جدول ساختار غشاء و وظایف آن. سلول و غشای سلولی

9.5.1. یکی از وظایف اصلی غشاها مشارکت در حمل و نقل مواد است. این فرآیند توسط سه مکانیسم اصلی ارائه می شود: انتشار ساده، انتشار تسهیل شده و انتقال فعال (شکل 9.10). مهم ترین ویژگی های این مکانیسم ها و نمونه هایی از مواد انتقال یافته را در هر مورد به خاطر بسپارید.

شکل 9.10.مکانیسم های انتقال مولکول ها از طریق غشا

انتشار ساده- انتقال مواد از طریق غشاء بدون مشارکت مکانیسم های خاص. حمل و نقل در امتداد یک گرادیان غلظت بدون مصرف انرژی رخ می دهد. بیومولکول های کوچک - H2O، CO2، O2، اوره، مواد آبگریز با وزن مولکولی کم با انتشار ساده منتقل می شوند. سرعت انتشار ساده با گرادیان غلظت متناسب است.

انتشار تسهیل شده- انتقال مواد از طریق غشا با استفاده از کانال های پروتئینی یا پروتئین های حامل خاص. در امتداد گرادیان غلظت بدون مصرف انرژی انجام می شود. مونوساکاریدها، آمینو اسیدها، نوکلئوتیدها، گلیسرول، برخی یونها منتقل می شوند. سینتیک اشباع مشخصه است - در غلظت معین (اشباع) ماده منتقل شده، تمام مولکول های حامل در انتقال شرکت می کنند و سرعت انتقال به مقدار محدود می رسد.

حمل و نقل فعال- همچنین به مشارکت پروتئین های حامل خاص نیاز دارد، اما انتقال بر خلاف گرادیان غلظت انجام می شود و بنابراین نیاز به انرژی دارد. با کمک این مکانیسم، یون های Na+، K+، Ca2+، Mg2+ از طریق غشای سلولی و پروتون ها از طریق غشای میتوکندری منتقل می شوند. انتقال فعال مواد با سینتیک اشباع مشخص می شود.

9.5.2. نمونه ای از یک سیستم حمل و نقل که انتقال یون فعال را انجام می دهد، Na+,K+-آدنوزین تری فسفاتاز (Na+,K+ -ATPase یا Na+,K+ -pump) است. این پروتئین در ضخامت غشای پلاسمایی قرار دارد و قادر است واکنش هیدرولیز ATP را کاتالیز کند. انرژی آزاد شده در طول هیدرولیز 1 مولکول ATP برای انتقال 3 یون Na + از سلول به فضای خارج سلولی و 2 K + یون در جهت مخالف استفاده می شود (شکل 9.11). در نتیجه عملکرد Na + , K + -ATPase اختلاف غلظت بین سیتوزول سلول و مایع خارج سلولی ایجاد می شود. از آنجایی که انتقال یون ها غیر معادل است، اختلاف پتانسیل های الکتریکی به وجود می آید. بنابراین، یک پتانسیل الکتروشیمیایی ایجاد می شود که مجموع انرژی تفاوت در پتانسیل های الکتریکی Δφ و انرژی تفاوت در غلظت مواد ΔС در هر دو طرف غشاء است.

شکل 9.11.طرح پمپ Na+، K+.

9.5.3. انتقال از طریق غشاء ذرات و ترکیبات درشت مولکولی

همراه با حمل و نقل مواد آلی و یون ها که توسط حامل ها انجام می شود، مکانیسم بسیار خاصی در سلول وجود دارد که برای جذب و حذف ترکیبات درشت مولکولی از سلول با تغییر شکل بیوممبران طراحی شده است. چنین مکانیزمی نامیده می شود حمل و نقل وزیکولی.

شکل 9.12.انواع انتقال تاولی: 1 - اندوسیتوز; 2- اگزوسیتوز.

در حین انتقال ماکرومولکول ها، تشکیل و ادغام متوالی وزیکول ها (وزیکول ها) احاطه شده توسط یک غشاء اتفاق می افتد. با توجه به جهت انتقال و ماهیت مواد منتقل شده، انواع زیر از انتقال تاولی متمایز می شود:

اندوسیتوز(شکل 9.12، 1) - انتقال مواد به داخل سلول. بسته به اندازه وزیکول های حاصل، موارد زیر وجود دارد:

آ) پینوسیتوز - جذب ماکرومولکول های مایع و محلول (پروتئین ها، پلی ساکاریدها، اسیدهای نوکلئیک) با استفاده از حباب های کوچک (قطر 150 نانومتر).

ب) فاگوسیتوز - جذب ذرات بزرگ مانند میکروارگانیسم ها یا بقایای سلولی. در این حالت وزیکول های بزرگی به نام فاگوزوم با قطر بیش از 250 نانومتر تشکیل می شوند.

پینوسیتوز مشخصه اکثر سلول های یوکاریوتی است، در حالی که ذرات بزرگ توسط سلول های تخصصی - لکوسیت ها و ماکروفاژها جذب می شوند. در مرحله اول اندوسیتوز، مواد یا ذرات روی سطح غشاء جذب می شوند که این فرآیند بدون مصرف انرژی اتفاق می افتد. در مرحله بعد، غشاء با ماده جذب شده به داخل سیتوپلاسم عمیق می شود. هجوم‌های موضعی غشای پلاسما از سطح سلول جدا می‌شوند و وزیکول‌هایی را تشکیل می‌دهند که سپس به داخل سلول مهاجرت می‌کنند. این فرآیند توسط سیستمی از ریز رشته ها به هم متصل شده و وابسته به انرژی است. وزیکول ها و فاگوزوم هایی که وارد سلول می شوند می توانند با لیزوزوم ها ادغام شوند. آنزیم های موجود در لیزوزوم ها مواد موجود در وزیکول ها و فاگوزوم ها را به محصولات با وزن مولکولی کم (اسیدهای آمینه، مونوساکاریدها، نوکلئوتیدها) تجزیه می کنند، که به سیتوزول منتقل می شوند، جایی که سلول می تواند از آنها استفاده کند.

اگزوسیتوز(شکل 9.12، 2) - انتقال ذرات و ترکیبات بزرگ از سلول. این فرآیند، مانند اندوسیتوز، با جذب انرژی پیش می رود. انواع اصلی اگزوسیتوز عبارتند از:

آ) ترشح - حذف ترکیبات محلول در آب از سلول که استفاده می شود یا بر سایر سلول های بدن تأثیر می گذارد. می‌تواند هم توسط سلول‌های غیر تخصصی و هم سلول‌های غدد درون‌ریز، مخاط دستگاه گوارش، که برای ترشح موادی که تولید می‌کنند (هورمون‌ها، انتقال‌دهنده‌های عصبی، پروآنزیم‌ها) سازگار شده است، بسته به نیازهای خاص بدن انجام شود. .

پروتئین های ترشح شده بر روی ریبوزوم های مرتبط با غشاهای شبکه آندوپلاسمی خشن سنتز می شوند. این پروتئین‌ها سپس به دستگاه گلژی منتقل می‌شوند، در آنجا اصلاح، تغلیظ، دسته‌بندی می‌شوند و سپس به وزیکول‌هایی بسته‌بندی می‌شوند که به داخل سیتوزول شکافته می‌شوند و متعاقباً با غشای پلاسمایی ترکیب می‌شوند تا محتویات وزیکول‌ها خارج از سلول باشد.

برخلاف ماکرومولکول ها، ذرات کوچک ترشح شده مانند پروتون ها با استفاده از انتشار تسهیل شده و مکانیسم های انتقال فعال به خارج از سلول منتقل می شوند.

ب) دفع - حذف موادی که قابل استفاده نیستند از سلول (مثلاً حذف یک ماده شبکه ای از رتیکولوسیت ها در طی گلبول های قرمز که بقایای انباشته اندامک ها است). مکانیسم دفع ظاهراً شامل این واقعیت است که ابتدا ذرات دفع شده در وزیکول سیتوپلاسمی قرار دارند که سپس با غشای پلاسمایی ادغام می شوند.

text_fields

text_fields

arrow_upward

سلول ها توسط یک سلول یا غشای پلاسمایی از محیط داخلی بدن جدا می شوند.

