W co jest zaangażowana błona plazmatyczna? półintegralne białka błonowe

Ma grubość 8-12 nm, więc nie można go zbadać pod mikroskopem świetlnym. Strukturę membrany bada się za pomocą mikroskopu elektronowego.

Błona plazmatyczna jest utworzona przez dwie warstwy lipidów - warstwę lipidową lub dwuwarstwę. Każda cząsteczka składa się z hydrofilowej głowy i hydrofobowego ogona, aw błonach biologicznych lipidy znajdują się z głowami na zewnątrz, ogonami do wewnątrz.

Liczne cząsteczki białek są zanurzone w warstwie bilipidowej. Niektóre z nich znajdują się na powierzchni membrany (zewnętrznej lub wewnętrznej), inne penetrują membranę.

Funkcje błony plazmatycznej

Błona chroni zawartość komórki przed uszkodzeniem, utrzymuje kształt komórki, selektywnie wprowadza niezbędne substancje do wnętrza komórki i usuwa produkty przemiany materii, a także zapewnia komunikację między komórkami.

Barierowa, ograniczająca funkcja błony zapewnia podwójną warstwę lipidów. Nie dopuszcza do rozprzestrzeniania się zawartości komórki, mieszania się z otoczeniem lub płynem międzykomórkowym oraz zapobiega przenikaniu niebezpiecznych substancji do wnętrza komórki.

Szereg najważniejszych funkcji błony cytoplazmatycznej jest realizowanych dzięki zanurzonym w niej białkom. Za pomocą białek receptorowych może dostrzegać różne podrażnienia na swojej powierzchni. Białka transportowe tworzą najcieńsze kanały, przez które potas, wapń i inne jony o małej średnicy przechodzą do iz komórki. Białka - same w sobie zapewniają procesy życiowe.

Duże cząstki pokarmu, które nie są w stanie przejść przez cienkie kanały błonowe, dostają się do komórki na drodze fagocytozy lub pinocytozy. Wspólna nazwa tych procesów to endocytoza.

Jak zachodzi endocytoza - przenikanie dużych cząstek pokarmu do komórki

Cząsteczka pokarmu styka się z zewnętrzną błoną komórki iw tym miejscu tworzy się wgłobienie. Następnie cząsteczka otoczona błoną wchodzi do komórki, powstaje cząsteczka trawienna, a enzymy trawienne wnikają do utworzonego pęcherzyka.

Białe krwinki, które mogą wychwytywać i trawić obce bakterie, nazywane są fagocytami.

W przypadku pinocytozy wgłobienie błony nie wychwytuje cząstek stałych, ale kropelki cieczy z rozpuszczonymi w niej substancjami. Mechanizm ten jest jedną z głównych dróg przenikania substancji do wnętrza komórki.

Komórki roślinne pokryte nad błoną stałą warstwą ściany komórkowej nie są zdolne do fagocytozy.

Odwrotnym procesem endocytozy jest egzocytoza. Zsyntetyzowane substancje (na przykład hormony) są pakowane w pęcherzyki błonowe, zbliżają się, są w nim osadzone, a zawartość pęcherzyka jest wyrzucana z komórki. W ten sposób komórka może również pozbyć się zbędnych produktów przemiany materii.

Uniwersalna błona biologiczna utworzony przez podwójną warstwę cząsteczek fosfolipidów o łącznej grubości 6 mikronów. W tym przypadku hydrofobowe ogony cząsteczek fosfolipidów są skierowane do wewnątrz, ku sobie, a polarne głowy hydrofilowe są skierowane na zewnątrz błony, w kierunku wody. Lipidy zapewniają główne właściwości fizykochemiczne błon, w szczególności ich płynność w temperaturze ciała. Białka są osadzone w tej podwójnej warstwie lipidowej.

Dzielą się na całka(przenikają całą dwuwarstwę lipidową), półintegralne(penetrują do połowy dwuwarstwy lipidowej) lub powierzchniowe (znajdują się na wewnętrznej lub zewnętrznej powierzchni dwuwarstwy lipidowej).

Jednocześnie cząsteczki białek są rozmieszczone w dwuwarstwie lipidowej mozaikowo i mogą „pływać” w „morzu lipidowym” jak góry lodowe, dzięki płynności błon. Zgodnie z ich funkcją białka te mogą być strukturalny(zachowują określoną strukturę błony), chwytnik(do tworzenia receptorów dla substancji biologicznie czynnych), transport(wykonują transport substancji przez membranę) i enzymatyczny(katalizują niektóre reakcje chemiczne). Jest to obecnie najbardziej rozpoznawalne Płynny model mozaiki Błona biologiczna została zaproponowana w 1972 roku przez Singera i Nikolsona.

