U što je uključena plazma membrana? poluintegralne membranske proteine

Debljina mu je 8-12 nm, pa ga je nemoguće pregledati svjetlosnim mikroskopom. Struktura membrane proučava se pomoću elektronskog mikroskopa.

Plazmatsku membranu tvore dva sloja lipida – lipidni sloj ili dvosloj. Svaka se molekula sastoji od hidrofilne glave i hidrofobnog repa, au biološkim membranama lipidi su smješteni glavom prema van, a repom prema unutra.

Brojne proteinske molekule uronjene su u bilipidni sloj. Neki od njih su na površini membrane (vanjskoj ili unutarnjoj), drugi prodiru kroz membranu.

Funkcije plazma membrane

Membrana štiti sadržaj stanice od oštećenja, održava oblik stanice, selektivno propušta potrebne tvari u stanicu i uklanja produkte metabolizma, a također osigurava komunikaciju između stanica.

Barijerna, granična funkcija membrane osigurava dvostruki sloj lipida. Ne dopušta širenje sadržaja stanice, miješanje s okolinom ili međustaničnom tekućinom te sprječava prodor opasnih tvari u stanicu.

Brojne najvažnije funkcije citoplazmatske membrane obavljaju se zahvaljujući proteinima koji su u njoj uronjeni. Uz pomoć receptorskih proteina, može uočiti različite iritacije na svojoj površini. Transportni proteini tvore najtanje kanale kroz koje kalij, kalcij i drugi ioni malog promjera prolaze u i iz stanice. Proteini - osiguravaju vitalne procese u sebi.

Velike čestice hrane koje ne mogu proći kroz tanke membranske kanale ulaze u stanicu fagocitozom ili pinocitozom. Zajednički naziv za ove procese je endocitoza.

Kako nastaje endocitoza – prodiranje velikih čestica hrane u stanicu

Čestica hrane dolazi u kontakt s vanjskom membranom stanice i na tom mjestu nastaje invaginacija. Zatim čestica okružena membranom ulazi u stanicu, nastaje probavna, a probavni enzimi prodiru u formiranu vezikulu.

Bijele krvne stanice koje mogu uhvatiti i probaviti strane bakterije nazivaju se fagociti.

U slučaju pinocitoze, invaginacija membrane ne hvata čvrste čestice, već kapljice tekućine s tvarima otopljenim u njoj. Ovaj mehanizam jedan je od glavnih putova prodiranja tvari u stanicu.

Biljne stanice koje su preko membrane prekrivene čvrstim slojem stanične stijenke nisu sposobne za fagocitozu.

Obrnuti proces od endocitoze je egzocitoza. Sintetizirane tvari (na primjer, hormoni) pakiraju se u membranske vezikule, približavaju se, ugrađuju se u nju, a sadržaj vezikule izbacuje se iz stanice. Tako se stanica također može riješiti nepotrebnih produkata metabolizma.

Univerzalna biološka membrana koju čini dvostruki sloj fosfolipidnih molekula ukupne debljine 6 mikrona. U tom su slučaju hidrofobni repovi fosfolipidnih molekula okrenuti prema unutra, jedni prema drugima, a polarne hidrofilne glave okrenute su prema van od membrane, prema vodi. Lipidi osiguravaju glavna fizikalno-kemijska svojstva membrana, posebno njihova fluidnost na tjelesnoj temperaturi. Proteini su ugrađeni u ovaj lipidni dvostruki sloj.

Podijeljeni su na sastavni(prožimaju cijeli lipidni dvosloj), poluintegralni(prodiru do polovice lipidnog dvosloja), ili površinski (nalaze se na unutarnjoj ili vanjskoj površini lipidnog dvosloja).

Pritom su proteinske molekule smještene u lipidnom dvosloju mozaično i mogu "plivati" u "lipidnom moru" poput santi leda, zahvaljujući fluidnosti membrana. Ovi proteini prema svojoj funkciji mogu biti strukturalni(održavaju određenu strukturu membrane), receptor(za stvaranje receptora za biološki aktivne tvari), prijevoz(ostvaruju transport tvari kroz membranu) i enzimski(kataliziraju određene kemijske reakcije). Ovo je trenutno najprepoznatljivije model fluidnog mozaika Biološku membranu predložili su 1972. Singer i Nikolson.