غشا فراهم می کند:

1) نفوذ انتخابی به داخل و خارج از سلول مولکول ها و یون های لازم برای انجام عملکردهای خاص سلولی.
2) انتقال انتخابی یون ها در سراسر غشاء، حفظ اختلاف پتانسیل الکتریکی گذرنده.
3) مشخصات تماس های بین سلولی.

به دلیل وجود گیرنده های متعدد در غشاء که سیگنال های شیمیایی - هورمون ها، واسطه ها و سایر مواد فعال بیولوژیکی را درک می کنند، می تواند فعالیت متابولیک سلول را تغییر دهد. غشاها ویژگی تظاهرات ایمنی را به دلیل وجود آنتی ژن روی آنها فراهم می کنند - ساختارهایی که باعث تشکیل آنتی بادی هایی می شوند که می توانند به طور خاص به این آنتی ژن ها متصل شوند.
هسته و اندامک های سلول نیز توسط غشاهایی از سیتوپلاسم جدا می شوند که مانع از حرکت آزاد آب و مواد محلول در آن از سیتوپلاسم به آنها و بالعکس می شود. این شرایط را برای جداسازی فرآیندهای بیوشیمیایی ایجاد می کند که در بخش های مختلف (محفظه) داخل سلول اتفاق می افتد.

ساختار غشای سلولی

text_fields

text_fields

arrow_upward

غشای سلولی ساختاری الاستیک با ضخامت 7 تا 11 نانومتر است (شکل 1.1). عمدتاً از لیپیدها و پروتئین ها تشکیل شده است. از 40 تا 90 درصد تمام لیپیدها فسفولیپیدها هستند - فسفاتیدیل کولین، فسفاتیدیل اتانول آمین، فسفاتیدیل سرین، اسفنگومیلین و فسفاتیدیلینوزیتول. یکی از اجزای مهم غشاء گلیکولیپیدها هستند که توسط سربروزیدها، سولفاتیدها، گانگلیوزیدها و کلسترول نشان داده می شوند.

برنج. 1.1 سازماندهی غشا.

ساختار اصلی غشای سلولییک لایه دوگانه از مولکول های فسفولیپید است. به دلیل فعل و انفعالات آبگریز، زنجیره‌های کربوهیدراتی مولکول‌های لیپیدی در یک حالت گسترده در نزدیکی یکدیگر قرار می‌گیرند. گروه‌هایی از مولکول‌های فسفولیپید هر دو لایه با مولکول‌های پروتئین غوطه‌ور در غشای لیپیدی تعامل دارند. با توجه به اینکه اکثر اجزای لیپیدی دولایه در حالت مایع هستند، غشاء دارای تحرک و موج دار است. بخش های آن و همچنین پروتئین های غوطه ور در دولایه لیپیدی، از یک قسمت به قسمت دیگر مخلوط می شوند. تحرک (سیالیت) غشای سلولی، حمل و نقل مواد را از طریق غشاء تسهیل می کند.

پروتئین های غشای سلولیعمدتا توسط گلیکوپروتئین ها نشان داده می شود. تمیز دادن:

پروتئین های انتگرالنفوذ در تمام ضخامت غشا و
پروتئین های محیطیفقط به سطح غشا و عمدتاً به قسمت داخلی آن متصل می شود.

پروتئین های محیطی تقریباً همه به عنوان آنزیم (استیل کولین استراز، اسید و آلکالین فسفاتازها و غیره) عمل می کنند. اما برخی از آنزیم ها نیز توسط پروتئین های انتگرال - ATPase نشان داده می شوند.

پروتئین های انتگرال تبادل انتخابی یون ها را از طریق کانال های غشایی بین مایع خارج سلولی و درون سلولی فراهم می کند و همچنین به عنوان پروتئین - حامل مولکول های بزرگ عمل می کند.

گیرنده‌های غشایی و آنتی‌ژن‌ها را می‌توان با هر دو پروتئین انتگرال و محیطی نشان داد.

پروتئین های مجاور غشاء از سمت سیتوپلاسمی متعلق به اسکلت سلولی . آنها می توانند به پروتئین های غشایی متصل شوند.

بنابراین، نوار پروتئین 3 (تعداد باند در طول الکتروفورز پروتئین) غشاهای گلبول قرمز با سایر مولکول‌های اسکلت سلولی - اسپکترین از طریق پروتئین با وزن مولکولی کم ankyrin ترکیب می‌شود (شکل 1.2).

برنج. 1.2 طرح ترتیب پروتئین ها در اسکلت سلولی غشایی گلبول های قرمز.
1 - اسپکترین؛ 2 - آنکیرین؛ 3 - باند پروتئین 3; 4 - باند پروتئین 4.1; 5 - باند پروتئین 4.9; 6 - الیگومر اکتین; 7 - پروتئین 6; 8 - gpicophorin A; 9 - غشاء.

اسپکترین پروتئین اصلی اسکلت سلولی است که یک شبکه دو بعدی را تشکیل می دهد که اکتین به آن متصل است.

اکتین میکروفیلامنت ها را تشکیل می دهد که دستگاه انقباضی اسکلت سلولی هستند.

اسکلت سلولیبه سلول اجازه می دهد تا خاصیت ارتجاعی انعطاف پذیری از خود نشان دهد و استحکام بیشتری برای غشاء فراهم می کند.

بیشتر پروتئین های انتگرال گلیکوپروتئین هستند. قسمت کربوهیدرات آنها از غشای سلولی به بیرون بیرون زده است. بسیاری از گلیکوپروتئین ها به دلیل محتوای قابل توجه اسید سیالیک (مثلاً مولکول گلیکوفورین) بار منفی زیادی دارند. این باعث می شود سطح اکثر سلول ها دارای بار منفی باشد و به دفع دیگر اجسام دارای بار منفی کمک کند. برآمدگی های کربوهیدراتی گلیکوپروتئین ها حامل آنتی ژن های گروه خونی، سایر عوامل تعیین کننده آنتی ژنی سلول هستند و به عنوان گیرنده های اتصال به هورمون عمل می کنند. گلیکوپروتئین ها مولکول های چسبنده ای را تشکیل می دهند که باعث می شوند سلول ها به یکدیگر بچسبند، به عنوان مثال. تماس های بین سلولی را ببندید

ویژگی های متابولیسم در غشاء

text_fields

text_fields

arrow_upward

اجزای غشاء تحت تأثیر آنزیم های واقع در غشای خود یا داخل آن در معرض بسیاری از دگرگونی های متابولیکی قرار می گیرند. اینها شامل آنزیم های اکسیداتیو هستند که نقش مهمی در اصلاح عناصر آبگریز غشاها - کلسترول و غیره دارند. در غشاها، وقتی آنزیم ها - فسفولیپازها فعال می شوند، ترکیبات فعال بیولوژیکی - پروستاگلاندین ها و مشتقات آنها - از اسید آراشیدونیک تشکیل می شوند. در نتیجه فعال شدن متابولیسم فسفولیپید در غشاء، ترومبوکسان ها و لکوترین ها تشکیل می شوند که تأثیر قدرتمندی بر چسبندگی پلاکت ها، التهاب و غیره دارند.

غشاء به طور مداوم تحت فرآیندهای تجدید اجزای خود قرار می گیرد. . بنابراین، طول عمر پروتئین های غشایی از 2 تا 5 روز متغیر است. با این حال، مکانیسم‌هایی در سلول وجود دارد که تحویل مولکول‌های پروتئینی جدید سنتز شده به گیرنده‌های غشایی را تضمین می‌کند که ادغام پروتئین در غشاء را تسهیل می‌کند. "تشخیص" این گیرنده توسط پروتئین تازه سنتز شده با تشکیل یک پپتید سیگنال تسهیل می شود که به یافتن گیرنده روی غشاء کمک می کند.