Błony pełnią funkcję ograniczającą w komórce. Dzielą komórkę na przedziały, przedziały, w których procesy i reakcje chemiczne mogą przebiegać niezależnie od siebie. Na przykład agresywne enzymy hydrolityczne lizosomów, zdolne do rozkładania większości cząsteczek organicznych, są oddzielone od reszty cytoplazmy błoną. W przypadku jej zniszczenia następuje samotrawienie i śmierć komórki.

Mając wspólny plan strukturalny, różne biologiczne błony komórkowe różnią się składem chemicznym, organizacją i właściwościami, w zależności od funkcji tworzonych przez nie struktur.

Błona plazmatyczna, budowa, funkcje.

Cytolemma to biologiczna błona otaczająca zewnętrzną część komórki. Jest to najgrubsza (10 nm) i kompleksowo zorganizowana błona komórkowa. Opiera się na uniwersalnej błonie biologicznej, pokrytej na zewnątrz glikokaliks i od wewnątrz, od strony cytoplazmy, warstwa podbłonowa(Rys. 2-1B). glikokaliks(o grubości 3-4 nm) jest reprezentowany przez zewnętrzne, węglowodanowe sekcje złożonych białek - glikoprotein i glikolipidów, które tworzą błonę. Te łańcuchy węglowodanowe pełnią rolę receptorów, dzięki którym komórka rozpoznaje sąsiednie komórki i substancję międzykomórkową i wchodzi z nimi w interakcję. Warstwa ta obejmuje również białka powierzchniowe i półintegralne, których miejsca funkcjonalne znajdują się w strefie nadbłonowej (na przykład immunoglobuliny). Glikokaliks zawiera receptory zgodności tkankowej, receptory dla wielu hormonów i neuroprzekaźników.

Podbłonowa, warstwa korowa utworzone przez mikrotubule, mikrofibryle i kurczliwe mikrofilamenty, które są częścią cytoszkieletu komórki. Warstwa podbłonowa utrzymuje kształt komórki, tworzy jej elastyczność i zapewnia zmiany na powierzchni komórki. Dzięki temu komórka uczestniczy w endo- i egzocytozie, sekrecji i ruchu.

Cytolemma się spełnia wiele Funkcje:

1) delimitujący (cytolemma oddziela, oddziela komórkę od środowiska i zapewnia jej połączenie ze środowiskiem zewnętrznym);

2) rozpoznanie przez tę komórkę innych komórek i przyłączenie się do nich;

3) rozpoznawanie przez komórkę substancji międzykomórkowej i przyczepianie się do jej elementów (włókna, błona podstawna);

4) transport substancji i cząstek do iz cytoplazmy;

5) oddziaływanie z cząsteczkami sygnałowymi (hormonami, mediatorami, cytokinami) dzięki obecności na ich powierzchni swoistych dla nich receptorów;

1. zapewnia ruch komórek (tworzenie pseudopodiów) dzięki połączeniu cytolemmy z elementami kurczliwymi cytoszkieletu.

Cytolemma zawiera liczne receptory, przez które substancje biologicznie czynne ( ligandy, cząsteczki sygnałowe, pierwsi przekaźniki: hormony, mediatory, czynniki wzrostu) działają na komórkę. Receptory to genetycznie uwarunkowane sensory makromolekularne (białka, gliko- i lipoproteiny) wbudowane w cytolemmę lub zlokalizowane wewnątrz komórki i wyspecjalizowane w odbieraniu określonych sygnałów o charakterze chemicznym lub fizycznym. Substancje biologicznie czynne, wchodząc w interakcję z receptorem, powodują kaskadę przemian biochemicznych w komórce, przekształcając się jednocześnie w specyficzną odpowiedź fizjologiczną (zmianę funkcji komórki).

Wszystkie receptory mają wspólny plan strukturalny i składają się z trzech części: 1) nadbłonowej, która oddziałuje z substancją (ligandem); 2) wewnątrzbłonowe, przeprowadzające przekazywanie sygnału oraz 3) wewnątrzkomórkowe, zanurzone w cytoplazmie.

Rodzaje kontaktów międzykomórkowych.

Cytolemma bierze również udział w tworzeniu specjalnych struktur - połączenia międzykomórkowe, kontakty, które zapewniają ścisłą interakcję między sąsiednimi komórkami. Wyróżnić prosty oraz złożony połączenia międzykomórkowe. W prosty Na połączeniach międzykomórkowych cytolemmy komórek zbliżają się do siebie na odległość 15-20 nm, a cząsteczki ich glikokaliksu oddziałują na siebie (ryc. 2-3). Czasami występ cytolemmy jednej komórki wchodzi w zagłębienie sąsiedniej komórki, tworząc ząbkowane i palcowe połączenia (połączenia „jak zamek”).

