Membrana celulară și funcția sa. Caracteristicile structurii membranei celulare

Toate membranele celulare sunt caracterizate de un principiu de structură (Fig. 1). Acestea au la bază două straturi de lipide (molecule de grăsime, dintre care majoritatea sunt fosfolipide, dar există și colesterol și glicolipide).

Fig.1. Schema structurii membranei celulare

Moleculele de lipide din membrană au un cap (un loc care atrage apa și care caută să interacționeze cu ea, numit hidrofil) și o coadă, care este hidrofobă (respinge moleculele de apă, evită apropierea acestora). Ca urmare a acestei diferențe în proprietățile capului și cozii moleculelor de lipide, atunci când lovesc suprafața apei, ele se aliniază în rânduri: cap la cap, coadă la coadă și formează un strat dublu în care capetele hidrofile. se confruntă cu apă, iar cozile hidrofobe se înfruntă una cu cealaltă. Cozile sunt în interiorul acestui strat dublu. Prezența unui strat lipidic formează un spațiu închis, izolează citoplasma de mediul acvatic înconjurător și creează un obstacol în calea trecerii apei și a substanțelor solubile în aceasta prin membrana celulară. Grosimea unui astfel de strat dublu lipidic este de aproximativ 5 nm.

Membrana conține și proteine. Moleculele lor în volum și masă sunt de 40-50 de ori mai mari decât moleculele lipidelor membranare. Datorită proteinelor, grosimea membranei ajunge la 7 - 10 nm. În ciuda faptului că masele totale de proteine ​​și lipide din majoritatea membranelor sunt aproape egale, numărul de molecule de proteine ​​din membrană este de zece ori mai mic decât cel al moleculelor de lipide. De obicei, moleculele de proteine ​​sunt împrăștiate. Sunt parcă dizolvate în membrană, se pot mișca în ea și își pot schimba poziția. Acesta a fost motivul pentru care structura membranei a fost numită lichid-mozaic. Moleculele de lipide se pot deplasa, de asemenea, de-a lungul membranei și chiar să sară de la un strat de lipide la altul. În consecință, membrana prezintă semne de fluiditate și, în același timp, are proprietatea de a se auto-asambla, se poate recupera din deteriorarea datorită proprietății moleculelor de lipide de a se alinia într-un strat dublu lipidic.

Moleculele de proteine ​​pot pătrunde în întreaga membrană, astfel încât secțiunile lor terminale să iasă dincolo de limitele sale transversale. Astfel de proteine ​​sunt numite transmembranare sau integrale. Există și proteine ​​care sunt doar parțial scufundate în membrană sau situate pe suprafața acesteia.

Proteinele membranei celulare îndeplinesc numeroase funcții. Pentru implementarea fiecărei funcții, genomul celular oferă declanșatorul sintezei unei proteine ​​​​specifice. Chiar și într-o membrană eritrocitară relativ simplă, există aproximativ 100 de proteine ​​diferite.

Printre cele mai importante funcții ale proteinelor membranare se numără:

1) receptor - interacțiunea cu moleculele de semnalizare și transmiterea semnalului în celulă;

2) transport - transferul de substante prin membrane si asigurarea schimbului intre citosol si mediu. Există mai multe tipuri de molecule proteice (translocaze) care asigură transportul transmembranar. Printre acestea se numara si proteine ​​care formeaza canale care patrund in membrana si prin ele are loc difuzia anumitor substante intre citosol si spatiul extracelular. Astfel de canale sunt cel mai adesea ion-selective; trec ionii dintr-o singură substanță. Există și canale a căror selectivitate este mai mică, de exemplu, trec ionii Na + și K, K și C1 ~. Există și proteine ​​purtătoare care asigură transportul unei substanțe prin membrană prin schimbarea poziției acesteia în această membrană;

3) adeziv - proteinele împreună cu carbohidrații sunt implicate în implementarea aderenței (lipirea împreună, lipirea celulelor în timpul reacțiilor imune, combinarea celulelor în straturi și țesuturi);