لیپیدهای غشاء نیز دارای نرخ متابولیک قابل توجهی هستند.، که برای سنتز این اجزای غشایی به مقدار زیادی اسیدهای چرب نیاز دارد.
ویژگی های ترکیب لیپیدی غشای سلولی تحت تأثیر تغییرات محیطی انسان و ماهیت رژیم غذایی او قرار می گیرد.

به عنوان مثال، افزایش اسیدهای چرب رژیم غذایی با پیوندهای غیراشباعحالت مایع لیپیدها را در غشای سلولی بافت های مختلف افزایش می دهد، منجر به تغییر نسبت فسفولیپیدها به اسفنگومیلین ها و لیپیدها به پروتئین می شود که برای عملکرد غشای سلولی مطلوب است.

برعکس، کلسترول اضافی در غشاها، میکروویسکوزیته مولکول‌های فسفولیپیدی دولایه آن‌ها را افزایش می‌دهد و سرعت انتشار برخی مواد را از طریق غشای سلولی کاهش می‌دهد.

غذای غنی شده با ویتامین های A، E، C، P متابولیسم لیپید را در غشای گلبول های قرمز بهبود می بخشد، میکروویسکوزیته غشاء را کاهش می دهد. این امر تغییر شکل گلبول های قرمز را افزایش می دهد، عملکرد انتقال آنها را تسهیل می کند (فصل 6).

کمبود اسیدهای چرب و کلسترولدر غذا ترکیب چربی و عملکرد غشای سلولی را مختل می کند.

به عنوان مثال، کمبود چربی عملکرد غشای نوتروفیل را مختل می کند، که توانایی آنها را برای حرکت و فاگوسیتوز (گرفتن و جذب فعال اجسام زنده خارجی میکروسکوپی و ذرات جامد توسط ارگانیسم های تک سلولی یا برخی سلول ها) مهار می کند.

در تنظیم ترکیب لیپیدی غشاها و نفوذپذیری آنها، تنظیم تکثیر سلولینقش مهمی توسط گونه های فعال اکسیژن ایفا می شود که در ارتباط با واکنش های متابولیک طبیعی (اکسیداسیون میکروزومی و غیره) در سلول تشکیل می شوند.

گونه های فعال اکسیژن تشکیل شده است- رادیکال سوپراکسید (O 2)، پراکسید هیدروژن (H 2 O 2) و غیره مواد بسیار واکنش پذیر هستند. سوبسترای اصلی آنها در واکنش های اکسیداسیون رادیکال های آزاد اسیدهای چرب غیراشباع هستند که بخشی از فسفولیپیدهای غشای سلولی هستند (به اصطلاح واکنش های پراکسیداسیون لیپیدی). تشدید این واکنش ها می تواند باعث آسیب به غشای سلولی، سد آن، گیرنده و عملکردهای متابولیکی، اصلاح مولکول ها و پروتئین های اسید نوکلئیک شود که منجر به جهش و غیرفعال شدن آنزیم ها می شود.

تحت شرایط فیزیولوژیکی، تشدید پراکسیداسیون لیپیدی توسط سیستم آنتی اکسیدانی سلول ها تنظیم می شود، که توسط آنزیم هایی که گونه های فعال اکسیژن را غیر فعال می کنند - سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز، پراکسیداز و مواد دارای فعالیت آنتی اکسیدانی - توکوفرول (ویتامین E)، یوبی کینون و غیره تنظیم می شود. اثر محافظتی برجسته بر روی غشای سلولی (اثر محافظ سلولی) با اثرات مخرب مختلف بر روی بدن، پروستاگلاندین های E و J2 دارند، "خاموش" فعال شدن اکسیداسیون رادیکال های آزاد. پروستاگلاندین ها از مخاط معده و سلول های کبدی در برابر آسیب های شیمیایی، نورون ها، سلول های نوروگلیال، کاردیومیوسیت ها - از آسیب هایپوکسیک، ماهیچه های اسکلتی - در هنگام فعالیت بدنی سنگین محافظت می کنند. پروستاگلاندین ها با اتصال به گیرنده های خاص روی غشای سلولی، دولایه دومی را تثبیت می کنند و از دست دادن فسفولیپیدها توسط غشاها را کاهش می دهند.

عملکردهای گیرنده غشایی

text_fields

text_fields

arrow_upward

یک سیگنال شیمیایی یا مکانیکی ابتدا توسط گیرنده های غشای سلولی درک می شود. نتیجه این تغییر شیمیایی پروتئین های غشایی است که منجر به فعال شدن "پیام رسان های دوم" می شود که انتشار سریع سیگنال را در سلول به ژنوم، آنزیم ها، عناصر انقباضی و غیره تضمین می کند.

به طور شماتیک، سیگنال دهی غشایی در یک سلول را می توان به صورت زیر نشان داد:

1) گیرنده با تحریک سیگنال درک شده، پروتئین γ غشای سلولی را فعال می کند. این زمانی اتفاق می افتد که آنها به گوانوزین تری فسفات (GTP) متصل می شوند.

2) تعامل مجتمع "GTP-y-proteins" به نوبه خود آنزیم را فعال می کند - پیش ساز پیام رسان های ثانویه که در سمت داخلی غشاء قرار دارد.

پیش ساز یک پیام رسان ثانویه - cAMP که از ATP تشکیل شده است، آنزیم آدنیلات سیکلاز است.
پیش ساز سایر پیام رسان های ثانویه - اینوزیتول تری فسفات و دی آسیل گلیسرول، که از غشا فسفاتیدیل 4،5-دی فسفات تشکیل شده است، آنزیم فسفولیپاز C است. تمام فرآیندهای تنظیمی در سلول به عنوان مثال، اینوزیتول تری فسفات حاصل باعث آزاد شدن کلسیم از شبکه آندوپلاسمی و افزایش غلظت آن در سیتوپلاسم می شود و در نتیجه اشکال مختلف پاسخ سلولی را شامل می شود. با کمک اینوزیتول تری فسفات و دی آسیل گلیسرول، عملکرد ماهیچه های صاف و سلول های B پانکراس توسط استیل کولین، فاکتور آزاد کننده تیروپین هیپوفیز قدامی، پاسخ لنفوسیت ها به آنتی ژن و غیره تنظیم می شود.
در برخی سلول ها نقش پیام رسان دوم توسط cGMP انجام می شود که از GTP با کمک آنزیم گوانیلات سیکلاز تشکیل می شود. به عنوان مثال، به عنوان پیام رسان دوم برای هورمون ناتریورتیک در عضله صاف دیواره رگ های خونی عمل می کند. cAMP به عنوان پیام رسان دوم برای بسیاری از هورمون ها - آدرنالین، اریتروپویتین و غیره عمل می کند (فصل 3).

طبیعت موجودات و سلول‌های زیادی را خلق کرده است، اما با وجود این، ساختار و بیشتر عملکرد غشاهای بیولوژیکی یکسان است، که به ما اجازه می‌دهد تا ساختار آنها را در نظر بگیریم و ویژگی‌های کلیدی آن‌ها را بدون گره خوردن به نوع خاصی از سلول بررسی کنیم.

غشا چیست؟

غشاها یک عنصر محافظ هستند که بخشی جدایی ناپذیر از سلول هر موجود زنده است.

واحد ساختاری و عملکردی همه موجودات زنده روی کره زمین سلول است. فعالیت حیاتی آن به طور جدایی ناپذیری با محیطی که با آن انرژی، اطلاعات، ماده مبادله می کند، مرتبط است. بنابراین انرژی غذایی لازم برای عملکرد سلول از بیرون می آید و صرف اجرای وظایف مختلف آن می شود.

ساختار ساده ترین واحد ساختاری یک موجود زنده: غشای اندامک، اجزاء مختلف. اطراف آن را غشایی احاطه کرده است که درون آن هسته و تمام اندامک ها قرار دارند. اینها میتوکندری، لیزوزوم، ریبوزوم، شبکه آندوپلاسمی هستند. هر عنصر ساختاری غشای خاص خود را دارد.

