Na čom sa podieľa plazmatická membrána? semiintegrálne membránové proteíny

Má hrúbku 8-12 nm, takže je nemožné ho preskúmať svetelným mikroskopom. Štruktúra membrány sa študuje pomocou elektrónového mikroskopu.

Plazmatická membrána je tvorená dvoma vrstvami lipidov - lipidovou vrstvou alebo dvojvrstvou. Každá molekula pozostáva z hydrofilnej hlavy a hydrofóbneho chvosta a v biologických membránach sú lipidy umiestnené s hlavami smerom von a chvostmi dovnútra.

V bilipidovej vrstve je ponorených množstvo proteínových molekúl. Niektoré z nich sú na povrchu membrány (vonkajšie alebo vnútorné), iné prenikajú cez membránu.

Funkcie plazmatickej membrány

Membrána chráni obsah bunky pred poškodením, udržuje tvar bunky, selektívne odovzdáva potrebné látky do bunky a odvádza metabolické produkty a zabezpečuje aj komunikáciu medzi bunkami.

Bariérová, vymedzujúca funkcia membrány poskytuje dvojitú vrstvu lipidov. Nedovoľuje, aby sa obsah bunky šíril, premiešaval s prostredím alebo medzibunkovou tekutinou a zabraňuje prenikaniu nebezpečných látok do bunky.

Množstvo najdôležitejších funkcií cytoplazmatickej membrány sa vykonáva vďaka proteínom, ktoré sú v nej ponorené. Pomocou receptorových proteínov dokáže na svojom povrchu vnímať rôzne podráždenia. Transportné proteíny tvoria najtenšie kanály, ktorými draslík, vápnik a iné ióny malého priemeru prechádzajú do bunky a von z bunky. Bielkoviny – samy o sebe zabezpečujú životne dôležité procesy.

Veľké častice potravy, ktoré nie sú schopné prejsť cez tenké membránové kanály, vstupujú do bunky fagocytózou alebo pinocytózou. Všeobecný názov týchto procesov je endocytóza.

Ako vzniká endocytóza - prenikanie veľkých častíc potravy do bunky

Častica potravy prichádza do kontaktu s vonkajšou membránou bunky a na tomto mieste vzniká invaginácia. Potom sa častica, obklopená membránou, dostane do bunky, vytvorí sa tráviaca a do vytvorenej vezikuly prenikajú tráviace enzýmy.

Biele krvinky, ktoré dokážu zachytiť a stráviť cudzie baktérie, sa nazývajú fagocyty.

V prípade pinocytózy invaginácia membrány nezachytáva pevné častice, ale kvapôčky kvapaliny s látkami rozpustenými v nej. Tento mechanizmus je jednou z hlavných ciest prieniku látok do bunky.

Rastlinné bunky pokryté cez membránu pevnou vrstvou bunkovej steny nie sú schopné fagocytózy.

Reverzný proces endocytózy je exocytóza. Syntetizované látky (napríklad hormóny) sa nabaľujú do membránových vezikúl, približujú sa, sú v nich vložené a obsah vezikuly je vypudzovaný z bunky. Bunka sa tak môže zbaviť aj nepotrebných produktov metabolizmu.

Univerzálna biologická membrána tvorené dvojitou vrstvou molekúl fosfolipidov s celkovou hrúbkou 6 mikrónov. V tomto prípade sú hydrofóbne chvosty fosfolipidových molekúl otočené dovnútra, smerom k sebe, a polárne hydrofilné hlavy sú otočené smerom von z membrány, smerom k vode. Lipidy poskytujú hlavné fyzikálno-chemické vlastnosti membrán, najmä ich plynulosť pri telesnej teplote. V tejto lipidovej dvojitej vrstve sú vložené proteíny.

Delia sa na integrálne(prenikajú celou lipidovou dvojvrstvou), polointegrálny(prenikajú až do polovice lipidovej dvojvrstvy), alebo povrchové (umiestnené na vnútornom alebo vonkajšom povrchu lipidovej dvojvrstvy).