Złożony Połączenia międzykomórkowe są kilku rodzajów: blokowanie, mocowanie oraz Komunikacja(Rys. 2-3). Do zamykający związki obejmują ścisły kontakt lub strefa blokowania. Jednocześnie integralne białka glikokaliksu sąsiednich komórek tworzą rodzaj siatki wzdłuż obwodu sąsiednich komórek nabłonkowych w ich wierzchołkowych częściach. Dzięki temu szczeliny międzykomórkowe są zablokowane, oddzielone od środowiska zewnętrznego (ryc. 2-3).

Ryż. 2-3. Różne typy połączeń międzykomórkowych.

1. Proste połączenie.
2. Ścisłe połączenie.
3. Taśma samoprzylepna.
4. desmosom.
5. Półdesmosom.
6. Złącze szczelinowe (komunikacyjne).
7. mikrokosmki.

(Według Yu. I. Afanasieva, N. A. Yuriny).

Do łączenie, związki kotwiące obejmują spoiwo pas oraz desmosomy. Taśma samoprzylepna zlokalizowane wokół wierzchołkowych części komórek nabłonka jednowarstwowego. W tej strefie integralne glikoproteiny glikokaliksu sąsiednich komórek oddziałują ze sobą, a białka podbłonowe, w tym wiązki mikrofilamentów aktynowych, zbliżają się do nich z cytoplazmy. Desmosomy (łatki adhezyjne)– sparowane struktury o wielkości około 0,5 µm. W nich glikoproteiny cytolemmy sąsiednich komórek ściśle oddziałują, a od strony komórek w tych obszarach wiązki pośrednich włókien cytoszkieletu komórkowego są wplecione w cytolemmę (ryc. 2-3).

Do połączenia komunikacyjne wspominać połączenia szczelinowe (nexusy) i synapsy. Ogniwa mają rozmiar 0,5-3 mikronów. W nich cytolemmy sąsiednich komórek zbiegają się do 2-3 nm i mają liczne kanały jonowe. Za ich pośrednictwem jony mogą przechodzić z jednej komórki do drugiej, przenosząc pobudzenie, na przykład między komórkami mięśnia sercowego. synapsy charakterystyczne dla tkanki nerwowej i znajdują się między komórkami nerwowymi, a także między komórkami nerwowymi i efektorowymi (mięśniowymi, gruczołowymi). Mają szczelinę synaptyczną, w której, gdy impuls nerwowy przechodzi z presynaptycznej części synapsy, uwalniany jest neuroprzekaźnik, który przekazuje impuls nerwowy do innej komórki (więcej szczegółów w rozdziale „Tkanka nerwowa”).

błona plazmatyczna , lub plazmalemma,- najbardziej trwała, podstawowa, uniwersalna błona dla wszystkich komórek. Jest to najcieńszy (około 10 nm) film pokrywający całą komórkę. Plazmalemma składa się z cząsteczek białek i fosfolipidów (ryc. 1.6).

Cząsteczki fosfolipidów układają się w dwa rzędy - hydrofobowe końce do wewnątrz, hydrofilowe główki do wewnętrznego i zewnętrznego środowiska wodnego. W niektórych miejscach dwuwarstwa (podwójna warstwa) fosfolipidów jest przesiąknięta cząsteczkami białka (białka integralne). Wewnątrz takich cząsteczek białka znajdują się kanały - pory, przez które przechodzą substancje rozpuszczalne w wodzie. Inne cząsteczki białek przenikają połówkę dwuwarstwy lipidowej z jednej lub drugiej strony (białka półintegralne). Na powierzchni błon komórek eukariotycznych znajdują się białka obwodowe. Cząsteczki lipidów i białek są utrzymywane razem dzięki oddziaływaniom hydrofilowo-hydrofobowym.

Właściwości i funkcje membran. Wszystkie błony komórkowe są ruchomymi strukturami płynnymi, ponieważ cząsteczki lipidów i białek nie są połączone wiązaniami kowalencyjnymi i mogą dość szybko poruszać się w płaszczyźnie błony. Dzięki temu membrany mogą zmieniać swoją konfigurację, czyli mają płynność.

Membrany to bardzo dynamiczne struktury. Szybko regenerują się po uszkodzeniach, a także rozciągają się i kurczą podczas ruchów komórkowych.