4) enzimatice - unele proteine ​​înglobate în membrană acționează ca catalizatori pentru reacțiile biochimice, al căror curs este posibil numai în contact cu membranele celulare;

5) mecanic - proteinele asigură rezistența și elasticitatea membranelor, legătura lor cu citoscheletul. De exemplu, în eritrocite, acest rol este jucat de proteina spectrină, care este atașată de suprafața interioară a membranei eritrocitelor sub forma unei structuri de plasă și are o legătură cu proteinele intracelulare care alcătuiesc citoscheletul. Acest lucru conferă eritrocitelor elasticitate, capacitatea de a schimba și restabili forma atunci când trec prin capilarele sanguine. Membrană celulară // http://humbio.ru/humbio/cytology/000e4e66.htm

Carbohidrații reprezintă doar 2-10% din masa membranei, cantitatea lor în diferite celule este variabilă. Datorită carbohidraților, se realizează unele tipuri de interacțiuni intercelulare, participă la recunoașterea antigenelor străine de către celulă și, împreună cu proteinele, creează un fel de structură antigenică a membranei de suprafață a propriei celule. Prin astfel de antigene, celulele se recunosc unele pe altele, se unesc în țesut și se lipesc împreună pentru o perioadă scurtă de timp pentru a transmite molecule de semnalizare. Compușii proteinelor cu zaharuri se numesc glicoproteine. Dacă carbohidrații sunt combinați cu lipide, atunci astfel de molecule se numesc glicolipide.

Datorită interacțiunii substanțelor incluse în membrană și a ordinii relative a dispoziției lor, membrana celulară capătă o serie de proprietăți și funcții care nu pot fi reduse la o simplă sumă a proprietăților substanțelor care o formează.

Membranele sunt structuri extrem de vâscoase și în același timp plastice care înconjoară toate celulele vii. Funcții membrane celulare:

1. Membrana plasmatică este o barieră care menține o compoziție diferită a mediului extra- și intracelular.

2. Membranele formează compartimente specializate în interiorul celulei, adică. numeroase organite - mitocondrii, lizozomi, complex Golgi, reticul endoplasmatic, membrane nucleare.

3. Enzimele implicate în conversia energiei în procese precum fosforilarea oxidativă și fotosinteza sunt localizate în membrane.

Structura și compoziția membranelor

Baza membranei este un strat dublu lipidic, la formarea căruia participă fosfolipidele și glicolipidele. Bistratul lipidic este format din două rânduri de lipide, ai căror radicali hidrofobi sunt ascunși în interior, iar grupările hidrofile sunt întoarse spre exterior și sunt în contact cu mediul apos. Moleculele de proteine ​​par a fi „dizolvate” în stratul dublu lipidic.

Structura lipidelor membranare

Lipidele membranare sunt molecule amfifile, deoarece molecula are atât o regiune hidrofilă (capete polare), cât și o regiune hidrofobă, reprezentată de radicali hidrocarburi ai acizilor grași, formând spontan un dublu strat. Există trei tipuri principale de lipide în membrane: fosfolipide, glicolipide și colesterol.

Compoziția lipidelor este diferită. Conținutul uneia sau altei lipide, aparent, este determinat de varietatea de funcții îndeplinite de aceste lipide în membrane.

Fosfolipide. Toate fosfolipidele pot fi împărțite în două grupe - glicerofosfolipide și sfingofosfolipide. Glicerofosfolipidele sunt clasificate ca derivați ai acidului fosfatidic. Cele mai comune glicerofosfolipide sunt fosfatidilcolinele și fosfatidiletanolaminele. Sfingofosfolipidele se bazează pe aminoalcoolul sfingozină.

Glicolipidele. La glicolipide, partea hidrofobă este reprezentată de ceramidă alcoolică, iar partea hidrofilă este reprezentată de un reziduu de carbohidrat. În funcție de lungimea și structura părții carbohidrate, se disting cerebrozide și gangliozide. „Capetele” polare ale glicolipidelor sunt situate pe suprafața exterioară a membranelor plasmatice.