Molekuly proteínov sa zároveň nachádzajú v lipidovej dvojvrstve mozaikovo a vďaka tekutosti membrán môžu „plávať“ v „lipidovom mori“ ako ľadovce. Podľa ich funkcie môžu byť tieto proteíny štrukturálne(zachovať určitú štruktúru membrány), receptor(tvorba receptorov pre biologicky aktívne látky), dopravy(uskutočňujú transport látok cez membránu) a enzymatické(katalyzovať určité chemické reakcie). Toto je v súčasnosti najviac uznávané model tekutej mozaiky Biologická membrána bola navrhnutá v roku 1972 Singerom a Nikolsonom.

Membrány plnia v bunke vymedzovaciu funkciu. Rozdeľujú bunku na kompartmenty, kompartmenty, v ktorých môžu procesy a chemické reakcie prebiehať nezávisle od seba. Napríklad agresívne hydrolytické enzýmy lyzozómov, ktoré sú schopné rozložiť väčšinu organických molekúl, sú od zvyšku cytoplazmy oddelené membránou. V prípade jeho zničenia dochádza k samotráveniu a bunkovej smrti.

Rôzne biologické bunkové membrány, ktoré majú spoločný štruktúrny plán, sa líšia svojim chemickým zložením, organizáciou a vlastnosťami v závislosti od funkcií štruktúr, ktoré tvoria.

Plazmatická membrána, štruktúra, funkcie.

Cytolema je biologická membrána, ktorá obklopuje vonkajšiu časť bunky. Toto je najhrubšia (10 nm) a komplexne organizovaná bunková membrána. Je založená na univerzálnej biologickej membráne, pokrytej zvonku glykokalyx a zvnútra, zo strany cytoplazmy, submembránová vrstva(Obr. 2-1B). Glykokalyx(hrúbka 3-4 nm) je reprezentovaná vonkajšími, sacharidovými úsekmi komplexných proteínov - glykoproteínov a glykolipidov, ktoré tvoria membránu. Tieto sacharidové reťazce zohrávajú úlohu receptorov, ktoré zabezpečujú, že bunka rozpoznáva susedné bunky a medzibunkovú látku a interaguje s nimi. Táto vrstva zahŕňa aj povrchové a semiintegrálne proteíny, ktorých funkčné miesta sa nachádzajú v supramembránovej zóne (napríklad imunoglobulíny). Glykokalyx obsahuje receptory histokompatibility, receptory pre mnohé hormóny a neurotransmitery.

Submembrána, kortikálna vrstva Tvoria ho mikrotubuly, mikrofibrily a kontraktilné mikrofilamenty, ktoré sú súčasťou bunkového cytoskeletu. Submembránová vrstva udržuje tvar bunky, vytvára jej elasticitu a zabezpečuje zmeny na povrchu bunky. Vďaka tomu sa bunka podieľa na endo- a exocytóze, sekrécii a pohybe.

Cytolemma spĺňa kopa funkcie:

1) ohraničujúce (cytolema oddeľuje, ohraničuje bunku od okolia a zabezpečuje jej spojenie s vonkajším prostredím);

2) rozpoznanie iných buniek touto bunkou a pripojenie k nim;

3) rozpoznanie medzibunkovej látky bunkou a pripojenie k jej prvkom (vlákna, bazálna membrána);

4) transport látok a častíc do a von z cytoplazmy;

5) interakcia so signálnymi molekulami (hormóny, mediátory, cytokíny) v dôsledku prítomnosti špecifických receptorov pre ne na jeho povrchu;

1. zabezpečuje pohyb buniek (tvorba pseudopódií) v dôsledku spojenia cytolemy s kontraktilnými prvkami cytoskeletu.