نقش در زندگی سلول

غشای بیولوژیکی نقش اوج را در ساختار و عملکرد یک سیستم زندگی ابتدایی ایفا می کند. فقط سلولی که توسط یک پوسته محافظ احاطه شده است به حق می تواند ارگانیسم نامیده شود. فرآیندی مانند متابولیسم نیز به دلیل وجود غشاء انجام می شود. اگر یکپارچگی ساختاری آن نقض شود، این منجر به تغییر در وضعیت عملکردی ارگانیسم به عنوان یک کل می شود.

غشای سلولی و وظایف آن

سیتوپلاسم سلول را از محیط خارجی یا از غشاء جدا می کند. غشای سلولی عملکرد مناسب عملکردهای خاص، ویژگی های تماس های بین سلولی و تظاهرات ایمنی را تضمین می کند و از تفاوت بین غشایی در پتانسیل الکتریکی پشتیبانی می کند. این شامل گیرنده هایی است که می توانند سیگنال های شیمیایی - هورمون ها، واسطه ها و سایر اجزای فعال بیولوژیکی را درک کنند. این گیرنده ها توانایی دیگری به آن می دهند - تغییر فعالیت متابولیک سلول.

عملکرد غشاء:

1. انتقال فعال مواد.

2. انتقال غیرفعال مواد:

2.1. انتشار ساده است.

2.2. انتقال از طریق منافذ

2.3. انتقال با انتشار یک حامل همراه با یک ماده غشایی یا با انتقال یک ماده در طول زنجیره مولکولی یک حامل انجام می شود.

3. انتقال غیر الکترولیت ها به دلیل انتشار ساده و آسان.

ساختار غشای سلولی

اجزای غشای سلولی لیپیدها و پروتئین ها هستند.

لیپیدها: فسفولیپیدها، فسفاتیدیل اتانول آمین، اسفنگومیلین، فسفاتیدیلینوزیتول و فسفاتیدیل سرین، گلیکولیپیدها. نسبت لیپیدها 40-90٪ است.

پروتئین ها: محیطی، انتگرال (گلیکوپروتئین ها)، اسپکترین، اکتین، اسکلت سلولی.

عنصر ساختاری اصلی یک لایه دوگانه از مولکول های فسفولیپید است.

غشای سقف: تعریف و نوع شناسی

برخی از آمار. در قلمرو فدراسیون روسیه، این غشاء نه چندان دور به عنوان یک ماده سقف استفاده شده است. سهم سقف های غشایی از تعداد کل دال های سقف نرم تنها 1.5٪ است. سقف های قیری و ماستیکی در روسیه رواج بیشتری یافته است. اما در اروپای غربی سقف های غشایی 87 درصد را تشکیل می دهند. تفاوت محسوس است.

به عنوان یک قاعده، غشاء به عنوان ماده اصلی در همپوشانی سقف برای سقف های مسطح ایده آل است. برای کسانی که تعصب زیادی دارند، کمتر مناسب است.

حجم تولید و فروش سقف ممبران در بازار داخلی روند رشد مثبتی دارد. چرا؟ دلایل بیش از حد واضح است:

• عمر سرویس حدود 60 سال است. تصور کنید، فقط مدت گارانتی استفاده که توسط سازنده تعیین شده است، به 20 سال می رسد.
• سهولت نصب. برای مقایسه: نصب سقف قیری 1.5 برابر بیشتر از نصب کف غشایی زمان می برد.
• سهولت کار تعمیر و نگهداری.

ضخامت غشاهای سقف می تواند 0.8-2 میلی متر باشد و وزن متوسط ​​یک متر مربع 1.3 کیلوگرم است.

خواص غشاهای سقف:

• قابلیت ارتجاعی؛
• استحکام - قدرت؛
• مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش و سایر رسانه های متجاوز؛
• مقاومت در برابر سرما؛
• مقاوم در برابر آتش.

سه نوع غشای سقف وجود دارد. ویژگی اصلی طبقه بندی، نوع مواد پلیمری است که پایه بوم را تشکیل می دهد. بنابراین، غشاهای سقف عبارتند از:

• متعلق به گروه EPDM، بر اساس مونومر اتیلن-پروپیلن-دی ان پلیمریزه شده ساخته می شوند، به عبارت دیگر، مزایا: استحکام بالا، کشش، مقاومت در برابر آب، سازگاری با محیط زیست، هزینه کم. معایب: تکنولوژی چسب برای اتصال بوم ها با استفاده از نوار مخصوص، اتصالات کم استحکام. دامنه کاربرد: به عنوان یک ماده ضد آب برای سقف تونل، منابع آب، انبارهای زباله، مخازن مصنوعی و طبیعی و غیره استفاده می شود.
• غشاهای PVC اینها پوسته هایی هستند که در تولید آنها از پلی وینیل کلرید به عنوان ماده اصلی استفاده می شود. مزایا: مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش، مقاومت در برابر آتش، طیف رنگی گسترده ورق های غشایی. معایب: مقاومت کم در برابر مواد قیر، روغن ها، حلال ها. مواد مضر را در جو منتشر می کند؛ رنگ بوم به مرور زمان محو می شود.
• TPO ساخته شده از الفین های ترموپلاستیک آنها می توانند تقویت شده و غیر تقویت شوند. اولین آنها مجهز به مش پلی استر یا پارچه فایبرگلاس هستند. مزایا: سازگاری با محیط زیست، دوام، کشش بالا، مقاومت در برابر دما (هم در دماهای بالا و هم در دمای پایین)، اتصالات جوش داده شده درزهای بوم. معایب: رده قیمت بالا، عدم وجود تولید کننده در بازار داخلی.

غشاء پروفیل: ویژگی ها، عملکردها و مزایا

غشاهای پروفیلی یک نوآوری در بازار ساخت و ساز هستند. چنین غشایی به عنوان یک ماده ضد آب استفاده می شود.

مواد مورد استفاده در ساخت پلی اتیلن است. دومی دو نوع است: پلی اتیلن فشار قوی (LDPE) و پلی اتیلن فشار پایین (HDPE).

مشخصات فنی غشا از LDPE و HDPE

فهرست مطالب
استحکام کششی (MPa)
کشیدگی کششی (%)
چگالی (کیلوگرم بر متر مکعب)
مقاومت فشاری (MPa)
قدرت ضربه (بریدگی) (KJ/m²)
مدول خمشی (MPa)
سختی (MPa)
دمای عملیاتی (˚С)	60- تا 80+	60- تا 80+
نرخ روزانه جذب آب (%)

غشای پروفیل ساخته شده از پلی اتیلن فشار بالا دارای سطح خاصی است - جوش های توخالی. ارتفاع این سازندها می تواند از 7 تا 20 میلی متر متغیر باشد. سطح داخلی غشاء صاف است. این امکان خم شدن بدون مشکل مصالح ساختمانی را فراهم می کند.

تغییر در شکل بخش های جداگانه غشاء مستثنی است، زیرا فشار به دلیل وجود همه برآمدگی های یکسان در کل منطقه آن به طور مساوی توزیع می شود. از ژئوممبران می توان به عنوان عایق تهویه استفاده کرد. در این صورت تبادل حرارت آزاد در داخل ساختمان تضمین می شود.

مزایای ممبران پروفیل:

• افزایش قدرت؛
• مقاومت در برابر حرارت؛
• پایداری تأثیر شیمیایی و بیولوژیکی؛
• عمر طولانی (بیش از 50 سال)؛
• سهولت نصب و نگهداری؛
• هزینه مقرون به صرفه

غشاهای پروفیلی سه نوع هستند:

• با یک لایه؛
• با یک بوم دو لایه = ژئوتکستایل + غشای زهکشی؛
• با بوم سه لایه = سطح لغزنده + ژئوتکستایل + غشای زهکشی.

یک غشای پروفیل تک لایه برای محافظت از عایق رطوبتی اصلی، نصب و برچیدن بتن آماده سازی دیوارهای با رطوبت بالا استفاده می شود. یک محافظ دو لایه در هنگام تجهیزات استفاده می شود و یک لایه سه لایه در خاکی که در برابر سرمازدگی و خاک عمیق مناسب است استفاده می شود.

