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 - το λιπιδικό στρώμα ή διπλοστιβάδα. Κάθε μόριο αποτελείται από μια υδρόφιλη κεφαλή και μια υδρόφοβη ουρά, και στις βιολογικές μεμβράνες, τα λιπίδια βρίσκονται με τις κεφαλές προς τα έξω, τις ουρές προς τα μέσα.

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

Λειτουργίες της πλασματικής μεμβράνης

Η μεμβράνη προστατεύει το περιεχόμενο του κυττάρου από βλάβες, διατηρεί το σχήμα του κυττάρου, διοχετεύει επιλεκτικά τις απαραίτητες ουσίες στο κύτταρο και αφαιρεί τα μεταβολικά προϊόντα και παρέχει επίσης επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων.

Η λειτουργία φραγμού, οριοθέτησης της μεμβράνης παρέχει ένα διπλό στρώμα λιπιδίων. Δεν επιτρέπει στο περιεχόμενο του κυττάρου να εξαπλωθεί, να αναμιχθεί 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 λόγω των πρωτεϊνών 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. Πρωτεΐνες - παρέχουν ζωτικές διεργασίες από μόνες τους.

Μεγάλα σωματίδια τροφής που δεν μπορούν να περάσουν από κανάλια λεπτής μεμβράνης εισέρχονται στο κύτταρο με φαγοκυττάρωση ή πινοκύττωση. Η κοινή ονομασία για αυτές τις διεργασίες 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 διήθηση. Στη συνέχεια, το σωματίδιο, που περιβάλλεται από μια μεμβράνη, εισέρχεται στο κύτταρο, σχηματίζεται ένα πεπτικό και τα πεπτικά ένζυμα διεισδύουν στο σχηματισμένο κυστίδιο.

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

Στην περίπτωση της πινοκυττάρωσης, η διείσδυση της μεμβράνης δεν συλλαμβάνει στερεά σωματίδια, αλλά σταγονίδια υγρού με ουσίες διαλυμένες σε αυτήν. Αυτός ο μηχανισμός είναι ένα από τα κύρια μονοπάτια για τη διείσδυση ουσιών στο κύτταρο.

Τα φυτικά κύτταρα που καλύπτονται πάνω από τη μεμβράνη με ένα συμπαγές στρώμα του κυτταρικού τοιχώματος δεν είναι ικανά για φαγοκυττάρωση.

Η αντίστροφη διαδικασία της ενδοκυττάρωσης είναι η εξωκυττάρωση. Οι συντιθέμενες ουσίες (για παράδειγμα, οι ορμόνες) συσκευάζονται σε μεμβρανικά κυστίδια, πλησιάζουν, ενσωματώνονται σε αυτό και τα περιεχόμενα του κυστιδίου εκτινάσσονται από το κύτταρο. Έτσι, το κύτταρο μπορεί επίσης να απαλλαγεί από 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 κύριες φυσικοχημικές ιδιότητες των μεμβρανών, ιδίως τις ρευστότητασε θερμοκρασία σώματος. Οι πρωτεΐνες είναι ενσωματωμένες σε αυτό το λιπιδικό διπλό στρώμα.

Υποδιαιρούνται σε αναπόσπαστο(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).

Ταυτόχρονα, μόρια πρωτεΐνης βρίσκονται στη λιπιδική διπλοστοιβάδα μωσαϊκά και μπορούν να «κολυμπήσουν» στη «λιπιδική θάλασσα» σαν παγόβουνα, λόγω της ρευστότητας των μεμβρανών. Σύμφωνα με τη λειτουργία τους, αυτές οι πρωτεΐνες μπορούν να είναι κατασκευαστικός(διατηρούν μια ορισμένη δομή της μεμβράνης), αισθητήριο νεύρο(για το σχηματισμό υποδοχέων για βιολογικά δραστικές ουσίες), μεταφορά(πραγματοποιούν τη μεταφορά ουσιών μέσω της μεμβράνης) και ενζυματική(καταλύουν ορισμένες χημικές αντιδράσεις). Αυτή είναι αυτή τη στιγμή η πιο αναγνωρισμένη ρευστό μωσαϊκό μοντέλοΗ βιολογική μεμβράνη προτάθηκε το 1972 από τους Singer και Nikolson.