Colesterolul (CS). CS este prezent în toate membranele celulelor animale. Molecula sa constă dintr-un miez hidrofob rigid și un lanț hidrocarburic flexibil. Singura grupare hidroxil din poziția 3 este „capul polar”. Pentru o celulă animală, raportul molar mediu colesterol/fosfolipide este de 0,3-0,4, dar în membrana plasmatică acest raport este mult mai mare (0,8-0,9). Prezența colesterolului în membrane reduce mobilitatea acizilor grași, reduce difuzia laterală a lipidelor și, prin urmare, poate afecta funcțiile proteinelor membranei.

Proprietățile membranei:

1. Permeabilitatea selectivă. Stratul dublu închis oferă una dintre principalele proprietăți ale membranei: este impermeabil la majoritatea moleculelor solubile în apă, deoarece acestea nu se dizolvă în miezul său hidrofob. Gazele precum oxigenul, CO 2 și azotul au capacitatea de a pătrunde cu ușurință în celulă datorită dimensiunii mici a moleculelor și a interacțiunii slabe cu solvenții. De asemenea, moleculele de natură lipidică, de exemplu, hormonii steroizi, pătrund ușor prin stratul dublu.

2. Lichiditatea. Membranele sunt caracterizate de fluiditate (fluiditate), capacitatea de mișcare a lipidelor și proteinelor. Două tipuri de mișcări ale fosfolipidelor sunt posibile: salt captivat (numit „flip-flop” în literatura științifică) și difuzie laterală. În primul caz, moleculele de fosfolipide care se opun între ele în stratul bimolecular se răstoarnă (sau se răsucesc) unele spre altele și își schimbă locurile în membrană, de exemplu. exteriorul devine interiorul și invers. Astfel de salturi sunt asociate cu consumul de energie. Mai des, se observă rotații în jurul axei (rotație) și difuzie laterală - mișcare în interiorul stratului paralel cu suprafața membranei. Viteza de mișcare a moleculelor depinde de microvâscozitatea membranelor, care, la rândul său, este determinată de conținutul relativ de acizi grași saturați și nesaturați din lipide. Microvâscozitatea este mai mică dacă în compoziția lipidelor predomină acizii grași nesaturați și mai mare dacă conținutul de acizi grași saturați este mare.

3. Asimetria membranelor. Suprafețele aceleiași membrane diferă prin compoziția lipidelor, proteinelor și carbohidraților (asimetrie transversală). De exemplu, fosfatidilcolinele predomină în stratul exterior, în timp ce fosfatidiletanolaminele și fosfatidilserinele predomină în stratul interior. Componentele carbohidrate ale glicoproteinelor și glicolipidelor vin la suprafața exterioară, formând o pungă continuă numită glicocalix. Nu există carbohidrați pe suprafața interioară. Proteinele - receptorii hormonali sunt localizați pe suprafața exterioară a membranei plasmatice, iar enzimele reglate de aceștia - adenilat ciclază, fosfolipaza C - în interior etc.

Proteinele membranare

Fosfolipidele membranare acționează ca un solvent pentru proteinele membranei, creând un micromediu în care acestea din urmă pot funcționa. Proteinele reprezintă 30 până la 70% din masa membranelor. Numărul de proteine ​​diferite din membrană variază de la 6-8 în reticulul sarcoplasmatic la mai mult de 100 în membrana plasmatică. Acestea sunt enzime, proteine ​​de transport, proteine ​​structurale, antigeni, inclusiv antigeni ai sistemului principal de histocompatibilitate, receptori pentru diferite molecule.

Prin localizare în membrană, proteinele sunt împărțite în integrale (cufundate parțial sau complet în membrană) și periferice (situate pe suprafața acesteia). Unele proteine ​​integrale traversează membrana o dată (glicoforina), în timp ce altele traversează membrana de multe ori. De exemplu, fotoreceptorul retinian și receptorul β2-adrenergic traversează stratul dublu de 7 ori.