مناطق مورد استفاده برای غشاهای زهکشی

غشاء پروفیل در زمینه های زیر کاربرد دارد:

1. عایق رطوبتی پایه پایه حفاظت قابل اعتمادی را در برابر تأثیر مخرب آب های زیرزمینی، سیستم های ریشه گیاهان، فرونشست خاک و آسیب های مکانیکی فراهم می کند.
2. زهکشی دیوار فونداسیون. تاثیر آب های زیرزمینی، بارش را با انتقال آنها به سیستم های زهکشی خنثی می کند.
3. نوع افقی - محافظت در برابر تغییر شکل به دلیل ویژگی های ساختاری.
4. آنالوگ آماده سازی بتن. در مورد کارهای ساختمانی در ساخت و ساز ساختمان ها در منطقه کم آب زیرزمینی، در مواردی که از عایق رطوبتی افقی برای محافظت در برابر رطوبت مویرگی استفاده می شود، استفاده می شود. همچنین عملکرد غشاء پروفیل شامل نفوذناپذیری لایه سیمان به خاک می باشد.
5. تهویه سطوح دیوار با سطح رطوبت بالا. هم در داخل و هم در بیرون اتاق قابل نصب است. در حالت اول، گردش هوا فعال می شود و در حالت دوم، رطوبت و دمای مطلوب تضمین می شود.
6. سقف معکوس استفاده شده.

غشای سوپر انتشار

غشای سوپردیفیوژن ماده ای از نسل جدید است که هدف اصلی آن محافظت از عناصر سازه سقف در برابر پدیده باد، بارش و بخار است.

تولید مواد محافظ مبتنی بر استفاده از منسوجات نبافته، الیاف متراکم با کیفیت بالا است. در بازار داخلی، غشای سه لایه و چهار لایه رایج است. بررسی کارشناسان و مصرف کنندگان تأیید می کند که هرچه لایه های بیشتری در زیر طراحی قرار گیرد، عملکردهای محافظتی آن قوی تر است و بنابراین بازده انرژی اتاق به طور کلی بالاتر است.

بسته به نوع سقف، ویژگی های طراحی آن، شرایط آب و هوایی، تولید کنندگان توصیه می کنند که به یک یا نوع دیگری از غشاهای انتشار ترجیح دهند. بنابراین، آنها برای سقف های شیبدار سازه های پیچیده و ساده، برای سقف های شیبدار با حداقل شیب، برای سقف های تاشو و غیره وجود دارند.

غشای superdiffusion به طور مستقیم بر روی لایه عایق حرارتی، کفپوش از تخته ها قرار می گیرد. نیازی به شکاف تهویه نیست. این مواد با براکت های مخصوص یا میخ های فولادی بسته می شود. لبه‌های ورق‌های انتشار به هم متصل هستند. کار می‌تواند حتی در شرایط شدید انجام شود: در باد شدید و غیره.

علاوه بر این، پوشش مورد نظر می تواند به عنوان یک پوشش موقت سقف مورد استفاده قرار گیرد.

غشاهای PVC: ماهیت و هدف

غشاهای پی وی سی یک ماده سقفی هستند که از پلی وینیل کلراید ساخته شده و خاصیت کشسانی دارند. چنین مواد سقف مدرن به طور کامل جایگزین آنالوگ های رول قیری شده است که دارای یک اشکال قابل توجه است - نیاز به نگهداری و تعمیر سیستماتیک. امروزه ویژگی های مشخصه غشاهای PVC امکان استفاده از آنها را هنگام انجام تعمیرات سقف های مسطح قدیمی فراهم می کند. هنگام نصب سقف های جدید نیز از آنها استفاده می شود.

استفاده از سقف ساخته شده از چنین موادی آسان است و نصب آن بر روی هر نوع سطحی، در هر زمان از سال و تحت هر شرایط آب و هوایی امکان پذیر است. غشاء PVC دارای خواص زیر است:

• استحکام - قدرت؛
• پایداری در مواجهه با اشعه ماوراء بنفش، انواع مختلف بارش، بارهای نقطه ای و سطحی.

به لطف خواص منحصر به فرد آن است که غشاهای پی وی سی سال ها به طور صادقانه به شما خدمت می کنند. مدت زمان استفاده از چنین سقفی برابر با مدت زمان بهره برداری خود ساختمان است، در حالی که مصالح سقف نورد نیاز به تعمیرات منظم و در برخی موارد حتی برچیدن و نصب طبقه جدید دارند.

بین خود، ورق های غشایی پی وی سی با جوش گرم نفس به هم متصل می شوند که دمای آن در محدوده 400-600 درجه سانتیگراد است. این اتصال کاملاً مهر و موم شده است.

مزایای غشاهای PVC

مزایای آنها آشکار است:

• انعطاف پذیری سیستم سقف، که بیشتر با پروژه ساخت و ساز سازگار است.
• درز اتصال بادوام و بدون هوا بین ورق های غشایی؛
• تحمل ایده آل در برابر تغییرات آب و هوایی، شرایط آب و هوایی، دما، رطوبت؛
• افزایش نفوذپذیری بخار، که به تبخیر رطوبت انباشته شده در فضای زیر سقف کمک می کند.
• بسیاری از گزینه های رنگ؛
• خواص آتش نشانی؛
• توانایی حفظ خواص و ظاهر اصلی برای مدت طولانی؛
• غشای PVC یک ماده کاملاً سازگار با محیط زیست است که توسط گواهی های مربوطه تأیید شده است.
• فرآیند نصب مکانیزه است، بنابراین زمان زیادی نمی برد.
• قوانین عملیاتی امکان نصب اضافات مختلف معماری را مستقیماً در بالای خود سقف غشایی PVC فراهم می کند.
• یک ظاهر طراحی تک لایه باعث صرفه جویی در هزینه شما می شود.
• سهولت نگهداری و تعمیر.

پارچه غشایی

پارچه ممبران از دیرباز در صنعت نساجی شناخته شده است. کفش و لباس از این ماده ساخته شده است: برای بزرگسالان و کودکان. غشاء - اساس پارچه غشایی که به شکل یک فیلم پلیمری نازک ارائه می شود و دارای ویژگی هایی مانند مقاومت در برابر آب و نفوذپذیری بخار است. برای تولید این ماده، این فیلم با لایه های محافظ بیرونی و داخلی پوشانده شده است. ساختار آنها توسط خود غشاء تعیین می شود. این کار به منظور حفظ تمام خواص مفید حتی در صورت آسیب انجام می شود. به عبارت دیگر، لباس های غشایی هنگام قرار گرفتن در معرض بارش به صورت برف یا باران خیس نمی شوند، اما در عین حال بخار را به طور کامل از بدن به محیط خارجی می رسانند. این توان به پوست اجازه تنفس می دهد.

با توجه به تمام موارد فوق، می توان نتیجه گرفت که لباس های زمستانی ایده آل از چنین پارچه ای ساخته می شوند. غشایی که در پایه پارچه قرار دارد می تواند:

• با منافذ؛
• بدون منافذ؛
• ترکیب شده.

تفلون در ترکیب غشاهایی با ریز منافذ زیاد قرار دارد. ابعاد چنین منافذی حتی به اندازه یک قطره آب هم نمی رسد، بلکه بزرگتر از یک مولکول آب است که نشان دهنده مقاومت در برابر آب و توانایی دفع عرق است.

غشاهایی که منافذ ندارند معمولا از پلی اورتان ساخته می شوند. لایه داخلی آنها تمام ترشحات عرق-چربی بدن انسان را متمرکز کرده و آنها را به بیرون می راند.

ساختار غشاء ترکیبی دلالت بر وجود دو لایه دارد: متخلخل و صاف. این پارچه ویژگی های باکیفیت بالایی دارد و تا سالیان متمادی دوام خواهد داشت.

به لطف این مزایا، لباس‌ها و کفش‌هایی که از پارچه‌های غشایی ساخته شده و برای پوشیدن در فصل زمستان طراحی شده‌اند، بادوام، اما سبک هستند و کاملاً از یخ زدگی، رطوبت و گرد و غبار محافظت می‌کنند. آنها به سادگی برای بسیاری از انواع فعال تفریحات زمستانی، کوهنوردی ضروری هستند.