Membrane imaju funkciju razgraničenja u stanici. Oni dijele stanicu na odjeljke, odjeljke u kojima se procesi i kemijske reakcije mogu odvijati neovisno jedni o drugima. Na primjer, agresivni hidrolitički enzimi lizosoma, koji su sposobni razgraditi većinu organskih molekula, odvojeni su od ostatka citoplazme membranom. U slučaju njegovog uništenja dolazi do samoprobave i stanične smrti.

Imajući zajednički strukturni plan, različite biološke stanične membrane razlikuju se po svom kemijskom sastavu, organizaciji i svojstvima, ovisno o funkcijama struktura koje tvore.

Plazma membrana, struktura, funkcije.

Citolema je biološka membrana koja okružuje stanicu izvana. Ovo je najdeblja (10 nm) i složeno organizirana stanična membrana. Temelji se na univerzalnoj biološkoj membrani, prekrivenoj izvana glikokaliks, a iznutra, sa strane citoplazme, submembranski sloj(Slika 2-1B). Glikokaliks(3-4 nm debljine) predstavljena je vanjskim, ugljikohidratnim dijelovima složenih proteina - glikoproteina i glikolipida koji čine membranu. Ti lanci ugljikohidrata igraju ulogu receptora koji osiguravaju da stanica prepoznaje susjedne stanice i međustaničnu tvar te s njima stupa u interakciju. Ovaj sloj također uključuje površinske i polu-integralne proteine, čija se funkcionalna mjesta nalaze u supramembranskoj zoni (na primjer, imunoglobulini). Glikokaliks sadrži receptore histokompatibilnosti, receptore za mnoge hormone i neurotransmitere.

Podmembrana, kortikalni sloj tvore ga mikrotubuli, mikrofibrili i kontraktilni mikrofilamenti, koji su dio citoskeleta stanice. Podmembranski sloj održava oblik stanice, stvara njezinu elastičnost i omogućuje promjene na površini stanice. Zbog toga stanica sudjeluje u endo- i egzocitozi, sekreciji i kretanju.

Cytolemma ispunjava Mnogo funkcije:

1) razgraničenje (citolema odvaja, odvaja stanicu od okoline i osigurava njezinu vezu s vanjskim okolišem);

2) prepoznavanje od strane ove stanice drugih stanica i vezivanje za njih;

3) prepoznavanje međustanične tvari od strane stanice i vezanje na njegove elemente (vlakna, bazalna membrana);

4) transport tvari i čestica u i iz citoplazme;

5) interakcija sa signalnim molekulama (hormoni, medijatori, citokini) zbog prisutnosti specifičnih receptora za njih na svojoj površini;

1. osigurava kretanje stanica (stvaranje pseudopodija) zbog veze citoleme s kontraktilnim elementima citoskeleta.

Citolema sadrži brojne receptore, kroz koje biološki aktivne tvari ( ligandi, signalne molekule, prvi glasnici: hormoni, medijatori, faktori rasta) djeluju na stanicu. Receptori su genetski determinirani makromolekularni senzori (proteini, gliko- i lipoproteini) ugrađeni u citolemu ili smješteni unutar stanice i specijalizirani za percepciju specifičnih signala kemijske ili fizičke prirode. Biološki aktivne tvari u interakciji s receptorom izazivaju kaskadu biokemijskih promjena u stanici, pri čemu se pretvaraju u specifičan fiziološki odgovor (promjenu funkcije stanice).

Svi receptori imaju zajednički strukturni plan i sastoje se od tri dijela: 1) nadmembrane, koja je u interakciji s tvari (ligand); 2) intramembranski, koji obavlja prijenos signala i 3) unutarstanični, uronjen u citoplazmu.

Vrste međustaničnih kontakata.

Citolema je također uključena u stvaranje posebnih struktura - međustanične veze, kontakti, koji osiguravaju blisku interakciju između susjednih stanica. razlikovati jednostavan i kompleks međustanične veze. NA jednostavan Na međustaničnim spojevima, citoleme stanica se međusobno približavaju na udaljenost od 15-20 nm, a molekule njihovog glikokaliksa međusobno djeluju (slika 2-3). Ponekad izbočina citoleme jedne stanice ulazi u udubljenje susjedne stanice, tvoreći nazubljene i prstaste veze (spojevi "kao brava").