Proteinele periferice și domeniile proteinelor integrale situate pe suprafața exterioară a tuturor membranelor sunt aproape întotdeauna glicozilate. Reziduurile de oligozaharide protejează proteina de proteoliză și sunt, de asemenea, implicate în recunoașterea sau aderența ligandului.

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

Celulele sunt separate de mediul intern al corpului printr-o membrană celulară sau plasmatică.

Membrana asigură:

1) Pătrunderea selectivă în și din celulă a moleculelor și ionilor necesari pentru îndeplinirea unor funcții celulare specifice;
2) Transportul selectiv al ionilor prin membrană, menținând o diferență de potențial electric transmembranar;
3) Specificul contactelor intercelulare.

Datorită prezenței în membrană a numeroși receptori care percep semnale chimice - hormoni, mediatori și alte substanțe biologic active, este capabil să modifice activitatea metabolică a celulei. Membranele oferă specificitatea manifestărilor imune datorită prezenței antigenelor pe ele - structuri care provoacă formarea de anticorpi care se pot lega în mod specific de acești antigene.
Nucleul și organelele celulei sunt, de asemenea, separate de citoplasmă prin membrane care împiedică mișcarea liberă a apei și a substanțelor dizolvate în ea de la citoplasmă la ele și invers. Acest lucru creează condiții pentru separarea proceselor biochimice care au loc în diferite compartimente (compartimente) din interiorul celulei.

structura membranei celulare

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

Membrana celulară este o structură elastică, cu o grosime de 7 până la 11 nm (Fig. 1.1). Constă în principal din lipide și proteine. De la 40 la 90% din toate lipidele sunt fosfolipide - fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina, sfingomielina si fosfatidilinozitol. O componentă importantă a membranei sunt glicolipidele, reprezentate de cerebrozide, sulfatide, gangliozide și colesterol.

Orez. 1.1 Organizarea membranei.

Structura principală a membranei celulare este un strat dublu de molecule de fosfolipide. Datorită interacțiunilor hidrofobe, lanțurile de carbohidrați ale moleculelor de lipide sunt ținute unul lângă celălalt într-o stare extinsă. Grupuri de molecule de fosfolipide ale ambelor straturi interacționează cu moleculele proteice scufundate în membrana lipidică. Datorită faptului că majoritatea componentelor lipidice ale stratului dublu sunt în stare lichidă, membrana are mobilitate și se ondula. Secțiunile sale, precum și proteinele scufundate în stratul dublu lipidic, se vor amesteca dintr-o parte în alta. Mobilitatea (fluiditatea) membranelor celulare facilitează transportul substanțelor prin membrană.

proteine ​​ale membranei celulare reprezentate în principal de glicoproteine. Distinge:

proteine ​​integrale pătrunzând prin toată grosimea membranei şi
proteinele periferice atașat numai la suprafața membranei, în principal la partea interioară a acesteia.

Proteine ​​periferice aproape toate funcționează ca enzime (acetilcolinesteraza, fosfataze acide și alcaline etc.). Dar unele enzime sunt reprezentate și de proteine ​​integrale - ATPaza.

proteine ​​integrale asigură un schimb selectiv de ioni prin canalele membranare între fluidul extracelular și intracelular și, de asemenea, acționează ca proteine ​​- purtători de molecule mari.

Receptorii de membrană și antigenii pot fi reprezentați atât de proteine ​​​​integrale cât și periferice.

Proteinele adiacente membranei din partea citoplasmatică îi aparțin citoscheletul celular . Se pot atasa de proteinele membranare.

Asa de, bandă de proteine ​​3 (numărul benzii în timpul electroforezei proteinelor) membranelor eritrocitare este combinat într-un ansamblu cu alte molecule de citoschelet - spectrina prin proteina cu greutate moleculară mică anchirina (Fig. 1.2).

Orez. 1.2 Schema de aranjare a proteinelor în citoscheletul membranar al eritrocitelor.
1 - spectrin; 2 - anchirina; 3 - banda proteică 3; 4 - banda proteica 4.1; 5 - banda proteică 4,9; 6 - oligomer de actină; 7 - proteina 6; 8 - gpicoforin A; 9 - membrana.