Cytolema obsahuje početné receptory, prostredníctvom ktorých biologicky aktívne látky ( ligandy, signálne molekuly, prví poslovia: hormóny, mediátory, rastové faktory) pôsobia na bunku. Receptory sú geneticky určené makromolekulárne senzory (proteíny, glyko- a lipoproteíny) zabudované do cytolemy alebo umiestnené vo vnútri bunky a špecializované na vnímanie špecifických signálov chemickej alebo fyzikálnej povahy. Biologicky aktívne látky pri interakcii s receptorom spôsobujú kaskádu biochemických zmien v bunke, pričom sa transformujú na špecifickú fyziologickú odpoveď (zmenu funkcie bunky).

Všetky receptory majú spoločný štruktúrny plán a pozostávajú z troch častí: 1) supramembrána, ktorá interaguje s látkou (ligandom); 2) intramembránový, vykonávajúci prenos signálu a 3) intracelulárny, ponorený do cytoplazmy.

Typy medzibunkových kontaktov.

Cytolema sa podieľa aj na tvorbe špeciálnych štruktúr - medzibunkové spojenia, kontakty, ktoré poskytujú úzku interakciu medzi susednými bunkami. Rozlišovať jednoduché A komplexné medzibunkové spojenia. IN jednoduché Na medzibunkových spojeniach sa cytolemy buniek k sebe približujú na vzdialenosť 15-20 nm a molekuly ich glykokalyx navzájom interagujú (obr. 2-3). Niekedy sa výbežok cytolemy jednej bunky dostane do priehlbiny susednej bunky, čím sa vytvoria zúbkované a prstovité spojenia (spojenia „ako zámok“).

Komplexné medzibunkové spojenia sú niekoľkých typov: zamykanie, zapínanie A komunikácia(Obr. 2-3). TO zamykanie zlúčeniny zahŕňajú tesný kontakt alebo blokovacia zóna. Zároveň integrálne proteíny glykokalyx susedných buniek tvoria akúsi sieťovú sieť pozdĺž obvodu susedných epiteliálnych buniek v ich apikálnych častiach. Vďaka tomu sú medzibunkové medzery uzamknuté, ohraničené od vonkajšieho prostredia (obr. 2-3).

Ryža. 2-3. Rôzne typy medzibunkových spojení.

1. Jednoduché pripojenie.
2. Tesné spojenie.
3. Lepiaca páska.
4. Desmosome.
5. Hemidesmozóm.
6. Štrbinové (komunikačné) pripojenie.
7. Microvilli.

(Podľa Yu. I. Afanasieva, N. A. Yurina).

TO prepojenie kotviace zlúčeniny zahŕňajú lepidlo pás A desmozómy. Lepiaca páska umiestnené okolo apikálnych častí buniek jednovrstvového epitelu. V tejto zóne vzájomne interagujú integrálne glykokalyxové glykoproteíny susedných buniek a z cytoplazmy sa k nim približujú submembránové proteíny vrátane zväzkov aktínových mikrofilament. Desmozómy (adhézne náplasti)– párové štruktúry s veľkosťou približne 0,5 µm. V nich úzko interagujú glykoproteíny cytolemy susedných buniek a zo strany buniek v týchto oblastiach sú do cytolemy vpletené zväzky intermediárnych filamentov bunkového cytoskeletu (obr. 2-3).

TO komunikačné spojenia odkazovať gap junctions (nexusy) a synapsie. Nexusy majú veľkosť 0,5-3 mikrónov. V nich sa cytolemy susedných buniek zbiehajú až do 2-3 nm a majú početné iónové kanály. Prostredníctvom nich môžu ióny prechádzať z jednej bunky do druhej, pričom prenášajú vzruch napríklad medzi bunkami myokardu. synapsie charakteristické pre nervové tkanivo a nachádzajú sa medzi nervovými bunkami, ako aj medzi nervovými a efektorovými bunkami (svalové, žľazové). Majú synaptickú štrbinu, kde sa pri prechode nervového vzruchu z presynaptickej časti synapsie uvoľní neurotransmiter, ktorý prenáša nervový vzruch do ďalšej bunky (podrobnejšie v kapitole „Nervové tkanivo“).

plazmatická membrána , alebo plazmalema,- najstálejšia, základná, univerzálna membrána pre všetky bunky. Je to najtenší (asi 10 nm) film pokrývajúci celú bunku. Plazmalemu tvoria molekuly proteínov a fosfolipidov (obr. 1.6).