Οι μεμβράνες εκτελούν μια οριοθέτηση στο κύτταρο. Διαιρούν το κύτταρο σε διαμερίσματα, διαμερίσματα στα οποία οι διεργασίες και οι χημικές αντιδράσεις μπορούν να προχωρήσουν ανεξάρτητα η μία από την άλλη. Για παράδειγμα, τα επιθετικά υδρολυτικά ένζυμα των λυσοσωμάτων, τα οποία είναι ικανά να διασπάσουν τα περισσότερα οργανικά μόρια, διαχωρίζονται από το υπόλοιπο κυτταρόπλασμα με μια μεμβράνη. Σε περίπτωση καταστροφής του επέρχεται αυτοπέψη και κυτταρικός θάνατος.

Έχοντας ένα κοινό 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 κυτταρόλημμα είναι η βιολογική μεμβράνη που περιβάλλει το εξωτερικό του κυττάρου. Αυτή είναι η πιο παχιά (10 nm) και πολύπλοκα οργανωμένη κυτταρική μεμβράνη. Βασίζεται σε μια καθολική βιολογική μεμβράνη, καλυμμένη εξωτερικά γλυκοκάλυκακαι από μέσα, από την πλευρά του κυτταροπλάσματος, στρώμα υπομεμβράνης(Εικ.2-1Β). Γλυκοκάλυκα(πάχος 3-4 nm) αντιπροσωπεύεται από τα εξωτερικά, υδατανθρακικά τμήματα 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 θέσεις των οποίων βρίσκονται στην υπερμεμβρανική ζώνη (για παράδειγμα, ανοσοσφαιρίνες). Ο γλυκοκάλυκας περιέχει υποδοχείς ιστοσυμβατότητας, υποδοχείς για πολλές ορμόνες και νευροδιαβιβαστές.

Υπομεμβράνη, φλοιώδες στρώμασχηματίζεται από μικροσωληνίσκους, μικροϊνίδια και συσταλτικά μικρονημάτια, τα οποία αποτελούν μέρος του κυτταροσκελετού του κυττάρου. Το στρώμα υπομεμβράνης διατηρεί το σχήμα του κυττάρου, δημιουργεί την ελαστικότητά του και παρέχει αλλαγές στην επιφάνεια του κυττάρου. Εξαιτίας αυτού, το κύτταρο συμμετέχει στην ενδο- και εξωκυττάρωση, την έκκριση και την κίνηση.

Το Cytolemma εκπληρώνει πολλά 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 μεσοκυττάριας 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. παρέχει κίνηση των κυττάρων (σχηματισμός ψευδοπόδων) λόγω της σύνδεσης του κυτταρολέμματος με τα συσταλτικά στοιχεία του κυτταροσκελετού.

Το κυτταρόλημμα περιέχει πολλά υποδοχείς, μέσω των οποίων οι βιολογικά δραστικές ουσίες ( συνδέτες, μόρια σήματος, 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 τον υποδοχέα, προκαλούν έναν καταρράκτη βιοχημικών αλλαγών στο κύτταρο, ενώ μετατρέπονται σε μια συγκεκριμένη φυσιολογική απόκριση (αλλαγή της κυτταρικής λειτουργίας).

Όλοι οι υποδοχείς έχουν ένα κοινό δομικό σχέδιο και αποτελούνται από τρία μέρη: 1) υπερμεμβράνη, η οποία αλληλεπιδρά με μια 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, τα οποία παρέχουν στενή αλληλεπίδραση μεταξύ γειτονικών κυττάρων. Διακρίνω απλόςκαι συγκρότημαδιακυτταρικές συνδέσεις. ΣΤΟ απλόςΣτις μεσοκυτταρικές συνδέσεις, τα κυτταρολέμματα των κυττάρων πλησιάζουν το ένα το άλλο 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 κοιλότητα του γειτονικού κυττάρου, σχηματίζοντας οδοντωτές και δακτυλικές συνδέσεις (συνδέσεις "σαν κλειδαριά").