مرزی ( مانع) - محتویات سلولی را از محیط خارجی جدا کنید.

تنظیم تبادل بین سلول و محیط؛

تقسیم سلول ها به محفظه ها یا محفظه هایی که برای مسیرهای متابولیک خاص طراحی شده اند. تقسيم كردن);

این محل برخی از واکنش های شیمیایی (واکنش های نور فتوسنتز در کلروپلاست، فسفوریلاسیون اکسیداتیو در طول تنفس در میتوکندری) است.

ایجاد ارتباط بین سلول ها در بافت ارگانیسم های چند سلولی؛

حمل و نقل- حمل و نقل غشایی را انجام می دهد.

گیرنده- محل محلی سازی مکان های گیرنده ای هستند که محرک های خارجی را تشخیص می دهند.

حمل و نقل مواداز طریق غشاء یکی از عملکردهای اصلی غشاء است که تبادل مواد بین سلول و محیط خارجی را تضمین می کند. بسته به هزینه انرژی برای انتقال مواد، موارد زیر وجود دارد:

حمل و نقل غیرفعال، یا انتشار تسهیل شده؛

انتقال فعال (انتخابی) با مشارکت ATP و آنزیم ها.

حمل و نقل در بسته بندی غشایی اندوسیتوز (به داخل سلول) و اگزوسیتوز (خارج از سلول) وجود دارد - مکانیسم هایی که ذرات بزرگ و ماکرومولکول ها را از طریق غشاء منتقل می کنند. در طول اندوسیتوز، غشای پلاسمایی یک انواژیناسیون ایجاد می کند، لبه های آن با هم ادغام می شوند و یک وزیکول به سیتوپلاسم متصل می شود. وزیکول با یک غشای منفرد از سیتوپلاسم جدا می شود که بخشی از غشای سیتوپلاسمی خارجی است. بین فاگوسیتوز و پینوسیتوز تمایز قائل شوید. فاگوسیتوز جذب ذرات بزرگ، نسبتاً جامد است. به عنوان مثال فاگوسیتوز لنفوسیت ها، تک یاخته ها و غیره. پینوسیتوز فرآیند جذب و جذب قطرات مایع با مواد حل شده در آن است.

اگزوسیتوز فرآیند حذف مواد مختلف از سلول است. در طی اگزوسیتوز، غشای وزیکول یا واکوئل با غشای سیتوپلاسمی خارجی ادغام می شود. محتویات وزیکول از سطح سلول خارج می شود و غشاء در غشای سیتوپلاسمی خارجی قرار می گیرد.

در هسته منفعلانتقال مولکول های بدون بار، تفاوت بین غلظت هیدروژن و بارها است، یعنی. گرادیان الکتروشیمیایی مواد از ناحیه ای با گرادیان بالاتر به ناحیه ای با گرادیان پایین تر حرکت می کنند. سرعت انتقال به اختلاف گرادیان بستگی دارد.

انتشار ساده انتقال مواد به طور مستقیم از طریق دولایه لیپیدی است. مشخصه گازها، مولکول های قطبی غیر قطبی یا کوچک بدون بار، محلول در چربی ها. آب به سرعت از طریق دولایه نفوذ می کند، زیرا. مولکول آن کوچک و از نظر الکتریکی خنثی است. انتشار آب در غشاها اسمز نامیده می شود.

انتشار از طریق کانال های غشایی، انتقال مولکول ها و یون های باردار (Na، K، Ca، Cl) است که به دلیل وجود پروتئین های کانال ساز ویژه ای که منافذ آب را تشکیل می دهند، به غشاء نفوذ می کنند.

انتشار تسهیل شده انتقال مواد با کمک پروتئین های انتقال ویژه است. هر پروتئین مسئول یک مولکول کاملاً تعریف شده یا گروهی از مولکول های مرتبط است، با آن تعامل می کند و از طریق غشاء حرکت می کند. به عنوان مثال، قندها، اسیدهای آمینه، نوکلئوتیدها و سایر مولکول های قطبی.

حمل و نقل فعالتوسط پروتئین ها - حامل ها (ATPase) در برابر یک گرادیان الکتروشیمیایی با صرف انرژی انجام می شود. منبع آن مولکول های ATP است. به عنوان مثال، پمپ سدیم پتاسیم.

غلظت پتاسیم در داخل سلول بسیار بیشتر از خارج از آن است و سدیم - بالعکس. بنابراین، کاتیون های پتاسیم و سدیم به طور غیر فعال در امتداد گرادیان غلظت از طریق منافذ آب غشا پخش می شوند. این به این دلیل است که نفوذپذیری غشاء برای یون های پتاسیم بیشتر از یون های سدیم است. بر این اساس، پتاسیم سریعتر از سدیم به خارج از سلول منتشر می شود. با این حال، برای عملکرد طبیعی سلول، نسبت مشخصی از 3 پتاسیم و 2 یون سدیم ضروری است. بنابراین، یک پمپ سدیم-پتاسیم در غشاء وجود دارد که به طور فعال سدیم را از سلول و پتاسیم را به داخل سلول پمپ می کند. این پمپ یک پروتئین غشایی گذرنده است که قادر به بازآرایی ساختاری است. بنابراین، می تواند هم یون های پتاسیم و هم یون های سدیم را به خود بچسباند (ضد پورت). این فرآیند انرژی بر است:

یون های سدیم و یک مولکول ATP از داخل غشا و یون های پتاسیم از بیرون وارد پروتئین پمپ می شوند.

یون های سدیم با یک مولکول پروتئین ترکیب می شوند و پروتئین فعالیت ATPase را به دست می آورد. توانایی ایجاد هیدرولیز ATP، که با آزاد شدن انرژی که پمپ را به حرکت در می آورد، همراه است.

فسفات آزاد شده در طول هیدرولیز ATP به پروتئین متصل می شود، به عنوان مثال. یک پروتئین را فسفریله می کند.

فسفوریلاسیون باعث تغییر ساختاری در پروتئین می شود و قادر به حفظ یون های سدیم نیست. آنها آزاد می شوند و به بیرون سلول می روند.

ترکیب جدید پروتئین باعث افزایش یون های پتاسیم به آن می شود.

افزودن یون های پتاسیم باعث دفسفوریلاسیون پروتئین می شود. او دوباره شکل خود را تغییر می دهد.

تغییر در ساختار پروتئین منجر به آزاد شدن یون های پتاسیم در داخل سلول می شود.

پروتئین دوباره آماده است تا یون های سدیم را به خود بچسباند.

در یک چرخه کار، پمپ 3 یون سدیم را از سلول خارج می کند و 2 یون پتاسیم را پمپ می کند.

سیتوپلاسم- جزء اجباری سلول که بین دستگاه سطح سلول و هسته محصور شده است. این یک مجموعه ساختاری ناهمگن پیچیده است که شامل موارد زیر است:

هیالوپلاسم

اندامک ها (اجزای دائمی سیتوپلاسم)

اجزاء - اجزای موقت سیتوپلاسم.

ماتریکس سیتوپلاسمی(هیالوپلاسم) محتویات درونی سلول است - محلول کلوئیدی بی رنگ، ضخیم و شفاف. اجزای ماتریکس سیتوپلاسمی فرآیندهای بیوسنتز را در سلول انجام می دهند، حاوی آنزیم های لازم برای تشکیل انرژی، عمدتاً به دلیل گلیکولیز بی هوازی هستند.

خواص اساسی ماتریکس سیتوپلاسمی

خواص کلوئیدی سلول را تعیین می کند. همراه با غشاهای درون سلولی سیستم واکوئولی، می توان آن را به عنوان یک سیستم کلوئیدی بسیار ناهمگن یا چند فازی در نظر گرفت.

ایجاد تغییر در ویسکوزیته سیتوپلاسم، انتقال از ژل (ضخیم تر) به سل (مایع تر) که تحت تأثیر عوامل خارجی و داخلی رخ می دهد.

سیکلوز، حرکت آمیبوئید، تقسیم سلولی و حرکت رنگدانه در کروماتوفورها را فراهم می کند.