Molekuly fosfolipidov sú usporiadané v dvoch radoch – s hydrofóbnymi koncami dovnútra, hydrofilnými hlavami smerom do vnútorného a vonkajšieho vodného prostredia. Na niektorých miestach je dvojvrstva (dvojvrstva) fosfolipidov preniknutá proteínovými molekulami (integrálne proteíny). Vo vnútri takýchto proteínových molekúl sú kanály - póry, cez ktoré prechádzajú látky rozpustné vo vode. Iné proteínové molekuly prenikajú polovicou lipidovej dvojvrstvy z jednej alebo druhej strany (semiintegrálne proteíny). Na povrchu membrán eukaryotických buniek sú periférne proteíny. Molekuly lipidov a proteínov sú držané pohromade hydrofilno-hydrofóbnymi interakciami.

Vlastnosti a funkcie membrán. Všetky bunkové membrány sú pohyblivé tekuté štruktúry, pretože molekuly lipidov a proteínov nie sú spojené kovalentnými väzbami a sú schopné sa pomerne rýchlo pohybovať v rovine membrány. Vďaka tomu môžu membrány meniť svoju konfiguráciu, t.j. majú tekutosť.

Membrány sú veľmi dynamické štruktúry. Rýchlo sa zotavujú z poškodenia a tiež sa naťahujú a sťahujú bunkovými pohybmi.

Membrány rôznych typov buniek sa výrazne líšia tak chemickým zložením, ako aj relatívnym obsahom proteínov, glykoproteínov a lipidov v nich, a teda aj povahou receptorov v nich prítomných. Každý bunkový typ sa preto vyznačuje osobitosťou, ktorá je určená hlavne glykoproteíny. Zapojené sú glykoproteíny s rozvetveným reťazcom vyčnievajúce z bunkovej membrány rozpoznávanie faktorov vonkajšieho prostredia, ako aj pri vzájomnom rozpoznávaní príbuzných buniek. Napríklad vajíčko a spermie sa navzájom rozpoznávajú podľa povrchových glykoproteínov, ktoré do seba zapadajú ako samostatné prvky celej štruktúry. Takéto vzájomné uznávanie je nevyhnutnou etapou pred oplodnením.

Podobný jav sa pozoruje v procese diferenciácie tkanív. V tomto prípade sa bunky podobnej štruktúry pomocou rozpoznávania úsekov plazmalemy správne orientujú voči sebe navzájom, čím sa zabezpečuje ich adhézia a tvorba tkaniva. Súvisí s uznaním regulácia dopravy molekuly a ióny cez membránu, ako aj imunologickú odpoveď, v ktorej glykoproteíny zohrávajú úlohu antigénov. Cukry tak môžu fungovať ako informačné molekuly (podobne ako bielkoviny a nukleové kyseliny). Membrány obsahujú aj špecifické receptory, nosiče elektrónov, konvertory energie, enzymatické proteíny. Proteíny sa podieľajú na zabezpečovaní transportu určitých molekúl do bunky alebo z bunky, vykonávajú štrukturálne spojenie cytoskeletu s bunkovými membránami alebo slúžia ako receptory na príjem a premenu chemických signálov z prostredia.

Najdôležitejšou vlastnosťou membrány je tiež selektívna priepustnosť. To znamená, že molekuly a ióny ním prechádzajú rôznou rýchlosťou a čím väčšia je veľkosť molekúl, tým pomalšie prechádzajú cez membránu. Táto vlastnosť definuje plazmatickú membránu ako osmotickú bariéru. Voda a plyny v nej rozpustené majú maximálnu penetračnú silu; ióny prechádzajú cez membránu oveľa pomalšie. Difúzia vody cez membránu sa nazýva osmóza.