ΣυγκρότημαΟι διακυτταρικές συνδέσεις είναι διαφόρων τύπων: κλείδωμα, στερέωσηκαι επικοινωνία(Εικ. 2-3). Προς την κλείδωμαενώσεις περιλαμβάνουν σφιχτή επαφήή ζώνη αποκλεισμού. Ταυτόχρονα, οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες του γλυκοκάλυκα των γειτονικών κυττάρων σχηματίζουν ένα είδος δικτύου πλέγματος κατά μήκος της περιμέτρου των γειτονικών επιθηλιακών κυττάρων στα κορυφαία τους μέρη. Εξαιτίας αυτού, τα μεσοκυττάρια κενά είναι κλειδωμένα, οριοθετημένα από το εξωτερικό περιβάλλον (Εικ. 2-3).

Ρύζι. 2-3. Διάφοροι τύποι διακυτταρικών συνδέσεων.

1. Απλή σύνδεση.
2. Σφιχτή σύνδεση.
3. Αυτοκόλλητη ταινία.
4. Δεσμόσωμα.
5. Ημιδεσμοσώμα.
6. Σύνδεση με σχισμή (επικοινωνία).
7. Μικρολάχνες.

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

Προς την σύνδεση, οι ενώσεις αγκύρωσης περιλαμβάνουν συγκολλητικός ζώνηκαι δεσμοσώματα. Αυτοκόλλητη ταινίαπου βρίσκεται γύρω από τα κορυφαία μέρη των κυττάρων ενός μονοστρωματικού επιθηλίου. Σε αυτή τη ζώνη, οι ενσωματωμένες γλυκοπρωτεΐνες γλυκοκάλυκα των γειτονικών κυττάρων αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και οι υπομεμβρανικές πρωτεΐνες, συμπεριλαμβανομένων δεσμών μικρονημάτων ακτίνης, τις προσεγγίζουν από το κυτταρόπλασμα. Δεσμοσώματα (μπαλώματα προσκόλλησης)– ζευγαρωμένες δομές μεγέθους περίπου 0,5 μm. 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).

Προς την επικοινωνιακές συνδέσειςαναφέρομαι κόμβοι κενού (σύνδεσμοι) και συνάψεις. Nexusesέχουν μέγεθος 0,5-3 microns. Σε αυτά, τα κυτταρολέμματα των γειτονικών κυττάρων συγκλίνουν έως και 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 βρίσκονται μεταξύ νευρικών κυττάρων, καθώς και μεταξύ νευρικών και τελεστικών κυττάρων (μυϊκά, αδενικά). Έχουν μια συναπτική σχισμή, όπου, όταν μια νευρική ώθηση περνά από το προσυναπτικό τμήμα της σύναψης, απελευθερώνεται ένας νευροδιαβιβαστής που μεταδίδει μια νευρική ώθηση σε άλλο κύτταρο (για περισσότερες λεπτομέρειες, βλέπε κεφάλαιο "Νευρικός ιστός").

μεμβράνη πλάσματος , ή πλάσμα,- η πιο μόνιμη, βασική, καθολική μεμβράνη για όλα τα κύτταρα. Είναι το λεπτότερο φιλμ (περίπου 10 nm) που καλύπτει ολόκληρο το κύτταρο. Το πλάσμα αποτελείται από μόρια πρωτεϊνών και φωσφολιπιδίων (Εικ. 1.6).

Τα μόρια των φωσφολιπιδίων είναι διατεταγμένα σε δύο σειρές - υδρόφοβα άκρα προς τα μέσα, υδρόφιλες κεφαλές στο εσωτερικό και εξωτερικό υδάτινο περιβάλλον. Σε ορισμένα σημεία, η διπλή στιβάδα (διπλή στιβάδα) των φωσφολιπιδίων διαπερνά τα μόρια πρωτεΐνης (ενσωματωμένες πρωτεΐνες). Μέσα σε τέτοια μόρια πρωτεΐνης υπάρχουν κανάλια - πόροι από τους οποίους περνούν υδατοδιαλυτές ουσίες. Άλλα μόρια πρωτεΐνης διαπερνούν τη μισή διπλοστιβάδα λιπιδίων από τη μία ή την άλλη πλευρά (ημι-ολοκληρωμένες πρωτεΐνες). Στην επιφάνεια των μεμβρανών των ευκαρυωτικών κυττάρων υπάρχουν περιφερικές πρωτεΐνες. Τα μόρια λιπιδίων και πρωτεΐνης συγκρατούνται μεταξύ τους με υδρόφιλες-υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις.