Kompleks Postoji nekoliko vrsta međustaničnih veza: zaključavanje, pričvršćivanje i komunikacija(Slika 2-3). Do zaključavanje spojevi uključuju tijesan kontakt ili zona blokiranja. Istodobno, integralni proteini glikokaliksa susjednih stanica tvore svojevrsnu mrežastu mrežu duž perimetra susjednih epitelnih stanica u njihovim apikalnim dijelovima. Zbog toga su međustanične praznine zatvorene, odvojene od vanjskog okruženja (Sl. 2-3).

Riža. 2-3. Razne vrste međustaničnih veza.

1. Jednostavno spajanje.
2. Čvrsta veza.
3. Ljepljiva traka.
4. Desmosom.
5. Hemidesmosom.
6. Prorezna (komunikacijska) veza.
7. Mikrovili.

(Prema Yu. I. Afanasiev, N. A. Yurina).

Do povezivanje, spojevi za sidrenje uključuju ljepilo pojas i dezmosomi. Ljepljiva traka smještene oko apikalnih dijelova stanica jednoslojnog epitela. U ovoj zoni, integralni glikokaliksni glikoproteini susjednih stanica međusobno djeluju, a submembranski proteini, uključujući snopove aktinskih mikrofilamenata, pristupaju im iz citoplazme. Dezmosomi (adhezivne mrlje)– uparene strukture veličine oko 0,5 µm. U njima, glikoproteini citoleme susjednih stanica blisko djeluju, a sa strane stanica u tim područjima, snopovi intermedijarnih filamenata staničnog citoskeleta utkani su u citolemu (slika 2-3).

Do komunikacijske veze uputiti rascjepne spojeve (neksuse) i sinapse. Nexusi imaju veličinu od 0,5-3 mikrona. U njima se citoleme susjednih stanica skupljaju do 2-3 nm i imaju brojne ionske kanale. Kroz njih, ioni mogu prijeći iz jedne stanice u drugu, prenoseći uzbuđenje, na primjer, između stanica miokarda. sinapse karakteristični za živčano tkivo i nalaze se između živčanih stanica, kao i između živčanih i efektorskih stanica (mišićnih, žljezdanih). Imaju sinaptičku pukotinu, gdje se pri prolasku živčanog impulsa iz presinaptičkog dijela sinapse oslobađa neurotransmiter koji prenosi živčani impuls drugoj stanici (detaljnije u poglavlju „Živčano tkivo“).

plazma membrana , ili plazmalema,- najtrajnija, osnovna, univerzalna membrana za sve stanice. To je najtanji (oko 10 nm) film koji pokriva cijelu stanicu. Plazmalema se sastoji od molekula proteina i fosfolipida (slika 1.6).

Molekule fosfolipida raspoređene su u dva reda - hidrofobni krajevi prema unutra, hidrofilne glave prema unutarnjem i vanjskom vodenom okolišu. Ponegdje je dvosloj (dvostruki sloj) fosfolipida prožet proteinskim molekulama (integralni proteini). Unutar takvih proteinskih molekula postoje kanali - pore kroz koje prolaze tvari topive u vodi. Ostale proteinske molekule prožimaju polovicu lipidnog dvosloja s jedne ili s druge strane (poluintegralni proteini). Na površini membrana eukariotskih stanica nalaze se periferni proteini. Molekule lipida i proteina drže se zajedno hidrofilno-hidrofobnim interakcijama.

Svojstva i funkcije membrana. Sve su stanične membrane pokretne fluidne strukture, budući da molekule lipida i proteina nisu povezane kovalentnim vezama i mogu se prilično brzo kretati u ravnini membrane. Zbog toga membrane mogu mijenjati svoju konfiguraciju, tj. imaju fluidnost.

Membrane su vrlo dinamične strukture. Brzo se oporavljaju od oštećenja, a također se rastežu i skupljaju pokretima stanica.

Membrane različitih vrsta stanica značajno se razlikuju i po kemijskom sastavu i po relativnom sadržaju proteina, glikoproteina i lipida u njima, a posljedično i po prirodi receptora prisutnih u njima. Svaki tip stanice stoga karakterizira individualnost koja je uglavnom određena glikoproteini. Uključeni su glikoproteini razgranatog lanca koji strše iz stanične membrane prepoznavanje faktora vanjskom okruženju, kao i u međusobnom prepoznavanju srodnih stanica. Na primjer, jajna stanica i spermija međusobno se prepoznaju pomoću glikoproteina na površini stanice koji se međusobno uklapaju kao zasebni elementi cijele strukture. Takvo međusobno prepoznavanje nužna je faza koja prethodi oplodnji.