Spectrină este principala proteină a citoscheletului, constituind o rețea bidimensională de care este atașată actina.

actina formează microfilamente, care sunt aparatul contractil al citoscheletului.

citoschelet permite celulei să prezinte proprietăți elastice flexibile, oferă o rezistență suplimentară membranei.

Majoritatea proteinelor integrale sunt glicoproteine. Partea lor de carbohidrați iese din membrana celulară spre exterior. Multe glicoproteine ​​au o sarcină negativă mare datorită conținutului semnificativ de acid sialic (de exemplu, molecula de glicoforină). Acest lucru oferă suprafeței majorității celulelor o sarcină negativă, ajutând la respingerea altor obiecte încărcate negativ. Proeminențele de carbohidrați ale glicoproteinelor poartă antigene de grup sanguin, alți determinanți antigenici ai celulei și acționează ca receptori de legare a hormonilor. Glicoproteinele formează molecule adezive care determină atașarea celulelor între ele, adică. contacte intercelulare strânse.

Caracteristicile metabolismului în membrană

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

Componentele membranei sunt supuse multor transformări metabolice sub influența enzimelor situate pe membrana lor sau în interiorul acesteia. Printre acestea se numără enzimele oxidative care joacă un rol important în modificarea elementelor hidrofobe ale membranelor - colesterolul etc. În membrane, când sunt activate enzimele - fosfolipaze, din acidul arahidonic se formează compuși biologic activi - prostaglandine și derivații acestora. Ca urmare a activării metabolismului fosfolipidelor în membrană, se formează tromboxani și leucotriene, care au un efect puternic asupra aderenței trombocitelor, inflamației etc.

Membrana suferă în mod constant procese de reînnoire a componentelor sale. . Astfel, durata de viață a proteinelor membranare variază de la 2 la 5 zile. Cu toate acestea, există mecanisme în celulă care asigură livrarea moleculelor de proteine ​​nou sintetizate către receptorii de membrană, care facilitează încorporarea proteinei în membrană. „Recunoașterea” acestui receptor de către proteina nou sintetizată este facilitată de formarea unei peptide semnal, care ajută la găsirea receptorului pe membrană.

Lipidele membranare au, de asemenea, o rată metabolică semnificativă., care necesită o cantitate mare de acizi grași pentru sinteza acestor componente membranare.
Specificul compoziției lipidice a membranelor celulare este afectat de schimbările din mediul uman și de natura dietei sale.

De exemplu, o creștere a acizilor grași dietetici cu legături nesaturate crește starea lichidă a lipidelor din membranele celulare ale diferitelor țesuturi, duce la o modificare a raportului dintre fosfolipide și sfingomieline și lipide și proteine, care este favorabilă pentru funcționarea membranei celulare.

Excesul de colesterol în membrane, dimpotrivă, crește microvâscozitatea stratului lor dublu de molecule de fosfolipide, reducând viteza de difuzie a anumitor substanțe prin membranele celulare.

Alimentele îmbogățite cu vitaminele A, E, C, P îmbunătățesc metabolismul lipidelor din membranele eritrocitelor, reduc microvâscozitatea membranei. Aceasta crește deformabilitatea eritrocitelor, facilitează funcția de transport a acestora (Capitolul 6).

Deficiență de acizi grași și colesterolîn alimente perturbă compoziția lipidică și funcția membranelor celulare.

De exemplu, o deficiență de grăsime perturbă funcția membranei neutrofile, care inhibă capacitatea acestora de a se mișca și fagocitoza (captarea și absorbția activă a obiectelor vii străine microscopice și a particulelor solide de către organismele unicelulare sau unele celule).

În reglarea compoziției lipidice a membranelor și a permeabilității acestora, reglarea proliferării celulare un rol important îl au speciile reactive de oxigen, care se formează în celulă în legătură cu reacțiile metabolice normale (oxidare microzomală etc.).