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

Οι μεμβράνες είναι πολύ δυναμικές δομές. Ανακάμπτουν γρήγορα από τη ζημιά, 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 και λιπίδια σε αυτές και, κατά συνέπεια, στη φύση των υποδοχέων που υπάρχουν σε αυτές. Κάθε τύπος κυττάρου λοιπόν χαρακτηρίζεται από μια ατομικότητα που 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 σπερματοζωάριο 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 πριν από τη γονιμοποίηση.

Παρόμοιο φαινόμενο παρατηρείται στη διαδικασία της διαφοροποίησης των ιστών. Σε αυτή την περίπτωση, κύτταρα παρόμοια σε δομή με τη βοήθεια αναγνώρισης τμημάτων του πλάσματος προσανατολίζονται σωστά μεταξύ τους, διασφαλίζοντας έτσι την προσκόλληση 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 πληροφοριακά μόρια (παρόμοια με τις πρωτεΐνες και τα νουκλεϊκά οξέα). Οι μεμβράνες περιέχουν επίσης ειδικούς υποδοχείς, φορείς ηλεκτρονίων, μετατροπείς ενέργειας, ενζυμικές πρωτεΐνες. Οι πρωτεΐνες συμμετέχουν στη διασφάλιση της μεταφοράς ορισμένων μορίων μέσα ή έξω από το κύτταρο, πραγματοποιούν τη δομική σύνδεση του κυτταροσκελετού με τις κυτταρικές μεμβράνες 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 αργό το πέρασμά τους από τη μεμβράνη. Αυτή η ιδιότητα ορίζει την πλασματική μεμβράνη ως οσμωτικό φράγμα.Το νερό και τα αέρια που είναι διαλυμένα σε αυτό έχουν τη μέγιστη διεισδυτική ισχύ. ιόντα περνούν από τη μεμβράνη πολύ πιο αργά. Η διάχυση του νερού σε μια μεμβράνη ονομάζεται ώσμωση.

Υπάρχουν διάφοροι μηχανισμοί για τη μεταφορά ουσιών μέσω της μεμβράνης.

Διάχυση- διείσδυση ουσιών μέσω της μεμβράνης κατά μήκος της βαθμίδας συγκέντρωσης (από την περιοχή όπου η συγκέντρωσή τους είναι μεγαλύτερη έως την 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-φορείς μεμβράνης συνδέονται επιλεκτικά σε ένα ή άλλο ιόν ή μόριο και τα μεταφέρουν κατά μήκος της μεμβράνης κατά μήκος μιας βαθμίδας συγκέντρωσης.

ενεργή μεταφοράσχετίζεται με το ενεργειακό κόστος και χρησιμεύει για τη μεταφορά ουσιών έναντι της κλίσης συγκέντρωσής τους. Αυτόςπραγματοποιούνται από ειδικές πρωτεΐνες φορείς, οι οποίες σχηματίζουν τα λεγόμενα αντλίες ιόντων.Η πιο μελετημένη είναι η αντλία Na - / K - σε ζωικά κύτταρα, που αντλεί ενεργά ιόντα Na +, ενώ απορροφά ιόντα K -. Εξαιτίας αυτού, διατηρείται στο κύτταρο μεγάλη συγκέντρωση K - και χαμηλότερο Na + σε σύγκριση με το περιβάλλον. Αυτή η διαδικασία καταναλώνει την ενέργεια του ATP.

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

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...- μέσα) ένα ορισμένο τμήμα του πλάσματος συλλαμβάνει και, όπως ήταν, περιβάλλει το εξωκυτταρικό υλικό, περικλείοντάς το σε ένα κενοτόπιο μεμβράνης που έχει προκύψει ως αποτέλεσμα της εισβολής 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...- εξω απο). Χάρη σε αυτόν, το κύτταρο αφαιρεί τα ενδοκυτταρικά προϊόντα ή τα άπεπτα υπολείμματα που περικλείονται σε κενοτόπια ή βλεννογόνο

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

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

Λειτουργίες βιολογικών μεμβρανώντο ακόλουθο:

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

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

Παίζουν το ρόλο των υποδοχέων (λήψη και μετατροπή σημάτων από το περιβάλλον, αναγνώριση κυτταρικών ουσιών κ.λπ.).