Błony różnych typów komórek różnią się istotnie zarówno składem chemicznym, jak i względną zawartością w nich białek, glikoprotein i lipidów, a co za tym idzie charakterem obecnych w nich receptorów. Każdy typ komórek charakteryzuje się zatem indywidualnością, która jest głównie określona glikoproteiny. Zaangażowane są glikoproteiny o rozgałęzionych łańcuchach wystające z błony komórkowej rozpoznawanie czynnikówśrodowiska zewnętrznego, jak również we wzajemnym uznawaniu spokrewnionych komórek. Na przykład komórka jajowa i plemnik rozpoznają się po glikoproteinach powierzchni komórki, które pasują do siebie jako oddzielne elementy całej struktury. Takie wzajemne uznanie jest niezbędnym etapem poprzedzającym zapłodnienie.

Podobne zjawisko obserwuje się w procesie różnicowania tkanek. W tym przypadku komórki o podobnej strukturze za pomocą rozpoznawania odcinków plazmalemmy prawidłowo orientują się względem siebie, zapewniając w ten sposób ich adhezję i tworzenie tkanek. Związany z uznaniem rozporządzenie transportowe molekuł i jonów przez błonę, a także odpowiedź immunologiczna, w której glikoproteiny pełnią rolę antygenów. Cukry mogą zatem funkcjonować jako molekuły informacyjne (podobnie jak białka i kwasy nukleinowe). Błony zawierają również specyficzne receptory, nośniki elektronów, konwertery energii, białka enzymatyczne. Białka biorą udział w zapewnianiu transportu pewnych cząsteczek do lub z komórki, realizują strukturalne połączenie cytoszkieletu z błonami komórkowymi lub służą jako receptory do odbierania i przekształcania sygnałów chemicznych ze środowiska.

Najważniejszą właściwością membrany jest również selektywna przepuszczalność. Oznacza to, że cząsteczki i jony przechodzą przez nią z różnymi prędkościami, a im większy rozmiar cząsteczek, tym wolniej przechodzą przez membranę. Ta właściwość definiuje błonę plazmatyczną jako bariera osmotyczna. Woda i rozpuszczone w niej gazy mają maksymalną zdolność przenikania; jony przechodzą przez membranę znacznie wolniej. Dyfuzja wody przez błonę nazywa się osmoza.

Istnieje kilka mechanizmów transportu substancji przez błonę.

Dyfuzja- przenikanie substancji przez membranę wzdłuż gradientu stężeń (od obszaru, w którym ich stężenie jest wyższe, do obszaru, w którym ich stężenie jest niższe). Transport dyfuzyjny substancji (wody, jonów) odbywa się przy udziale białek błonowych, które posiadają pory molekularne lub przy udziale fazy lipidowej (dla substancji rozpuszczalnych w tłuszczach).

Z ułatwioną dyfuzją specjalne białka nośnikowe błony selektywnie wiążą się z jednym lub drugim jonem lub cząsteczką i przenoszą je przez błonę wzdłuż gradientu stężeń.

transport aktywny wiąże się z kosztami energii i służy do transportu substancji wbrew ich gradientowi stężeń. On realizowane przez specjalne białka nośnikowe, które tworzą tzw pompy jonowe. Najlepiej zbadana jest pompa Na - / K - w komórkach zwierzęcych, aktywnie wypompowująca jony Na +, jednocześnie absorbując jony K -. Dzięki temu w komórce utrzymuje się duże stężenie K- i niższe Na+ w porównaniu z otoczeniem. Proces ten zużywa energię ATP.

W wyniku transportu aktywnego za pomocą pompy membranowej w komórce reguluje się również stężenie Mg 2- i Ca 2+.

W procesie aktywnego transportu jonów do komórki różne cukry, nukleotydy i aminokwasy przenikają przez błonę cytoplazmatyczną.

Makrocząsteczki białek, kwasów nukleinowych, polisacharydów, kompleksów lipoproteinowych itp. nie przechodzą przez błony komórkowe, w przeciwieństwie do jonów i monomerów. Transport makrocząsteczek, ich kompleksów i cząstek do wnętrza komórki odbywa się zupełnie inaczej – poprzez endocytozę. Na endocytoza (endo...- wewnątrz) pewna część plazmalemmy wychwytuje i niejako otacza materiał zewnątrzkomórkowy, zamykając go w wakuoli błony, która powstała w wyniku inwazji błony. Następnie taka wakuola jest łączona z lizosomem, którego enzymy rozkładają makrocząsteczki na monomery.

Odwrotny proces endocytozy jest egzocytoza (egzo...- poza). Dzięki niemu komórka usuwa produkty wewnątrzkomórkowe lub niestrawione pozostałości zamknięte w wakuolach lub pu-

bąbelki. Pęcherzyk zbliża się do błony cytoplazmatycznej, łączy się z nią, a jej zawartość jest uwalniana do środowiska. Jak wydalane są enzymy trawienne, hormony, hemiceluloza itp.