S-au format specii reactive de oxigen- radicalul superoxid (O 2), peroxidul de hidrogen (H 2 O 2), etc sunt substanţe extrem de reactive. Principalul lor substrat în reacțiile de oxidare a radicalilor liberi sunt acizii grași nesaturați, care fac parte din fosfolipidele membranei celulare (așa-numitele reacții de peroxidare a lipidelor). Intensificarea acestor reacții poate provoca deteriorarea membranei celulare, a barierei sale, a receptorilor și a funcțiilor metabolice, modificarea moleculelor de acid nucleic și a proteinelor, ceea ce duce la mutații și inactivarea enzimelor.

În condiții fiziologice, intensificarea peroxidării lipidelor este reglată de sistemul antioxidant al celulelor, reprezentat de enzime care inactivează speciile reactive de oxigen - superoxid dismutază, catalază, peroxidază și substanțe cu activitate antioxidantă - tocoferol (vitamina E), ubichinonă etc. efect protector pronunțat asupra membranelor celulare (efect citoprotector) cu diverse efecte dăunătoare asupra organismului, prostaglandinele E și J2 au, „stingând” activarea oxidării radicalilor liberi. Prostaglandinele protejează mucoasa gastrică și hepatocitele de deteriorarea chimică, neuronii, celulele neurogliale, cardiomiocitele - de afectarea hipoxică, mușchii scheletici - în timpul efortului fizic intens. Prostaglandinele, legându-se de receptori specifici de pe membranele celulare, stabilizează stratul dublu al acestora din urmă, reduc pierderea de fosfolipide de către membrane.

Funcțiile receptorului membranar

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

Un semnal chimic sau mecanic este mai întâi perceput de receptorii membranei celulare. Consecința acestui fapt este modificarea chimică a proteinelor membranare, ceea ce duce la activarea „secunzilor mesageri” care asigură propagarea rapidă a semnalului în celulă către genomul acesteia, enzime, elemente contractile etc.

Schematic, semnalizarea transmembranară într-o celulă poate fi reprezentată după cum urmează:

1) Emotionat de semnalul perceput, receptorul activează proteinele y ale membranei celulare. Acest lucru se întâmplă atunci când se leagă trifosfatul de guanozină (GTP).

2) Interacțiunea complexului „GTP-y-proteins”, la rândul său, activează enzima - precursorul mesagerilor secundari, situat pe partea interioară a membranei.

Precursorul unui mesager secundar - AMPc, format din ATP, este enzima adenilat ciclaza;
Precursorul altor mesageri secundari - inozitol trifosfat și diacilglicerol, formați din membrana fosfatidilinozitol-4,5-difosfat, este enzima fosfolipaza C. În plus, inozitol trifosfat mobilizează un alt mesager secundar în celulă - ionii de calciu, care sunt implicați aproape în aproape toate procesele de reglare din celulă. De exemplu, trifosfatul de inozitol rezultat determină eliberarea de calciu din reticulul endoplasmatic și o creștere a concentrației acestuia în citoplasmă, incluzând astfel diferite forme de răspuns celular. Cu ajutorul trifosfatului de inozitol și al diacilglicerolului, funcția mușchilor netezi și a celulelor B ale pancreasului este reglată de acetilcolină, factorul de eliberare a tiropinei hipofizarului anterior, răspunsul limfocitelor la antigen etc.
În unele celule, rolul celui de-al doilea mesager este îndeplinit de cGMP, care este format din GTP cu ajutorul enzimei guanilat ciclază. Acesta servește, de exemplu, ca un al doilea mesager pentru hormonul natriuretic în mușchiul neted al pereților vaselor de sânge. AMPc servește ca un al doilea mesager pentru mulți hormoni - adrenalină, eritropoietina etc. (Capitolul 3).

Membrana celulară este structura plană din care este construită celula. Este prezent în toate organismele. Proprietățile sale unice asigură activitatea vitală a celulelor.

Tipuri de membrane

Există trei tipuri de membrane celulare:

• în aer liber;
• nuclear;
• membrane organele.