Sličan fenomen se opaža u procesu diferencijacije tkiva. U ovom slučaju, stanice slične strukture uz pomoć prepoznavanja dijelova plazmaleme ispravno se usmjeravaju jedna prema drugoj, čime se osigurava njihova adhezija i stvaranje tkiva. Povezano s prepoznavanjem prometna regulacija molekula i iona kroz membranu, kao i imunološki odgovor u kojem glikoproteini imaju ulogu antigena. Šećeri stoga mogu funkcionirati kao informacijske molekule (slično proteinima i nukleinskim kiselinama). Membrane također sadrže specifične receptore, prijenosnike elektrona, pretvarače energije, enzimske proteine. Proteini sudjeluju u osiguravanju transporta određenih molekula u stanicu ili iz nje, provode strukturnu vezu citoskeleta sa staničnim membranama ili služe kao receptori za primanje i pretvaranje kemijskih signala iz okoline.

Najvažnije svojstvo membrane je također selektivna propusnost. To znači da molekule i ioni kroz nju prolaze različitim brzinama, a što su molekule veće, njihov prolaz kroz membranu je sporiji. Ovo svojstvo definira plazma membranu kao osmotska barijera. Voda i u njoj otopljeni plinovi imaju najveću moć prodiranja; ioni mnogo sporije prolaze kroz membranu. Difuzija vode kroz membranu naziva se osmoza.

Postoji nekoliko mehanizama za prijenos tvari kroz membranu.

Difuzija- prodiranje tvari kroz membranu po koncentracijskom gradijentu (od područja gdje im je koncentracija veća prema području gdje im je koncentracija niža). Difuzni transport tvari (voda, ioni) provodi se uz sudjelovanje membranskih proteina, koji imaju molekularne pore, ili uz sudjelovanje lipidne faze (za tvari topljive u mastima).

Uz olakšanu difuziju posebni membranski proteini nosači se selektivno vežu na jedan ili drugi ion ili molekulu i prenose ih kroz membranu duž koncentracijskog gradijenta.

aktivni transport povezan je s troškovima energije i služi za prijenos tvari protiv njihovog koncentracijskog gradijenta. On provode posebni proteini nosači, koji tvore tzv ionske pumpe. Najviše je proučavana Na - / K - pumpa u životinjskim stanicama, koja aktivno ispumpava Na + ione, dok apsorbira K - ione. Zbog toga se u stanici održava velika koncentracija K - i niža Na + u usporedbi s okolinom. Ovaj proces troši energiju ATP-a.

Kao rezultat aktivnog transporta uz pomoć membranske pumpe, u stanici se regulira i koncentracija Mg 2- i Ca 2+.

U procesu aktivnog transporta iona u stanicu, različiti šećeri, nukleotidi i aminokiseline prodiru kroz citoplazmatsku membranu.

Makromolekule proteina, nukleinskih kiselina, polisaharida, lipoproteinskih kompleksa itd. ne prolaze kroz stanične membrane, za razliku od iona i monomera. Prijenos makromolekula, njihovih kompleksa i čestica u stanicu odvija se na potpuno drugačiji način - endocitozom. Na endocitoza (endo...- iznutra) određeni dio plazmaleme hvata i, takoreći, obavija izvanstanični materijal, zatvarajući ga u membransku vakuolu koja je nastala kao rezultat invaginacije membrane. Potom se takva vakuola povezuje s lizosomom, čiji enzimi razgrađuju makromolekule do monomera.

Obrnuti proces od endocitoze je egzocitoza (egzo...- izvana). Zahvaljujući njemu, stanica uklanja unutarstanične proizvode ili neprobavljene ostatke zatvorene u vakuolama ili pu-

mjehurići. Vezikula se približava citoplazmatskoj membrani, stapa se s njom i njen sadržaj izlazi u okolinu. Kako se izlučuju probavni enzimi, hormoni, hemiceluloza itd.