Zatem błony biologiczne, jako główne elementy strukturalne komórki, służą nie tylko jako fizyczne granice, ale jako dynamiczne powierzchnie funkcjonalne. Na błonach organelli zachodzą liczne procesy biochemiczne, takie jak aktywne wchłanianie substancji, konwersja energii, synteza ATP itp.

Funkcje błon biologicznych następujące:

Odgraniczają zawartość komórki od środowiska zewnętrznego oraz zawartość organelli od cytoplazmy.

Zapewniają transport substancji do iz komórki, z cytoplazmy do organelli i odwrotnie.

Pełnią rolę receptorów (odbieranie i przetwarzanie sygnałów z otoczenia, rozpoznawanie substancji komórkowych itp.).

Są katalizatorami (zapewniającymi membranowe procesy chemiczne).

Weź udział w transformacji energii.

Błona komórkowa, zwana także plazmalemmą, cytolemmą lub błoną plazmatyczną, jest strukturą molekularną, która jest z natury elastyczna i składa się z różnych białek i lipidów. Oddziela zawartość dowolnej komórki od środowiska zewnętrznego, regulując w ten sposób jej właściwości ochronne, a także zapewnia wymianę między środowiskiem zewnętrznym a bezpośrednio wewnętrzną zawartością komórki.

Plazmalemma to przegroda znajdująca się wewnątrz, bezpośrednio za skorupą. Dzieli komórkę na określone przedziały, które są skierowane do przedziałów lub organelli. Zawierają specjalistyczne warunki środowiskowe. Ściana komórkowa całkowicie pokrywa całą błonę komórkową. Wygląda jak podwójna warstwa cząsteczek.

Podstawowe informacje

Skład plazmalemmy to fosfolipidy lub, jak się je nazywa, złożone lipidy. Fosfolipidy mają kilka części: ogon i głowę. Eksperci nazywają części hydrofobowe i hydrofilowe: w zależności od struktury komórki zwierzęcej lub roślinnej. Sekcje, zwane głową, są skierowane do wnętrza komórki, a ogony na zewnątrz. Plazmalemmy są strukturalnie niezmienne i bardzo podobne w różnych organizmach; najczęstszym wyjątkiem mogą być archeony, w których przegrody składają się z różnych alkoholi i glicerolu.

Grubość plazmalemy około 10 nm.

Istnieją przegrody, które znajdują się na zewnątrz lub na zewnątrz części przylegającej do membrany - nazywane są powierzchownymi. Niektóre rodzaje białek mogą być swego rodzaju punktami styku błony komórkowej i otoczki. Wewnątrz komórki znajduje się cytoszkielet i ściana zewnętrzna. Niektóre rodzaje białek integralnych mogą być wykorzystywane jako kanały w receptorach transportu jonów (równolegle z zakończeniami nerwowymi).

Jeśli użyjesz mikroskopu elektronowego, możesz uzyskać dane, na podstawie których możesz zbudować schemat budowy wszystkich części komórki, a także głównych składników i błon. Aparat górny będzie się składał z trzech podsystemów:

• złożona inkluzja nadbłonowa;
• aparat mięśniowo-szkieletowy cytoplazmy, który będzie miał część podbłonową.

Aparat ten można przypisać cytoszkieletu komórki. Cytoplazma z organellami i jądrem nazywana jest aparatem jądrowym. Pod błoną komórkową znajduje się cytoplazmatyczna lub inaczej plazmatyczna błona komórkowa.

Słowo „membrana” pochodzi od łacińskiego słowa membrum, które można przetłumaczyć jako „skóra” lub „skorupa”. Termin ten został zaproponowany ponad 200 lat temu i był częściej nazywany krawędziami komórki, ale w okresie, w którym zaczęto używać różnych urządzeń elektronicznych, ustalono, że cytolemmy plazmy tworzą wiele różnych elementów błony.

Elementy są najczęściej strukturalne, takie jak:

• mitochondria;
• lizosomy;
• plastydy;
• przegrody.

Jedną z pierwszych hipotez dotyczących składu molekularnego plazmalemmy postawił w 1940 roku instytut naukowy w Wielkiej Brytanii. Już w 1960 roku William Roberts przedstawił światu hipotezę „O membranie elementarnej”. Założyła, że ​​wszystkie błony plazmatyczne komórki składają się z pewnych części, w rzeczywistości są one zbudowane zgodnie z ogólną zasadą dla wszystkich królestw organizmów.

Na początku lat siedemdziesiątych XX wieku odkryto wiele danych, na podstawie których w 1972 roku naukowcy z Australii zaproponowali nowy mozaikowo-płynny model budowy komórki.