Membrana citoplasmatică exterioară creează limitele celulei. Nu trebuie confundat cu peretele celular sau membrana găsită în plante, ciuperci și bacterii.

Diferența dintre peretele celular și membrana celulară este într-o grosime mult mai mare și predominanța funcției de protecție asupra schimbului. Membrana este situată sub peretele celular.

Membrana nucleară separă conținutul nucleului de citoplasmă.

TOP 4 articolecare citesc împreună cu asta

Printre organelele celulare se numără cele a căror formă este formată din una sau două membrane:

• mitocondriile;
• plastide;
• vacuole;
• complexul Golgi;
• lizozomi;
• reticulul endoplasmatic (RE).

Structura membranei

Conform conceptelor moderne, structura membranei celulare este descrisă folosind un model de mozaic fluid. Baza membranei este stratul lipidic - două niveluri de molecule lipidice formând un plan. Moleculele de proteine ​​sunt situate pe ambele părți ale stratului bilipid. Unele proteine ​​sunt scufundate în stratul bilipid, unele trec prin el.

Orez. 1. Membrana celulara.

Celulele animale au un complex de carbohidrați pe suprafața membranei. La studierea celulei la microscop, s-a observat că membrana este în mișcare constantă și este eterogenă ca structură.

Membrana este un mozaic atât în ​​sens morfologic, cât și în sens funcțional, deoarece diferitele sale părți conțin substanțe diferite și au proprietăți fiziologice diferite.

Proprietăți și funcții

Orice structură de frontieră îndeplinește funcții de protecție și de schimb. Acest lucru se aplică tuturor tipurilor de membrane.

Implementarea acestor funcții este facilitată de proprietăți precum:

• plastic;
• capacitate mare de recuperare;
• semipermeabilitate.

Proprietatea semi-permeabilității constă în faptul că unele substanțe nu sunt trecute prin membrană, în timp ce altele sunt trecute liber. Astfel se realizează funcția de control a membranei.

De asemenea, membrana exterioară asigură comunicarea între celule datorită numeroaselor excrescențe și eliberării unui adeziv care umple spațiul intercelular.

Transportul substanțelor prin membrană

Substanțele trec prin membrana exterioară în următoarele moduri:

• prin pori cu ajutorul enzimelor;
• direct prin membrană;
• pinocitoză;
• fagocitoză.

Primele două moduri transportă ionii și moleculele mici. Moleculele mari intră în celulă prin pinocitoză (în stare lichidă) și fagocitoză (în formă solidă).

Orez. 2. Schema pino- și fagocitozei.

Membrana înfășoară particulele alimentare și o închide în vacuola digestivă.

Apa și ionii trec în celulă fără consum de energie, prin transport pasiv. Moleculele mari se deplasează prin transport activ, cu cheltuirea resurselor energetice.

transport intracelular

De la 30% la 50% din volumul celular este ocupat de reticulul endoplasmatic. Acesta este un fel de sistem de cavități și canale care conectează toate părțile celulei și asigură un transport intracelular ordonat de substanțe.

Raport de evaluare

Rata medie: 4.7. Evaluări totale primite: 190.

Membrana celulară este structura care acoperă exteriorul celulei. Se mai numește și citolemă sau plasmolemă.

Această formațiune este construită dintr-un strat bilipid (bistrat) cu proteine ​​încorporate în el. Carbohidrații care alcătuiesc plasmalema sunt în stare legată.

Distribuția componentelor principale ale membranei plasmatice este următoarea: mai mult de jumătate din compoziția chimică este proteine, un sfert este ocupat de fosfolipide și o zecime este colesterol.

Membrana celulară și tipurile sale

Membrana celulară este o peliculă subțire, care se bazează pe straturi de lipoproteine ​​și proteine.

Prin localizare, se disting organele membranare, care au unele caracteristici în celulele vegetale și animale:

• mitocondriile;
• nucleu;
• reticul endoplasmatic;
• complexul Golgi;
• lizozomi;
• cloroplaste (în celulele vegetale).