قطبیت محل اجزای داخل سلولی را تعیین می کند.

خواص مکانیکی سلول ها را فراهم می کند - خاصیت ارتجاعی، توانایی ادغام، سفتی.

اندامک ها- ساختارهای سلولی دائمی که انجام عملکردهای خاص توسط سلول را تضمین می کند. بسته به ویژگی های ساختار، موارد زیر وجود دارد:

اندامک های غشایی - ساختار غشایی دارند. آنها می توانند تک غشایی (ER، دستگاه گلژی، لیزوزوم ها، واکوئل های سلول های گیاهی) باشند. غشای دوگانه (میتوکندری، پلاستیدها، هسته).

اندامک های غیر غشایی - ساختار غشایی (کروموزوم ها، ریبوزوم ها، مرکز سلولی، اسکلت سلولی) ندارند.

اندامک های هدف عمومی - مشخصه همه سلول ها: هسته، میتوکندری، مرکز سلول، دستگاه گلژی، ریبوزوم ها، ER، لیزوزوم ها. اگر اندامک ها مشخصه انواع خاصی از سلول ها باشند، اندامک های خاص نامیده می شوند (به عنوان مثال، میوفیبریل هایی که یک فیبر عضلانی را منقبض می کنند).

شبکه آندوپلاسمی- یک ساختار پیوسته منفرد که غشای آن رگه ها و چین های زیادی را تشکیل می دهد که شبیه لوله ها، میکروواکوئل ها و مخازن بزرگ هستند. غشاهای EPS از یک سو با غشای سیتوپلاسمی سلولی و از سوی دیگر با پوسته بیرونی غشای هسته مرتبط هستند.

دو نوع EPS وجود دارد - خشن و صاف.

در ER خشن یا دانه ای، مخازن و لوله ها با ریبوزوم ها همراه هستند. در یک EPS صاف یا دانه ای هیچ ارتباطی با ریبوزوم ها وجود ندارد. این قسمت داخلی غشا است.

ساختار غشای زیستی. غشاهای محدود کننده سلول و اندامک های غشایی سلول های یوکاریوتی دارای ترکیب شیمیایی و ساختار مشترک هستند. آنها شامل لیپیدها، پروتئین ها و کربوهیدرات ها هستند. لیپیدهای غشایی عمدتاً توسط فسفولیپیدها و کلسترول نشان داده می شوند. بیشتر پروتئین های غشایی پروتئین های پیچیده ای مانند گلیکوپروتئین ها هستند. کربوهیدرات ها به خودی خود در غشاء وجود ندارند، آنها با پروتئین ها و لیپیدها مرتبط هستند. ضخامت غشاها 7-10 نانومتر است.

با توجه به مدل موزاییک سیال پذیرفته شده در حال حاضر ساختار غشایی، لیپیدها یک لایه دوگانه تشکیل می دهند، یا دولایه لیپیدی،که در آن "سر" های آبدوست مولکول های لیپید به سمت بیرون چرخانده می شوند و "دم" های آبگریز در داخل غشاء پنهان می شوند (شکل 2.24). این "دم ها" به دلیل آبگریز بودن، جداسازی فازهای آبی محیط داخلی سلول و محیط آن را تضمین می کنند. پروتئین ها از طریق انواع مختلف فعل و انفعالات با لیپیدها در ارتباط هستند. برخی از پروتئین ها در سطح غشا قرار دارند. چنین پروتئین هایی نامیده می شوند پیرامونی،یا سطحی.سایر پروتئین ها به طور جزئی یا کامل در غشاء غوطه ور هستند - اینها هستند انتگرال،یا پروتئین های غوطه ورپروتئین های غشایی عملکردهای ساختاری، حمل و نقل، کاتالیزوری، گیرنده و سایر عملکردها را انجام می دهند.

غشاها مانند کریستال نیستند، اجزای آنها دائماً در حرکت هستند، در نتیجه شکاف هایی بین مولکول های لیپید ظاهر می شود - منافذی که از طریق آنها مواد مختلف می توانند وارد یا خارج شوند.

غشاهای بیولوژیکی از نظر محل قرارگیری در سلول، ترکیب شیمیایی و عملکردشان متفاوت هستند. انواع اصلی غشاها پلاسما و داخلی هستند.

غشای پلاسمایی(شکل 2.24) حاوی حدود 45% لیپید (شامل گلیکولیپیدها)، 50% پروتئین و 5% کربوهیدرات است. زنجیره‌ای از کربوهیدرات‌ها که پروتئین‌های پیچیده-گلیکوپروتئین‌ها و لیپیدهای پیچیده-گلیکولیپیدها را می‌سازند از سطح غشاء بیرون زده‌اند. گلیکوپروتئین های پلاسمالمی بسیار خاص هستند. بنابراین، به عنوان مثال، از طریق آنها یک شناخت متقابل از سلول ها، از جمله اسپرم و تخمک وجود دارد.

در سطح سلول های حیوانی، زنجیره های کربوهیدرات یک لایه سطحی نازک را تشکیل می دهند - گلیکوکالیکستقریباً در تمام سلول های حیوانی یافت شده است، اما شدت آن یکسان نیست (10-50 میکرون). گلیکوکالیکس ارتباط مستقیم سلول با محیط خارجی را فراهم می کند؛ هضم خارج سلولی در آن رخ می دهد. گیرنده ها در گلیکوکالیکس قرار دارند. سلول های باکتری ها، گیاهان و قارچ ها علاوه بر پلاسمالما، توسط غشای سلولی نیز احاطه شده اند.

غشاهای داخلیسلول های یوکاریوتی قسمت های مختلف سلول را محدود می کنند و نوعی "محفظه" را تشکیل می دهند - محفظه ها،که به جداسازی فرآیندهای مختلف متابولیسم و ​​انرژی کمک می کند. آنها ممکن است در ترکیب شیمیایی و عملکرد متفاوت باشند، اما طرح کلی ساختار را حفظ می کنند.

عملکرد غشاء:

1. محدود کردن. این در این واقعیت است که آنها فضای داخلی سلول را از محیط خارجی جدا می کنند. غشاء نیمه تراوا است، یعنی فقط موادی که برای سلول ضروری هستند می توانند آزادانه بر آن غلبه کنند، در حالی که مکانیسم هایی برای انتقال مواد لازم وجود دارد.

2. گیرنده. این در درجه اول با درک سیگنال های محیطی و انتقال این اطلاعات به سلول مرتبط است. پروتئین های گیرنده ویژه مسئول این عملکرد هستند. پروتئین های غشایی همچنین بر اساس اصل «دوست یا دشمن» و همچنین تشکیل اتصالات بین سلولی مسئول تشخیص سلولی هستند که سیناپس سلول های عصبی بیشتر مورد مطالعه قرار گرفته است.

3. کاتالیزوری مجتمع های آنزیمی متعددی بر روی غشاها قرار دارند که در نتیجه فرآیندهای مصنوعی فشرده روی آنها انجام می شود.

4. تبدیل انرژی با تشکیل انرژی، ذخیره سازی آن به شکل ATP و هزینه مرتبط است.

5. بخش بندی. غشاها همچنین فضای داخل سلول را مشخص می کنند و در نتیجه مواد اولیه واکنش و آنزیم هایی را که می توانند واکنش های مربوطه را انجام دهند جدا می کنند.

6. تشکیل تماس های بین سلولی. علیرغم اینکه ضخامت غشا آنقدر کم است که با چشم غیرمسلح قابل تشخیص نیست، از یک طرف به عنوان یک سد نسبتاً قابل اعتماد برای یون ها و مولکول ها، به ویژه مولکول های محلول در آب عمل می کند و از طرف دیگر، انتقال آنها به داخل سلول و خارج را تضمین می کند.

حمل و نقل غشایی با توجه به این واقعیت که سلول ها به عنوان سیستم های بیولوژیکی اولیه، سیستم های باز هستند، برای اطمینان از متابولیسم و ​​انرژی، حفظ هموستاز، رشد، تحریک پذیری و سایر فرآیندها، انتقال مواد از طریق غشاء مورد نیاز است - انتقال غشایی (شکل 2.25). . در حال حاضر، انتقال مواد از طریق غشای سلولی به فعال، غیرفعال، اندوسیتوز و اگزوسیتوز تقسیم می شود.