Είναι καταλύτες (παρέχουν χημικές διεργασίες μεμβράνης).

Συμμετοχή στο μετασχηματισμό της ενέργειας.

Η κυτταρική μεμβράνη, που ονομάζεται επίσης πλασμαλήμμα, κυτταρόλημμα ή μεμβράνη πλάσματος, είναι μια μοριακή δομή που είναι ελαστική στη φύση και αποτελείται από διάφορες πρωτεΐνες και λιπίδια. Διαχωρίζει το περιεχόμενο οποιουδήποτε κυττάρου από το εξωτερικό περιβάλλον, ρυθμίζοντας έτσι τις προστατευτικές του ιδιότητες και παρέχει επίσης μια ανταλλαγή μεταξύ του εξωτερικού περιβάλλοντος και του άμεσα εσωτερικού περιεχομένου του κυττάρου.

Το πλάσμα είναι ένα διάφραγμα που βρίσκεται μέσα, ακριβώς πίσω από το κέλυφος. 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.

Βασικές πληροφορίες

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 ενός ζωικού ή φυτικού κυττάρου. Τα τμήματα, τα οποία ονομάζονται κεφάλι, βλέπουν προς το εσωτερικό του κελιού και οι ουρές προς το εξωτερικό. Τα πλασμαλήμματα είναι δομικά αμετάβλητα και πολύ παρόμοια σε διαφορετικούς οργανισμούς. η πιο συνηθισμένη εξαίρεση μπορεί να είναι τα αρχαία, στα οποία τα χωρίσματα αποτελούνται από διάφορες αλκοόλες και γλυκερόλη.

Πάχος πλάσματος περίπου 10 nm.

Υπάρχουν χωρίσματα που βρίσκονται στο εξωτερικό ή στο εξωτερικό του τμήματος που γειτνιάζει με τη μεμβράνη - ονομάζονται επιφανειακά. Ορισμένοι τύποι πρωτεΐνης μπορεί να είναι ένα είδος σημείων επαφής για την κυτταρική μεμβράνη και το κέλυφος. Μέσα στο κύτταρο βρίσκεται ο κυτταροσκελετός και το 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 δημιουργήσετε 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 μυοσκελετική συσκευή του κυτταροπλάσματος, που θα έχει ένα υπομεμβρανικό τμήμα.

Αυτή η συσκευή μπορεί να αποδοθεί στον κυτταροσκελετό του κυττάρου. Το κυτταρόπλασμα με τα οργανίδια και τον 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 «κέλυφος». Ο όρος προτάθηκε πριν από περισσότερα από 200 χρόνια και ονομαζόταν πιο συχνά άκρα του κυττάρου, αλλά κατά την περίοδο που ξεκίνησε η χρήση διαφόρων ηλεκτρονικών εξοπλισμών, 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 του πλάσματος διατυπώθηκε το 1940 από ένα επιστημονικό ινστιτούτο στη Μεγάλη Βρετανία. Ήδη το 1960, ο William Roberts πρότεινε στον κόσμο την υπόθεση «On the elementary membrane». Υπέθεσε ότι όλες οι πλασματικές μεμβράνες ενός κυττάρου αποτελούνται από ορισμένα μέρη, στην πραγματικότητα, σχηματίζονται σύμφωνα με μια γενική αρχή για όλα τα βασίλεια των οργανισμών.

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

Η δομή της πλασματικής μεμβράνης

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

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

Το κέλυφος στη σύνθεση έχει 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 τα μόρια λιπιδίων ονομάζονται γλυκοσίδες. Οι υδατάνθρακες βρίσκονται στην εξωτερική πλευρά της μεμβράνης και λειτουργούν ως υποδοχείς στα ζωικά κύτταρα.