Dakle, biološke membrane, kao glavni strukturni elementi stanice, ne služe samo kao fizičke granice, već i kao dinamičke funkcionalne površine. Na membranama organela odvijaju se brojni biokemijski procesi kao što su aktivna apsorpcija tvari, pretvorba energije, sinteza ATP-a itd.

Funkcije bioloških membrana sljedeće:

Oni odvajaju sadržaj stanice od vanjske sredine i sadržaj organela od citoplazme.

Oni osiguravaju transport tvari u i iz stanice, iz citoplazme u organele i obrnuto.

Imaju ulogu receptora (primaju i pretvaraju signale iz okoline, prepoznavanje staničnih tvari itd.).

Oni su katalizatori (omogućuju membranske kemijske procese).

Sudjelujte u transformaciji energije.

Stanična membrana, također nazvana plazmalema, citolema ili plazma membrana, je molekularna struktura koja je elastične prirode i sastoji se od različitih proteina i lipida. Odvaja sadržaj bilo koje stanice od vanjskog okoliša, čime regulira njegova zaštitna svojstva, a također osigurava razmjenu između vanjskog okoliša i izravno unutarnjeg sadržaja stanice.

Plazmalema je septum koji se nalazi unutar, neposredno iza ljuske. Dijeli stanicu na određene odjeljke, koji su usmjereni na odjeljke ili organele. Sadrže posebne uvjete okoliša. Stanična stijenka potpuno prekriva cijelu staničnu membranu. Izgleda kao dvostruki sloj molekula.

Osnovne informacije

Sastav plazmaleme su fosfolipidi ili, kako se još nazivaju, složeni lipidi. Fosfolipidi imaju nekoliko dijelova: rep i glavu. Stručnjaci nazivaju hidrofobne i hidrofilne dijelove: ovisno o građi životinjske ili biljne stanice. Dijelovi, koji se nazivaju glava, okrenuti su prema unutrašnjosti ćelije, a repovi prema van. Plazmalemi su strukturno nepromjenjivi i vrlo slični u različitim organizmima; najčešći izuzetak mogu biti arheje, kod kojih se pregrade sastoje od raznih alkohola i glicerola.

Debljina plazmaleme približno 10 nm.

Postoje pregrade koje su s vanjske ili vanjske strane dijela uz membranu – nazivaju se površinske. Neke vrste proteina mogu biti svojevrsne kontaktne točke za staničnu membranu i ljusku. Unutar stanice nalazi se citoskelet i vanjska stijenka. Određene vrste integralnih proteina mogu se koristiti kao kanali u receptorima za transport iona (paralelno sa živčanim završecima).

Ako koristite elektronski mikroskop, možete dobiti podatke na temelju kojih možete izgraditi dijagram strukture svih dijelova stanice, kao i glavnih komponenti i membrana. Gornji aparat će se sastojati od tri podsustava:

• složena nadmembranska inkluzija;
• mišićno-koštani aparat citoplazme, koji će imati submembranski dio.

Ovaj aparat se može pripisati citoskeletu stanice. Citoplazma s organelama i jezgrom naziva se nuklearni aparat. Ispod stanične membrane nalazi se citoplazmatska ili drugim riječima plazma stanična membrana.

Riječ "membrana" dolazi od latinske riječi membrum, što se može prevesti kao "koža" ili "ljuska". Termin je predložen prije više od 200 godina i češće se nazivao rubovima stanice, ali u razdoblju kada je počela uporaba različite elektroničke opreme, utvrđeno je da plazma citoleme čine mnogo različitih elemenata membrane.

Elementi su najčešće strukturni, kao što su:

• mitohondriji;
• lizosomi;
• plastidi;
• pregrade.

Jednu od prvih hipoteza o molekularnom sastavu plazmaleme iznio je 1940. godine znanstveni institut u Velikoj Britaniji. Već 1960. godine William Roberts svijetu je predložio hipotezu "O elementarnoj membrani". Pretpostavila je da se sve plazma membrane stanice sastoje od određenih dijelova, dapače, formirane su prema općem principu za sva kraljevstva organizama.

Početkom sedamdesetih godina XX. stoljeća otkriveno je mnogo podataka na temelju kojih su 1972. australski znanstvenici predložili novi mozaično-tekući model stanične strukture.

Građa plazma membrane

Model iz 1972. univerzalno je poznat do danas. To jest, u modernoj znanosti, razni znanstvenici koji rade sa školjkom oslanjaju se na teorijski rad "Struktura biološke membrane modela tekućine-mozaika".