Struktura błony plazmatycznej

Model z 1972 roku jest powszechnie uznawany do dziś. Oznacza to, że we współczesnej nauce różni naukowcy pracujący z powłoką opierają się na pracy teoretycznej „Struktura błony biologicznej modelu płynnej mozaiki”.

Cząsteczki białek są związane z dwuwarstwą lipidową i całkowicie przenikają przez całą błonę - białka integralne (jedna z nazw potocznych to białka transbłonowe).

Otoczka w kompozycji ma różne składniki węglowodanowe, które będą wyglądać jak łańcuch polisacharydowy lub sacharydowy. Łańcuch z kolei będzie połączony lipidami i białkami. Łańcuchy połączone cząsteczkami białek nazywane są glikoproteinami, a cząsteczki lipidów nazywane są glikozydami. Węglowodany znajdują się po zewnętrznej stronie błony i działają jako receptory w komórkach zwierzęcych.

Glycoprotein - są kompleksem funkcji nadbłonowych. Jest również nazywany glikokaliksem (od greckich słów glik i kalyx, co oznacza „słodki” i „kielich”). Kompleks wspomaga adhezję komórek.

Funkcje błony plazmatycznej

Bariera

Pomaga oddzielić wewnętrzne składniki masy komórkowej od substancji znajdujących się na zewnątrz. Chroni organizm przed wnikaniem różnych substancji, które będą mu obce, oraz pomaga w utrzymaniu równowagi wewnątrzkomórkowej.

Transport

Ogniwo posiada własny „transport pasywny” i wykorzystuje go do zmniejszenia zużycia energii. Funkcja transportu działa w następujących procesach:

• endocytoza;
• egzocytoza;
• metabolizm sodu i potasu.

Po zewnętrznej stronie błony znajduje się receptor, w miejscu którego następuje mieszanie hormonów i różnych cząsteczek regulatorowych.

Transport pasywny Proces, w którym substancja przechodzi przez membranę bez wydatku energii. Innymi słowy, substancja jest dostarczana z obszaru komórki o wysokim stężeniu w stronę, gdzie stężenie będzie niższe.

Istnieją dwa typy:

• prosta dyfuzja- nieodłącznie związane z małymi obojętnymi cząsteczkami H2O, CO2 i O2 oraz niektórymi hydrofobowymi substancjami organicznymi o niskiej masie cząsteczkowej i odpowiednio przechodzą przez fosfolipidy błonowe bez problemów. Cząsteczki te mogą przenikać przez błonę, dopóki gradient stężenia nie będzie stabilny i niezmieniony.
• Ułatwiona dyfuzja- charakterystyczne dla różnych cząsteczek typu hydrofilowego. Mogą również przechodzić przez membranę zgodnie z gradientem stężeń. Proces ten będzie jednak prowadzony przy pomocy różnych białek, które utworzą w błonie specyficzne kanały związków jonowych.

transport aktywny- jest to ruch różnych składników przez ścianę membrany w przeciwieństwie do gradientu. Taki transfer wymaga znacznego wydatku zasobów energetycznych w komórce. Najczęściej to transport aktywny jest głównym źródłem zużycia energii.

Istnieje kilka odmian transport aktywny z udziałem białek nośnikowych:

• Pompa sodowo-potasowa. Pozyskiwanie niezbędnych minerałów i pierwiastków śladowych przez komórkę.
• Endocytoza- proces, w którym komórka wychwytuje cząstki stałe (fagocytoza) lub różne krople dowolnej cieczy (pinocytoza).
• Egzocytoza- proces, w wyniku którego pewne cząsteczki są uwalniane z komórki do środowiska zewnętrznego. Proces ten stanowi przeciwwagę dla endocytozy.

Termin „endocytoza” pochodzi od greckich słów „enda” (od wewnątrz) i „ketosis” (kielich, naczynie). Proces charakteryzuje się wychwytywaniem przez komórkę zewnętrznej kompozycji i jest przeprowadzany podczas wytwarzania pęcherzyków błonowych. Termin ten został zaproponowany w 1965 roku przez belgijskiego profesora cytologii Christiana Balesa, który badał wchłanianie różnych substancji przez komórki ssaków, a także fagocytozę i pinocytozę.

Fagocytoza

Występuje, gdy komórka wychwytuje pewne cząstki stałe lub żywe komórki. A pinocytoza to proces, w którym kropelki cieczy są wychwytywane przez komórkę. Fagocytoza (od greckich słów „pożeracz” i „pojemnik”) to proces, w którym chwytane i konsumowane są bardzo małe obiekty dzikiej przyrody, a także stałe części różnych organizmów jednokomórkowych.

Odkrycie tego procesu należy do fizjologa z Rosji - Wiaczesława Iwanowicza Miecznikowa, który bezpośrednio określił ten proces, przeprowadzając różne testy z rozgwiazdą i maleńką rozwielitką.