Existuje niekoľko mechanizmov na transport látok cez membránu.

Difúzia- prienik látok cez membránu pozdĺž koncentračného gradientu (z oblasti, kde je ich koncentrácia vyššia, do oblasti, kde je ich koncentrácia nižšia). Difúzny transport látok (voda, ióny) sa uskutočňuje za účasti membránových proteínov, ktoré majú molekulárne póry, alebo za účasti lipidovej fázy (u látok rozpustných v tukoch).

S uľahčenou difúzioušpeciálne membránové nosné proteíny sa selektívne viažu na jeden alebo iný ión alebo molekulu a prenášajú ich cez membránu pozdĺž koncentračného gradientu.

aktívny transport je spojená s nákladmi na energiu a slúži na transport látok proti ich koncentračnému gradientu. On uskutočňujú špeciálne nosné proteíny, ktoré tvoria tzv iónové čerpadlá. Najviac študovaná je Na - / K - pumpa v živočíšnych bunkách, ktorá aktívne odčerpáva Na + ióny, pričom absorbuje K - ióny. Vďaka tomu sa v bunke udržiava veľká koncentrácia K - a nižšia Na + v porovnaní s prostredím. Tento proces spotrebúva energiu ATP.

V dôsledku aktívneho transportu pomocou membránovej pumpy sa v bunke reguluje aj koncentrácia Mg 2- a Ca 2+.

V procese aktívneho transportu iónov do bunky prenikajú cez cytoplazmatickú membránu rôzne cukry, nukleotidy a aminokyseliny.

Cez bunkové membrány na rozdiel od iónov a monomérov neprechádzajú makromolekuly proteínov, nukleových kyselín, polysacharidov, lipoproteínových komplexov atď. K transportu makromolekúl, ich komplexov a častíc do bunky dochádza úplne iným spôsobom – endocytózou. O endocytóza (endo...- vo vnútri) určitá časť plazmalemy zachytáva a akoby obaluje extracelulárny materiál a uzatvára ho do membránovej vakuoly, ktorá vznikla v dôsledku invaginácie membrány. Následne je takáto vakuola napojená na lyzozóm, ktorého enzýmy štiepia makromolekuly na monoméry.

Reverzný proces endocytózy je exocytóza (exo...- vonku). Vďaka nemu bunka odstraňuje vnútrobunkové produkty alebo nestrávené zvyšky uzavreté vo vakuolách alebo pu-

bubliny. Vezikula sa priblíži k cytoplazmatickej membráne, splynie s ňou a jej obsah sa uvoľní do okolia. Ako sa vylučujú tráviace enzýmy, hormóny, hemicelulóza atď.

Biologické membrány, ako hlavné štrukturálne prvky bunky, teda neslúžia len ako fyzikálne hranice, ale ako dynamické funkčné povrchy. Na membránach organel sa uskutočňujú početné biochemické procesy, ako je aktívna absorpcia látok, premena energie, syntéza ATP atď.

Funkcie biologických membrán nasledujúci:

Vymedzujú obsah bunky od vonkajšieho prostredia a obsah organel od cytoplazmy.

Zabezpečujú transport látok do bunky az bunky, z cytoplazmy do organel a naopak.

Plnia úlohu receptorov (prijímanie a konvertovanie signálov z okolia, rozpoznávanie bunkových látok a pod.).

Sú to katalyzátory (zabezpečujúce membránové chemické procesy).

Podieľajte sa na transformácii energie.

Bunková membrána, tiež nazývaná plazmaléma, cytolema alebo plazmatická membrána, je molekulárna štruktúra, ktorá je svojou povahou elastická a je tvorená rôznymi proteínmi a lipidmi. Oddeľuje obsah akejkoľvek bunky od vonkajšieho prostredia, čím reguluje jej ochranné vlastnosti, a tiež zabezpečuje výmenu medzi vonkajším prostredím a priamo vnútorným obsahom bunky.