Proteinske molekule povezane su s lipidnim dvoslojem i potpuno prožimaju cijelu membranu – integralni proteini (jedan od uobičajenih naziva je transmembranski proteini).

Ljuska u sastavu ima različite komponente ugljikohidrata koje će izgledati kao polisaharid ili saharidni lanac. Lanac će pak biti povezan lipidima i proteinima. Lanci povezani proteinskim molekulama nazivaju se glikoproteini, a lipidne molekule glikozidi. Ugljikohidrati se nalaze na vanjskoj strani membrane i djeluju kao receptori u životinjskim stanicama.

Glikoproteini - su kompleks supra-membranskih funkcija. Naziva se i glikokaliks (od grčkih riječi glik i kalyx, što znači "slatko" i "čaša"). Kompleks potiče staničnu adheziju.

Funkcije plazma membrane

Prepreka

Pomaže u odvajanju unutarnjih komponenti stanične mase od onih tvari koje su izvana. Štiti tijelo od ulaska raznih tvari koje će mu biti strane i pomaže u održavanju unutarstanične ravnoteže.

Prijevoz

Stanica ima vlastiti "pasivni transport" i koristi ga za smanjenje potrošnje energije. Transportna funkcija djeluje u sljedećim procesima:

• endocitoza;
• egzocitoza;
• metabolizam natrija i kalija.

Na vanjskoj strani membrane nalazi se receptor na čijem mjestu dolazi do miješanja hormona i raznih regulatornih molekula.

Pasivni transport Proces u kojem tvar prolazi kroz membranu bez utroška energije. Drugim riječima, tvar se isporučuje iz područja stanice s visokom koncentracijom na stranu gdje će koncentracija biti niža.

Postoje dvije vrste:

• jednostavna difuzija- svojstvena malim neutralnim molekulama H2O, CO2 i O2 i nekim hidrofobnim organskim tvarima niske molekularne težine i, sukladno tome, bez problema prolaze kroz membranske fosfolipide. Te molekule mogu prodrijeti kroz membranu sve dok koncentracijski gradijent ne postane stabilan i nepromijenjen.
• Olakšana difuzija- karakteristika raznih molekula hidrofilnog tipa. Oni također mogu proći kroz membranu prateći koncentracijski gradijent. Međutim, proces će se odvijati uz pomoć različitih proteina koji će formirati specifične kanale ionskih spojeva u membrani.

aktivni transport- ovo je kretanje različitih komponenti kroz stijenku membrane za razliku od gradijenta. Takav prijenos zahtijeva značajan utrošak energetskih resursa u stanici. Najčešće je aktivni promet glavni izvor potrošnje energije.

Postoji nekoliko varijanti aktivni transport uz sudjelovanje proteina nosača:

• Natrij-kalijeva pumpa. Dobivanje potrebnih minerala i elemenata u tragovima od strane stanice.
• Endocitoza- proces u kojem stanica hvata čvrste čestice (fagocitoza) ili razne kapljice bilo koje tekućine (pinocitoza).
• Egzocitoza- proces kojim se određene čestice oslobađaju iz stanice u vanjski okoliš. Proces je protuteža endocitozi.

Pojam "endocitoza" dolazi od grčkih riječi "enda" (iznutra) i "ketosis" (čaša, spremnik). Proces karakterizira hvatanje vanjskog sastava od strane stanice i provodi se tijekom proizvodnje membranskih vezikula. Ovaj izraz predložio je 1965. godine belgijski profesor citologije Christian Bales, koji je proučavao apsorpciju različitih tvari od strane stanica sisavaca, kao i fagocitozu i pinocitozu.

Fagocitoza

Nastaje kada stanica uhvati određene čvrste čestice ili žive stanice. A pinocitoza je proces u kojem stanica hvata kapljice tekućine. Fagocitoza (od grčkih riječi "žderač" i "spremnik") je proces kojim se hvataju i konzumiraju vrlo mali objekti divljih životinja, kao i čvrsti dijelovi raznih jednostaničnih organizama.

Otkriće procesa pripada fiziologu iz Rusije - Vjačeslavu Ivanoviču Mečnikovu, koji je izravno odredio proces, dok je provodio razne testove s morskim zvijezdama i sićušnim dafnijama.