Odżywianie jednokomórkowych organizmów heterotroficznych opiera się na ich zdolności do trawienia i wychwytywania różnych cząstek.

Miecznikow opisał algorytm wchłaniania bakterii przez amebę i ogólną zasadę fagocytozy:

• adhezja - adhezja bakterii do błony komórkowej;
• wchłanianie;
• tworzenie pęcherzyka z komórką bakteryjną;
• bulgotanie bańki.

Na tej podstawie proces fagocytozy składa się z następujących etapów:

1. Zaabsorbowana cząsteczka jest przyczepiona do membrany.
2. Otoczenie zaabsorbowanej cząstki przez membranę.
3. Powstanie pęcherzyka błonowego (fagosomu).
4. Oderwanie pęcherzyka błonowego (fagosomu) do wnętrza komórki.
5. Asocjacja fagosomu i lizosomu (trawienie), a także wewnętrzny ruch cząstek.

Można zaobserwować pełne lub częściowe trawienie.

W przypadku częściowego trawienia najczęściej powstaje ciało szczątkowe, które przez pewien czas pozostanie wewnątrz komórki. Te pozostałości, które nie zostaną strawione, są usuwane (ewakuowane) z komórki przez egzocytozę. W toku ewolucji ta funkcja skłonności do fagocytozy stopniowo rozdzielała się i przemieszczała z różnych komórek jednokomórkowych do wyspecjalizowanych komórek (takich jak układ trawienny u coelenteratów i gąbek), a następnie do specjalnych komórek u ssaków i ludzi.

Limfocyty i leukocyty we krwi są predysponowane do fagocytozy. Sam proces fagocytozy wymaga dużego nakładu energii i jest bezpośrednio związany z aktywnością zewnętrznej błony komórkowej oraz lizosomu, które zawierają enzymy trawienne.

pinocytoza

Pinocytoza to wychwytywanie przez powierzchnię komórki cieczy, w której znajdują się różne substancje. Odkrycie zjawiska pinocytozy należy do naukowca Fitzgeralda Lewisa. Wydarzenie to miało miejsce w 1932 roku.

Pinocytoza jest jednym z głównych mechanizmów, dzięki którym związki makrocząsteczkowe dostają się do komórki, na przykład różne glikoproteiny lub rozpuszczalne białka. Z kolei aktywność pinocytotyczna jest niemożliwa bez stanu fizjologicznego komórki i zależy od jej składu oraz składu środowiska. Najbardziej aktywną pinocytozę obserwujemy u ameby.

U ludzi pinocytozę obserwuje się w komórkach jelitowych, naczyniach, kanalikach nerkowych, a także w rosnących komórkach jajowych. W celu zobrazowania procesu pinocytozy, który zostanie przeprowadzony za pomocą ludzkich leukocytów, można wykonać występ błony plazmatycznej. W takim przypadku części zostaną splecione i rozdzielone. Proces pinocytozy wymaga wydatku energetycznego.

Etapy procesu pinocytozy:

1. Cienkie wyrostki pojawiają się na zewnętrznej plazmalemie komórkowej, która otacza krople płynu.
2. Ta część skorupy zewnętrznej staje się cieńsza.
3. Tworzenie błoniastego pęcherzyka.
4. Ściana przebija się (nie udaje się).
5. Pęcherzyk przemieszcza się w cytoplazmie i może łączyć się z różnymi pęcherzykami i organellami.

Egzocytoza

Termin pochodzi od greckich słów „exo” – zewnętrzny, zewnętrzny i „cytosis” – naczynie, miska. Proces polega na uwalnianiu przez część komórkową określonych cząstek do środowiska zewnętrznego. Proces egzocytozy jest przeciwieństwem pinocytozy.

W procesie ekocytozy pęcherzyki płynu wewnątrzkomórkowego opuszczają komórkę i przechodzą na zewnętrzną błonę komórki. Zawartość wewnątrz pęcherzyków może zostać uwolniona na zewnątrz, a błona komórkowa łączy się z otoczką pęcherzyków. Zatem większość związków makrocząsteczkowych będzie występować w ten sposób.

Egzocytoza wykonuje szereg zadań:

• dostarczanie cząsteczek do zewnętrznej błony komórkowej;
• transport w komórce substancji, które będą potrzebne do wzrostu i zwiększenia powierzchni błony, na przykład niektórych białek lub fosfolipidów;
• zwolnienie lub połączenie różnych części;
• wydalanie szkodliwych i toksycznych produktów, które pojawiają się podczas metabolizmu, na przykład kwasu solnego wydzielanego przez komórki błony śluzowej żołądka;
• transportu pepsynogenu, a także cząsteczek sygnałowych, hormonów czy neuroprzekaźników.