Plazmalema je prepážka umiestnená vo vnútri, priamo za škrupinou. Rozdeľuje bunku na určité kompartmenty, ktoré sú nasmerované do kompartmentov alebo organel. Obsahujú špeciálne podmienky prostredia. Bunková stena úplne pokrýva celú bunkovú membránu. Vyzerá to ako dvojitá vrstva molekúl.

Základné informácie

Zloženie plazmalemy sú fosfolipidy alebo, ako sa tiež nazývajú, komplexné lipidy. Fosfolipidy majú niekoľko častí: chvost a hlavu. Odborníci nazývajú hydrofóbne a hydrofilné časti: v závislosti od štruktúry živočíšnej alebo rastlinnej bunky. Sekcie, ktoré sa nazývajú hlava, smerujú dovnútra bunky a chvosty smerom von. Plazmalemy sú štrukturálne nemenné a veľmi podobné v rôznych organizmoch; najčastejšou výnimkou môže byť archaea, v ktorej sa priečky skladajú z rôznych alkoholov a glycerolu.

Hrúbka plazmy približne 10 nm.

Existujú priečky, ktoré sú na vonkajšej alebo vonkajšej strane časti susediacej s membránou - nazývajú sa povrchové. Niektoré typy proteínov môžu byť akýmsi kontaktným bodom pre bunkovú membránu a obal. Vo vnútri bunky je cytoskelet a vonkajšia stena. Určité typy integrálnych proteínov môžu byť použité ako kanály v iónových transportných receptoroch (paralelne s nervovými zakončeniami).

Ak použijete elektrónový mikroskop, môžete získať údaje, na základe ktorých môžete zostaviť schému štruktúry všetkých častí bunky, ako aj hlavných komponentov a membrán. Horné zariadenie bude pozostávať z troch podsystémov:

• komplexná supramembránová inklúzia;
• muskuloskeletálny aparát cytoplazmy, ktorý bude mať submembránovú časť.

Tento aparát možno pripísať cytoskeletu bunky. Cytoplazma s organelami a jadrom sa nazýva jadrový aparát. Cytoplazmatická alebo inými slovami plazmatická bunková membrána sa nachádza pod bunkovou membránou.

Slovo „membrána“ pochádza z latinského slova membrum, ktoré možno preložiť ako „koža“ alebo „škrupina“. Termín bol navrhnutý pred viac ako 200 rokmi a častejšie sa nazýval okraje bunky, ale v období, keď sa začali používať rôzne elektronické zariadenia, sa zistilo, že plazmatické cytolemy tvoria mnoho rôznych prvkov membrány.

Prvky sú najčastejšie štrukturálne, ako napríklad:

• mitochondrie;
• lyzozómy;
• plastidy;
• priečky.

Jedna z prvých hypotéz o molekulárnom zložení plazmalemy bola predložená v roku 1940 vedeckým inštitútom vo Veľkej Británii. Už v roku 1960 William Roberts navrhol svetu hypotézu „Na elementárnej membráne“. Predpokladala, že všetky plazmatické membrány bunky pozostávajú z určitých častí, v skutočnosti sú tvorené podľa všeobecného princípu pre všetky ríše organizmov.

Začiatkom sedemdesiatych rokov XX storočia bolo objavených veľa údajov, na základe ktorých v roku 1972 vedci z Austrálie navrhli nový mozaikovo-kvapalný model bunkovej štruktúry.

Štruktúra plazmatickej membrány

Model z roku 1972 je všeobecne uznávaný dodnes. To znamená, že v modernej vede sa rôzni vedci pracujúci so škrupinou spoliehajú na teoretickú prácu „Štruktúra biologickej membrány modelu fluidnej mozaiky“.

Proteínové molekuly sú spojené s lipidovou dvojvrstvou a úplne prestupujú celou membránou – integrálne proteíny (jeden z bežných názvov je transmembránové proteíny).