Prehrana jednostaničnih heterotrofnih organizama temelji se na njihovoj sposobnosti probave i hvatanja različitih čestica.

Mečnikov je opisao algoritam za apsorpciju bakterija od strane amebe i opći princip fagocitoze:

• adhezija - prianjanje bakterija na staničnu membranu;
• apsorpcija;
• stvaranje vezikule s bakterijskom stanicom;
• bubbling of the bubble.

Na temelju toga, proces fagocitoze sastoji se od sljedećih faza:

1. Apsorbirana čestica je pričvršćena na membranu.
2. Okružujući apsorbiranu česticu membranom.
3. Stvaranje membranskog vezikula (fagosoma).
4. Odvajanje membranske vezikule (fagosoma) u unutrašnjost stanice.
5. Povezanost fagosoma i lizosoma (probava), kao i unutarnje kretanje čestica.

Može se promatrati potpuna ili djelomična probava.

U slučaju djelomične probave najčešće nastaje rezidualno tjelešce koje ostaje neko vrijeme unutar stanice. Oni ostaci koji se ne mogu probaviti povlače se (evakuiraju) iz stanice egzocitozom. Tijekom evolucije ova se funkcija fagocitne sklonosti postupno odvojila i preselila iz različitih jednostaničnih stanica u specijalizirane stanice (kao što su probavne kod koelenterata i spužvi), a zatim u posebne stanice kod sisavaca i ljudi.

Limfociti i leukociti u krvi predisponirani su za fagocitozu. Sam proces fagocitoze zahtijeva veliki utrošak energije i izravno je povezan s aktivnošću vanjske stanične membrane i lizosoma koji sadrže probavne enzime.

pinocitoza

Pinocitoza je hvatanje tekućine na površini stanice u kojoj se nalaze različite tvari. Otkriće fenomena pinocitoze pripada znanstveniku Fitzgeraldu Lewisu. Ovaj događaj zbio se 1932. godine.

Pinocitoza je jedan od glavnih mehanizama kojim makromolekularni spojevi ulaze u stanicu, na primjer, različiti glikoproteini ili topljivi proteini. Pinocitotička aktivnost je pak nemoguća bez fiziološkog stanja stanice i ovisi o njezinom sastavu i sastavu okoliša. Najaktivniju pinocitozu možemo uočiti kod amebe.

Kod ljudi se pinocitoza opaža u crijevnim stanicama, u krvnim žilama, bubrežnim tubulima, a također i u rastućim oocitima. Kako bi se dočarao proces pinocitoze, koji će se odvijati uz pomoć ljudskih leukocita, može se napraviti izbočina plazma membrane. U tom će slučaju dijelovi biti isprepletani i razdvojeni. Proces pinocitoze zahtijeva utrošak energije.

Koraci u procesu pinocitoze:

1. Na vanjskoj staničnoj plazmalemi pojavljuju se tanke izrasline koje okružuju kapljice tekućine.
2. Ovaj dio vanjske ljuske postaje tanji.
3. Stvaranje membranozne vezikule.
4. Zid probija (ne uspijeva).
5. Vezikula putuje u citoplazmi i može se stopiti s raznim vezikulama i organelama.

Egzocitoza

Pojam dolazi od grčkih riječi "exo" - vanjski, vanjski i "cytosis" - posuda, zdjela. Proces se sastoji u otpuštanju određenih čestica od strane staničnog dijela u vanjski okoliš. Proces egzocitoze je suprotan od pinocitoze.

U procesu ekocitoze, mjehurići unutarstanične tekućine napuštaju stanicu i prelaze na vanjsku membranu stanice. Sadržaj unutar vezikula može se osloboditi prema van, a stanična membrana se spaja s ljuskom vezikula. Stoga će se većina makromolekularnih spojeva pojaviti na ovaj način.

Egzocitoza obavlja niz zadataka:

• isporuka molekula na vanjsku staničnu membranu;
• transport kroz stanicu tvari koje će biti potrebne za rast i povećanje površine membrane, na primjer, određenih proteina ili fosfolipida;
• oslobađanje ili spajanje raznih dijelova;
• izlučivanje štetnih i otrovnih proizvoda koji se pojavljuju tijekom metabolizma, na primjer, klorovodične kiseline koju izlučuju stanice želučane sluznice;
• transport pepsinogena, kao i signalnih molekula, hormona ili neurotransmitera.