Γλυκοπρωτεΐνη - είναι ένα σύμπλεγμα υπερμεμβρανικών λειτουργιών. Ονομάζεται επίσης γλυκοκάλυξ (από τις ελληνικές λέξεις γλικ και κάλυξ, 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 βρίσκονται έξω. Προστατεύει τον οργανισμό από την είσοδο διαφόρων ουσιών που θα του είναι 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 η ανάμειξη ορμονών και διαφόρων ρυθμιστικών μορίων.

Παθητική μεταφοράΜια διαδικασία κατά την οποία μια ουσία διέρχεται από μια μεμβράνη χωρίς να καταναλώνεται 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- εγγενή σε 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 διαπεράσουν τη μεμβράνη έως ότου η βαθμίδα συγκέντρωσης είναι σταθερή και αμετάβλητη.
• Διευκολυνόμενη διάχυση- χαρακτηριστικό διαφόρων μορίων υδρόφιλου τύπου. Μπορούν επίσης να περάσουν μέσα από τη μεμβράνη ακολουθώντας μια κλίση συγκέντρωσης. Ωστόσο, η διαδικασία θα πραγματοποιηθεί με τη βοήθεια διαφόρων πρωτεϊνών που 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.Λήψη των απαραίτητων μετάλλων και ιχνοστοιχείων από το κύτταρο.
• Ενδοκυττάρωση- μια διαδικασία κατά την οποία το κύτταρο συλλαμβάνει στερεά σωματίδια (φαγοκυττάρωση) ή διάφορες σταγόνες οποιουδήποτε υγρού (πινοκύττωση).
• Εξωκυττάρωση- τη διαδικασία με 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 της εξωτερικής σύνθεσης από το κύτταρο και πραγματοποιείται κατά την παραγωγή μεμβρανικών κυστιδίων. Ο όρος αυτός προτάθηκε το 1965 από τον Βέλγο καθηγητή κυτταρολογίας Christian Bales, ο οποίος μελέτησε την απορρόφηση διαφόρων ουσιών από τα κύτταρα των θηλαστικών, καθώς και τη φαγοκυττάρωση και την πινοκύττωση.

Φαγοκυττάρωση

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

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

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

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

• προσκόλληση - προσκόλληση βακτηρίων στην κυτταρική μεμβράνη.
• απορρόφηση;
• ο σχηματισμός κυστιδίου με βακτηριακό κύτταρο.
• φυσαλίδες της φούσκας.

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

1. Το απορροφούμενο σωματίδιο προσκολλάται στη μεμβράνη.
2. Περιβάλλει το απορροφούμενο σωματίδιο από τη μεμβράνη.
3. Ο σχηματισμός ενός κυστιδίου μεμβράνης (φαγοσώματος).
4. Αποκόλληση ενός κυστιδίου μεμβράνης (φαγοσώματος) στο εσωτερικό του κυττάρου.
5. Συσχέτιση 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 θα αφομοιωθούν αποσύρονται (εκκενώνονται) από το κύτταρο με εξωκυττάρωση. Κατά τη διάρκεια της εξέλιξης, αυτή η λειτουργία φαγοκυτταρικής τάσης σταδιακά διαχωρίστηκε και μετακινήθηκε από διάφορα μονοκύτταρα κύτταρα σε εξειδικευμένα κύτταρα (όπως πεπτικά σε ομογενή και σπόγγους) και στη συνέχεια σε ειδικά κύτταρα σε θηλαστικά και ανθρώπους.

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

πινοκυττάρωση

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

Η πινοκύττωση είναι ένας από τους κύριους μηχανισμούς με τους οποίους εισέρχονται μακρομοριακές ενώσεις στο κύτταρο, για παράδειγμα, διάφορες γλυκοπρωτεΐνες ή διαλυτές πρωτεΐνες. 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 στα εντερικά κύτταρα, στα αγγεία, στα νεφρικά σωληνάρια και επίσης σε αναπτυσσόμενα ωάρια. Προκειμένου να απεικονιστεί η διαδικασία της πινοκύτωσης, η οποία θα πραγματοποιηθεί με τη βοήθεια ανθρώπινων λευκοκυττάρων, μπορεί να γίνει μια προεξοχή της πλασματικής μεμβράνης. Σε αυτή την περίπτωση, τα μέρη θα είναι δεμένα και διαχωρισμένα. Η διαδικασία της πινοκυττάρωσης απαιτεί τη δαπάνη ενέργειας.