حمل و نقل غیرفعال- این یک نوع حمل و نقل است که بدون صرف انرژی از غلظت بالاتر به غلظت کمتر انجام می شود. مولکول های کوچک غیر قطبی (0 2 ، CO 2 ) محلول در لیپیدها به راحتی به داخل سلول نفوذ می کنند. انتشار سادهنامحلول در لیپیدها، از جمله ذرات کوچک باردار، توسط پروتئین های حامل جذب می شوند یا از کانال های ویژه (گلوکز، اسیدهای آمینه، K +، PO 4 3-) عبور می کنند. این نوع حمل و نقل غیرفعال نامیده می شود انتشار را تسهیل کرد.آب از طریق منافذ در فاز لیپیدی و همچنین از طریق کانال های خاصی که با پروتئین پوشانده شده اند وارد سلول می شود. انتقال آب از طریق غشاء نامیده می شود اسمز(شکل 2.26).

اسمز در زندگی سلول بسیار مهم است، زیرا اگر در محلولی با غلظت نمک بیشتر از محلول سلول قرار گیرد، آب شروع به خروج از سلول می کند و حجم محتویات زنده شروع به کاهش می کند. . در سلول های حیوانی، سلول به طور کلی کوچک می شود و در سلول های گیاهی، سیتوپلاسم پشت دیواره سلولی قرار می گیرد که به آن می گویند. پلاسمولیز(شکل 2.27).

هنگامی که یک سلول در محلولی با غلظت کمتر از سیتوپلاسم قرار می گیرد، آب در جهت مخالف - به داخل سلول منتقل می شود. با این حال، محدودیت هایی برای گسترش غشای سیتوپلاسمی وجود دارد، و سلول حیوانی در نهایت پاره می شود، در حالی که در سلول گیاهی دیواره سلولی قوی این اجازه را نمی دهد. پدیده پر شدن کل فضای داخلی سلول با محتویات سلولی نامیده می شود دپلاسمولیزغلظت نمک داخل سلولی باید در تهیه داروها به ویژه برای تجویز داخل وریدی در نظر گرفته شود، زیرا می تواند منجر به آسیب به سلول های خونی شود (برای این کار از نمک فیزیولوژیکی با غلظت 0.9٪ کلرید سدیم استفاده می شود). این در پرورش سلول ها و بافت ها و همچنین اندام های حیوانات و گیاهان اهمیت کمتری ندارد.

حمل و نقل فعالبا مصرف انرژی ATP از غلظت کمتر یک ماده به غلظت بالاتر انجام می شود. این کار با کمک پمپ های پروتئینی ویژه انجام می شود. پروتئین ها یون های K + ، Na + ، Ca 2 + و سایرین را از طریق غشاء پمپ می کنند که به انتقال مهم ترین مواد آلی و همچنین ظهور تکانه های عصبی و غیره کمک می کند.

اندوسیتوز- این یک فرآیند فعال جذب مواد توسط سلول است که در آن غشاء هجوم می آورد و سپس وزیکول های غشایی را تشکیل می دهد - فاگوزوم هاکه اجسام جذب شده در آن محصور شده اند. سپس لیزوزوم اولیه با فاگوزوم ترکیب می شود و تشکیل می شود لیزوزوم ثانویه،یا فاگولیزوزوم،یا واکوئل گوارشیمحتویات وزیکول توسط آنزیم های لیزوزوم شکافته می شود و محصولات برش توسط سلول جذب و جذب می شوند. بقایای هضم نشده توسط اگزوسیتوز از سلول خارج می شوند. دو نوع اصلی اندوسیتوز وجود دارد: فاگوسیتوز و پینوسیتوز.

فاگوسیتوز- این فرآیند جذب توسط سطح سلول و جذب ذرات جامد توسط سلول است، و پینوسیتوز- مایعات فاگوسیتوز عمدتا در سلول های حیوانی (حیوانات تک سلولی، لکوسیت های انسانی) رخ می دهد، تغذیه آنها و اغلب محافظت از بدن را فراهم می کند (شکل 2.28).

از طریق پینوسیتوز، جذب پروتئین ها، کمپلکس های آنتی ژن-آنتی بادی در فرآیند واکنش های ایمنی و غیره اتفاق می افتد، البته بسیاری از ویروس ها نیز از طریق پینوسیتوز یا فاگوسیتوز وارد سلول می شوند. در سلول های گیاهان و قارچ ها، فاگوسیتوز عملا غیرممکن است، زیرا آنها توسط غشای سلولی قوی احاطه شده اند.

اگزوسیتوزروند معکوس اندوسیتوز است. بنابراین، باقی مانده های غذای هضم نشده از واکوئل های گوارشی آزاد می شوند، مواد لازم برای زندگی سلول و ارگانیسم به عنوان یک کل حذف می شوند. به عنوان مثال، انتقال تکانه های عصبی به دلیل آزاد شدن واسطه های شیمیایی توسط نورونی که تکانه را ارسال می کند رخ می دهد - واسطه ها،و در سلول های گیاهی کربوهیدرات های کمکی غشای سلولی از این طریق آزاد می شوند.

دیواره های سلولی سلول های گیاهی، قارچ ها و باکتری ها. در خارج از غشاء، سلول می تواند یک چارچوب قوی ترشح کند - غشای سلولی،یا دیواره سلولی

در گیاهان، دیواره سلولی از سلولز،بسته بندی شده در بسته های 50-100 مولکولی. شکاف بین آنها با آب و سایر کربوهیدرات ها پر می شود. پوسته یک سلول گیاهی با کانال هایی نفوذ می کند - پلاسمودسمات(شکل 2.29)، که از طریق آن غشای شبکه آندوپلاسمی عبور می کند.

پلاسمودسمات مواد را بین سلول ها حمل می کند. با این حال، حمل و نقل مواد، مانند آب، می تواند در امتداد خود دیواره سلولی نیز رخ دهد. با گذشت زمان، مواد مختلفی از جمله تانن ها یا مواد مشابه چربی در غشای سلولی گیاهان تجمع می یابند که منجر به جرقه یا چوب پنبه شدن خود دیواره سلولی، جابجایی آب و مرگ محتویات سلولی می شود. بین دیواره‌های سلولی سلول‌های گیاهی همسایه، پدهای ژله‌مانند - صفحات وسطی وجود دارد که آنها را به هم می‌چسباند و بدن گیاه را به طور کلی سیمان می‌کند. آنها فقط در فرآیند رسیدن میوه و هنگام ریزش برگ ها از بین می روند.

دیواره های سلولی سلول های قارچی تشکیل می شود کیتین- کربوهیدرات حاوی نیتروژن آنها به اندازه کافی قوی هستند و اسکلت بیرونی سلول هستند، اما همچنان مانند گیاهان از فاگوسیتوز جلوگیری می کنند.

در باکتری ها، دیواره سلولی حاوی کربوهیدرات با قطعات پپتید است - مورین،با این حال، محتوای آن به طور قابل توجهی در گروه های مختلف باکتری متفاوت است. در خارج از دیواره سلولی، پلی ساکاریدهای دیگر نیز می توانند آزاد شوند و یک کپسول مخاطی تشکیل دهند که از باکتری ها در برابر تأثیرات خارجی محافظت می کند.

پوسته شکل سلول را تعیین می کند، به عنوان یک تکیه گاه مکانیکی عمل می کند، عملکرد محافظتی را انجام می دهد، خواص اسمزی سلول را فراهم می کند، کشش محتویات زنده را محدود می کند و از پارگی سلول جلوگیری می کند، که به دلیل هجوم سلول ها افزایش می یابد. اب. علاوه بر این، آب و مواد محلول در آن قبل از ورود به سیتوپلاسم یا برعکس، هنگام خروج از آن بر دیواره سلولی غلبه می کنند، در حالی که آب در امتداد دیواره های سلولی سریعتر از سیتوپلاسم منتقل می شود.