Specifične funkcije bioloških membrana:

• stvaranje impulsa koji se javlja na razini živaca, unutar membrane neurona;
• sinteza polipeptida, kao i lipida i ugljikohidrata grube i glatke mreže endoplazmatskog retikuluma;
• promjena svjetlosne energije i njezino pretvaranje u kemijsku energiju.

Video

Iz našeg videa saznat ćete puno zanimljivih i korisnih stvari o strukturi stanice.

Niste dobili odgovor na svoje pitanje? Predložite temu autorima.

Biološke membrane čine osnovu strukturne organizacije stanice. Plazmatska membrana (plasmalemma) je membrana koja okružuje citoplazmu žive stanice. Membrane se sastoje od lipida i proteina. Lipidi (uglavnom fosfolipidi) tvore dvostruki sloj u kojem su hidrofobni "repovi" molekula okrenuti unutar membrane, a hidrofilni repovi - prema njezinim površinama. Proteinske molekule mogu se nalaziti na vanjskoj i unutarnjoj površini membrane, mogu biti djelomično uronjene u lipidni sloj ili prodrijeti kroz njega. Većina proteina uronjene membrane su enzimi. Ovo je fluidno-mozaični model strukture plazma membrane. Molekule proteina i lipida su pokretne, što osigurava dinamičnost membrane. Membrane također sadrže ugljikohidrate u obliku glikolipida i glikoproteina (glikokaliksa) koji se nalaze na vanjskoj površini membrane. Skup bjelančevina i ugljikohidrata na površini membrane svake stanice je specifičan i svojevrstan je pokazatelj tipa stanice.

Funkcije membrane:

1. Dijeljenje. Sastoji se od stvaranja barijere između unutarnjeg sadržaja stanice i vanjskog okruženja.
2. Osiguravanje razmjene tvari između citoplazme i vanjskog okoliša. Voda, ioni, anorganske i organske molekule ulaze u stanicu (transportna funkcija). Produkti nastali u stanici (sekretorna funkcija) izlučuju se u vanjski okoliš.
3. Prijevoz. Prijenos kroz membranu može se odvijati na različite načine. Pasivni transport se odvija bez utroška energije, jednostavnom difuzijom, osmozom ili olakšanom difuzijom uz pomoć proteina nosača. Aktivni transport odvija se putem proteina nosača i zahtijeva unos energije (npr. natrij-kalijeva pumpa). materijal sa stranice

Velike molekule biopolimera ulaze u stanicu kao rezultat endocitoze. Dijeli se na fagocitozu i pinocitozu. Fagocitoza je hvatanje i apsorpcija velikih čestica od strane stanice. Fenomen je prvi opisao I.I. Mečnikov. Najprije se tvari zalijepe za plazma membranu, za specifične receptorske proteine, zatim se membrana spusti, stvarajući udubljenje.

Formira se probavna vakuola. Probavlja tvari koje su ušle u stanicu. Kod ljudi i životinja leukociti su sposobni za fagocitozu. Leukociti gutaju bakterije i druge čvrste čestice.

Pinocitoza je proces hvatanja i upijanja kapljica tekućine s tvarima otopljenim u njoj. Tvari se lijepe na membranske proteine ​​(receptore), a kap otopine je okružena membranom, tvoreći vakuolu. Pinocitoza i fagocitoza nastaju uz utrošak ATP energije.

1. Sekretorni. Izlučivanje - otpuštanje tvari sintetiziranih u stanici u vanjsko okruženje od strane stanice. Hormoni, polisaharidi, proteini, masne kapljice zatvoreni su u vezikule vezane membranom i približavaju se plazmalemi. Membrane se spajaju, a sadržaj vezikule se oslobađa u okolinu koja okružuje stanicu.
2. Povezivanje stanica u tkivu (zbog presavijenih izraslina).
3. Receptor. U membranama se nalazi velik broj receptora – posebnih proteina, čija je uloga prijenos signala izvana u unutrašnjost stanice.

Niste pronašli ono što ste tražili? Koristite pretraživanje

Na ovoj stranici materijal o temama:

• struktura i funkcija plazma membrane
• struktura i funkcija plazma membrane
• struktura plazma membrane i kratko funkcionira
• plazma membrana kratko
• struktura stanične membrane i kratko funkcioniranje