Există, de asemenea, o membrană celulară interioară și exterioară (plasmolema).

Structura membranei celulare

Membrana celulară conține carbohidrați care o acoperă sub formă de glicocalix. Aceasta este o structură supramembranară care îndeplinește o funcție de barieră. Proteinele situate aici sunt în stare liberă. Proteinele nelegate sunt implicate în reacții enzimatice, asigurând descompunerea extracelulară a substanțelor.

Proteinele membranei citoplasmatice sunt reprezentate de glicoproteine. Prin compoziția chimică, se izolează proteinele care sunt complet incluse în stratul lipidic (pe tot parcursul) - proteine ​​integrale. Tot periferic, neatingând una dintre suprafețele plasmalemei.

Primele funcționează ca receptori, legându-se de neurotransmițători, hormoni și alte substanțe. Proteinele de inserție sunt necesare pentru construirea canalelor ionice prin care sunt transportați ionii și substraturile hidrofile. Acestea din urmă sunt enzime care catalizează reacțiile intracelulare.

Proprietățile de bază ale membranei plasmatice

Stratul dublu lipidic împiedică pătrunderea apei. Lipidele sunt compuși hidrofobi prezenți în celulă ca fosfolipide. Grupul fosfat este întors spre exterior și este format din două straturi: cel exterior, direcționat către mediul extracelular, și cel interior, delimitând conținutul intracelular.

Zonele solubile în apă se numesc capete hidrofile. Locurile de acizi grași sunt direcționate în interiorul celulei, sub formă de cozi hidrofobe. Partea hidrofobă interacționează cu lipidele vecine, ceea ce asigură atașarea acestora între ele. Stratul dublu are permeabilitate selectivă în diferite zone.

Deci, la mijloc, membrana este impermeabilă la glucoză și uree, aici trec liber substanțe hidrofobe: dioxid de carbon, oxigen, alcool. Colesterolul este important, conținutul acestuia din urmă determină vâscozitatea membranei plasmatice.

Funcțiile membranei exterioare a celulei

Caracteristicile funcțiilor sunt enumerate pe scurt în tabel:

Funcția membranei	Descriere
rol de barieră	Plasmalema îndeplinește o funcție de protecție, protejând conținutul celulei de efectele agenților străini. Datorită organizării speciale a proteinelor, lipidelor, glucidelor se asigură semipermeabilitatea membranei plasmatice.
Funcția receptorului	Prin membrana celulară, substanțele biologic active sunt activate în procesul de legare la receptori. Astfel, răspunsurile imune sunt mediate prin recunoașterea agenților străini de către aparatul receptor al celulelor localizate pe membrana celulară.
functia de transport	Prezența porilor în plasmalemă vă permite să reglați fluxul de substanțe în celulă. Procesul de transfer se desfășoară pasiv (fără consum de energie) pentru compușii cu greutate moleculară mică. Transferul activ este asociat cu consumul de energie eliberat în timpul descompunerii adenozin trifosfatului (ATP). Această metodă are loc pentru transferul compușilor organici.
Participarea la procesele de digestie	Substanțele se depun pe membrana celulară (sorbție). Receptorii se leagă de substrat, mișcându-l în interiorul celulei. Se formează o veziculă, care se află liber în interiorul celulei. Fuzionarea, astfel de vezicule formează lizozomi cu enzime hidrolitice.
Funcția enzimatică	Enzime, componente necesare digestiei intracelulare. Reacțiile care necesită participarea catalizatorilor au loc cu participarea enzimelor.

Care este importanța membranei celulare

Membrana celulară este implicată în menținerea homeostaziei datorită selectivității ridicate a substanțelor care intră și ies din celulă (în biologie aceasta se numește permeabilitate selectivă).

Excrescențe ale plasmolemei împart celula în compartimente (compartimente) responsabile cu îndeplinirea anumitor funcții. Membrane special amenajate, corespunzatoare schemei fluid-mozaic, asigura integritatea celulei.