Specyficzne funkcje błon biologicznych:

• generowanie impulsu, który występuje na poziomie nerwu, wewnątrz błony neuronu;
• synteza polipeptydów, a także lipidów i węglowodanów sieci szorstkiej i gładkiej retikulum endoplazmatycznego;
• zmiana energii świetlnej i jej zamiana na energię chemiczną.

Wideo

Z naszego filmu dowiesz się wielu ciekawych i przydatnych rzeczy na temat budowy komórki.

Nie otrzymałeś odpowiedzi na swoje pytanie? Zaproponuj autorom temat.

Błony biologiczne stanowią podstawę strukturalnej organizacji komórki. Błona plazmatyczna (plasmalemma) to błona otaczająca cytoplazmę żywej komórki. Błony zbudowane są z lipidów i białek. Lipidy (głównie fosfolipidy) tworzą podwójną warstwę, w której hydrofobowe „ogony” cząsteczek skierowane są do wnętrza błony, a hydrofilowe do jej powierzchni. Cząsteczki białka mogą znajdować się na zewnętrznej i wewnętrznej powierzchni błony, mogą być częściowo zanurzone w warstwie lipidowej lub przez nią przenikać. Większość zanurzonych białek błonowych to enzymy. Jest to płynno-mozaikowy model struktury błony plazmatycznej. Cząsteczki białek i lipidów są ruchome, co zapewnia dynamikę błony. Błony zawierają również węglowodany w postaci glikolipidów i glikoprotein (glycocalix) znajdujących się na zewnętrznej powierzchni błony. Zestaw białek i węglowodanów na powierzchni błony każdej komórki jest specyficzny i jest swoistym wskaźnikiem typu komórki.

Funkcje membrany:

1. Działowy. Polega na utworzeniu bariery między wewnętrzną zawartością komórki a środowiskiem zewnętrznym.
2. Zapewnienie wymiany substancji między cytoplazmą a środowiskiem zewnętrznym. Woda, jony, cząsteczki nieorganiczne i organiczne dostają się do komórki (funkcja transportowa). Produkty powstające w komórce (funkcja wydzielnicza) są wydalane do środowiska zewnętrznego.
3. Transport. Transport przez błonę może odbywać się na różne sposoby. Transport bierny odbywa się bez wydatku energetycznego, poprzez dyfuzję prostą, osmozę lub dyfuzję ułatwioną za pomocą białek nośnikowych. Transport aktywny odbywa się za pośrednictwem białek nośnikowych i wymaga nakładu energii (np. pompa sodowo-potasowa). materiał z serwisu

Duże cząsteczki biopolimerów dostają się do komórki w wyniku endocytozy. Dzieli się na fagocytozę i pinocytozę. Fagocytoza to wychwytywanie i wchłanianie dużych cząstek przez komórkę. Zjawisko to zostało po raz pierwszy opisane przez I.I. Miecznikow. Najpierw substancje przylegają do błony plazmatycznej, do określonych białek receptorowych, następnie błona zwisa, tworząc zagłębienie.

Powstaje wakuola trawienna. Trawi substancje, które dostały się do komórki. U ludzi i zwierząt leukocyty są zdolne do fagocytozy. Leukocyty pochłaniają bakterie i inne cząstki stałe.

Pinocytoza to proces wychwytywania i wchłaniania kropelek cieczy wraz z rozpuszczonymi w niej substancjami. Substancje przylegają do białek błonowych (receptorów), a kropla roztworu jest otoczona błoną, tworząc wakuolę. Pinocytoza i fagocytoza występują przy wydatkowaniu energii ATP.

1. Wydzielniczy. Wydzielanie - uwalnianie przez komórkę substancji syntetyzowanych w komórce do środowiska zewnętrznego. Hormony, polisacharydy, białka, kropelki tłuszczu są zamknięte w pęcherzykach związanych z błoną i zbliżają się do plazmalemmy. Błony łączą się, a zawartość pęcherzyka jest uwalniana do środowiska otaczającego komórkę.
2. Połączenie komórek w tkance (ze względu na pofałdowane wypustki).
3. Chwytnik. W błonach znajduje się duża liczba receptorów - specjalnych białek, których rolą jest przekazywanie sygnałów z zewnątrz do wnętrza komórki.

Nie znalazłeś tego, czego szukałeś? Skorzystaj z wyszukiwania

Na tej stronie materiały na tematy:

• struktura i funkcja błony plazmatycznej
• budowa i funkcja błony plazmatycznej
• struktura i funkcje błony plazmatycznej w skrócie
• błona plazmatyczna na krótko
• Krótko o budowie i funkcji błony komórkowej