Βήματα στη διαδικασία της πινοκύτωσης:

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

Εξωκυττάρωση

Ο όρος προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις "έξω" - εξωτερικό, εξωτερικό και "κυττάρωση" - ένα αγγείο, ένα μπολ. Η διαδικασία συνίσταται στην απελευθέρωση ορισμένων σωματιδίων από το κυτταρικό τμήμα στο εξωτερικό περιβάλλον. Η διαδικασία της εξωκυττάρωσης είναι το αντίθετο της πινοκύτωσης.

Στη διαδικασία της οικοκυττάρωσης, φυσαλίδες ενδοκυτταρικού υγρού φεύγουν από το κύτταρο και περνούν στην εξωτερική μεμβράνη του κυττάρου. Το περιεχόμενο μέσα στα κυστίδια μπορεί να απελευθερωθεί προς τα έξω και η κυτταρική μεμβράνη συγχωνεύεται με το κέλυφος 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 αύξηση της επιφάνειας της μεμβράνης, για παράδειγμα, ορισμένες πρωτεΐνες ή φωσφολιπίδια.
• απελευθέρωση ή σύνδεση διαφόρων εξαρτημάτων.
• απέκκριση επιβλαβών και τοξικών προϊόντων που εμφανίζονται κατά τον μεταβολισμό, για παράδειγμα, υδροχλωρικό οξύ που εκκρίνεται από τα 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 του κυττάρου.

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

Οι βιολογικές μεμβράνες αποτελούν τη βάση της δομικής οργάνωσης του κυττάρου. 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 στο εσωτερικό της μεμβράνης και οι υδρόφιλες ουρές - 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 εμβαπτισμένες μεμβρανικές πρωτεΐνες 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 περιέχουν επίσης υδατάνθρακες με τη μορφή γλυκολιπιδίων και γλυκοπρωτεϊνών (γλυκοκάλιξ) 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 (εκκριτική λειτουργία) απεκκρίνονται στο εξωτερικό περιβάλλον.
3. Μεταφορά. Η μεταφορά μέσω της μεμβράνης μπορεί να πραγματοποιηθεί με διαφορετικούς τρόπους. Η παθητική μεταφορά πραγματοποιείται χωρίς δαπάνη ενέργειας, με απλή διάχυση, όσμωση ή διευκολυνόμενη διάχυση με τη βοήθεια πρωτεϊνών-φορέων. Η ενεργή μεταφορά γίνεται με πρωτεΐνες-φορείς και απαιτεί εισροή ενέργειας (π.χ. 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 το 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 κρεμάει, σχηματίζοντας μια κατάθλιψη.

Σχηματίζεται ένα πεπτικό κενοτόπιο. Αφομοιώνει τις ουσίες που έχουν εισέλθει στο κύτταρο. Σε ανθρώπους και ζώα, τα λευκοκύτταρα είναι ικανά για φαγοκυττάρωση. Τα λευκοκύτταρα καταβροχθίζουν βακτήρια και άλλα στερεά σωματίδια.

Η πινοκύττωση είναι η διαδικασία σύλληψης και απορρόφησης υγρών σταγονιδίων 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. Έκκριση - η απελευθέρωση από το κύτταρο ουσιών που συντίθενται στο κύτταρο στο εξωτερικό περιβάλλον. Ορμόνες, πολυσακχαρίτες, πρωτεΐνες, σταγονίδια λίπους περικλείονται σε κυστίδια που συνδέονται με τη 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. Υπάρχει μεγάλος αριθμός υποδοχέων στις μεμβράνες - ειδικές πρωτεΐνες, ο ρόλος των οποίων είναι να μεταδίδουν σήματα από το εξωτερικό προς το εσωτερικό του κυττάρου.

Δεν βρήκατε αυτό που ψάχνατε; Χρησιμοποιήστε την αναζήτηση

Σε αυτή τη σελίδα, υλικό για τα θέματα:

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