του κυτταροπλάσματος και του εξωτερικού περιβάλλοντος. Νερό, ιόντα, ανόργανα και οργανικά μόρια εισέρχονται στο κύτταρο (λειτουργία μεταφοράς). Τα προϊόντα που σχηματίζονται στο κύτταρο απελευθερώνονται στο εξωτερικό περιβάλλον (εκκριτική λειτουργία).
3. Μεταφορά. Η μεταφορά μέσω της μεμβράνης μπορεί να συμβεί με διάφορους τρόπους. Η παθητική μεταφορά πραγματοποιείται χωρίς δαπάνη ενέργειας, με απλή διάχυση, όσμωση ή διευκολυνόμενη διάχυση με τη βοήθεια πρωτεϊνών-φορέων. Η ενεργή μεταφορά πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας πρωτεΐνες-φορείς και απαιτεί ενέργεια (για παράδειγμα, η αντλία νατρίου-καλίου). Υλικό από τον ιστότοπο

Μεγάλα μόρια βιοπολυμερών εισέρχονται στο κύτταρο ως αποτέλεσμα της ενδοκυττάρωσης. Διακρίνεται σε φαγοκυττάρωση και πινοκυττάρωση. Φαγοκυττάρωση είναι η σύλληψη και η απορρόφηση μεγάλων σωματιδίων από ένα κύτταρο. Το φαινόμενο περιγράφηκε για πρώτη φορά από τον Ι.Ι. Mechnikov. Πρώτα, οι ουσίες προσκολλώνται στη μεμβράνη του πλάσματος, σε συγκεκριμένες πρωτεΐνες υποδοχέα, στη συνέχεια η μεμβράνη κάμπτεται, σχηματίζοντας μια κοιλότητα.

Σχηματίζεται ένα πεπτικό κενοτόπιο. Οι ουσίες που εισέρχονται στο κύτταρο αφομοιώνονται σε αυτό. Σε ανθρώπους και ζώα, τα λευκοκύτταρα είναι ικανά για φαγοκυττάρωση. Τα λευκά αιμοσφαίρια απορροφούν βακτήρια και άλλα στερεά σωματίδια.

Η πινοκύττωση είναι η διαδικασία σύλληψης και απορρόφησης σταγονιδίων υγρού με ουσίες διαλυμένες σε αυτό. Οι ουσίες προσκολλώνται σε πρωτεΐνες της μεμβράνης (υποδοχείς) και μια σταγόνα διαλύματος περιβάλλεται από μια μεμβράνη, σχηματίζοντας ένα κενοτόπιο. Η πινοκύττωση και η φαγοκυττάρωση συμβαίνουν με τη δαπάνη της ενέργειας ATP.

1. Εκκριτικός. Η έκκριση είναι η απελευθέρωση από ένα κύτταρο ουσιών που συντίθενται στο κύτταρο στο εξωτερικό περιβάλλον. Ορμόνες, πολυσακχαρίτες, πρωτεΐνες, σταγόνες λίπους περιέχονται σε κυστίδια που οριοθετούνται από μια μεμβράνη και πλησιάζουν το πλάσμα. Οι μεμβράνες συγχωνεύονται και τα περιεχόμενα του κυστιδίου απελευθερώνονται στο περιβάλλον που περιβάλλει το κύτταρο.
2. Σύνδεση κυττάρων στον ιστό (λόγω διπλωμένων εκβλαστήσεων).
3. Αισθητήριο νεύρο. Οι μεμβράνες περιέχουν μεγάλο αριθμό υποδοχέων - ειδικών πρωτεϊνών που ο ρόλος τους είναι να μεταδίδουν σήματα από το εξωτερικό προς το εσωτερικό του κυττάρου.

Δεν βρήκατε αυτό που ψάχνατε; Χρησιμοποιήστε την αναζήτηση

Σε αυτή τη σελίδα υπάρχει υλικό για τα ακόλουθα θέματα:

• δομή και λειτουργίες της πλασματικής μεμβράνης
• δομή και λειτουργία της πλασματικής μεμβράνης
• δομή και λειτουργίες της πλασματικής μεμβράνης εν συντομία
• πλασματική μεμβράνη για λίγο
• δομή και λειτουργίες της κυτταρικής μεμβράνης εν συντομία