Škrupina v kompozícii má rôzne sacharidové zložky, ktoré budú vyzerať ako polysacharidový alebo sacharidový reťazec. Reťazec bude zase spojený lipidmi a proteínmi. Reťazce spojené proteínovými molekulami sa nazývajú glykoproteíny a molekuly lipidov sa nazývajú glykozidy. Sacharidy sú umiestnené na vonkajšej strane membrány a pôsobia ako receptory v živočíšnych bunkách.

Glykoproteíny – sú komplexom supramembránových funkcií. Nazýva sa aj glykokalyx (z gréckych slov glik a kalyx, čo znamená „sladký“ a „pohár“). Komplex podporuje bunkovú adhéziu.

Funkcie plazmatickej membrány

Bariéra

Pomáha oddeliť vnútorné zložky bunkovej hmoty od látok, ktoré sú vonku. Chráni telo pred vniknutím rôznych látok, ktoré mu budú cudzie, a pomáha udržiavať vnútrobunkovú rovnováhu.

Doprava

Bunka má svoj „pasívny transport“ a využíva ho na zníženie spotreby energie. Transportná funkcia funguje v nasledujúcich procesoch:

• endocytóza;
• exocytóza;
• metabolizmus sodíka a draslíka.

Na vonkajšej strane membrány sa nachádza receptor, na mieste ktorého dochádza k miešaniu hormónov a rôznych regulačných molekúl.

Pasívna doprava Proces, pri ktorom látka prechádza membránou bez vynaloženia energie. Inými slovami, látka sa dodáva z oblasti bunky s vysokou koncentráciou na stranu, kde bude koncentrácia nižšia.

Existujú dva typy:

• jednoduchá difúzia- obsiahnuté v malých neutrálnych molekulách H2O, CO2 a O2 a niektorých hydrofóbnych organických látkach s nízkou molekulovou hmotnosťou, a preto bez problémov prechádzajú cez membránové fosfolipidy. Tieto molekuly môžu prenikať membránou, kým koncentračný gradient nie je stabilný a nezmenený.
• Uľahčená difúzia- charakteristický pre rôzne molekuly hydrofilného typu. Môžu tiež prechádzať cez membránu po koncentračnom gradiente. Proces sa však uskutoční pomocou rôznych proteínov, ktoré vytvoria špecifické kanály iónových zlúčenín v membráne.

aktívny transport- ide o pohyb rôznych komponentov cez stenu membrány na rozdiel od gradientu. Takýto prenos si vyžaduje značné výdavky na energetické zdroje v bunke. Najčastejšie je to aktívny transport, ktorý je hlavným zdrojom spotreby energie.

Existuje niekoľko odrôd aktívny transport za účasti nosných proteínov:

• Sodno-draselná pumpa. Získanie potrebných minerálov a stopových prvkov bunkou.
• Endocytóza- proces, pri ktorom bunka zachytáva pevné častice (fagocytóza) alebo rôzne kvapky akejkoľvek tekutiny (pinocytóza).
• Exocytóza- proces, pri ktorom sa určité častice uvoľňujú z bunky do vonkajšieho prostredia. Tento proces je protiváhou endocytózy.

Termín "endocytóza" pochádza z gréckych slov "enda" (zvnútra) a "ketóza" (pohár, nádoba). Proces charakterizuje zachytenie vonkajšej kompozície bunkou a uskutočňuje sa počas výroby membránových vezikúl. Tento termín navrhol v roku 1965 belgický profesor cytológie Christian Bales, ktorý študoval absorpciu rôznych látok bunkami cicavcov, ako aj fagocytózu a pinocytózu.

Fagocytóza

Vyskytuje sa, keď bunka zachytáva určité pevné častice alebo živé bunky. A pinocytóza je proces, pri ktorom bunka zachytáva kvapky kvapaliny. Fagocytóza (z gréckych slov „požierač“ a „zásobník“) je proces, pri ktorom sa zachytávajú a konzumujú veľmi malé predmety voľne žijúcich živočíchov, ako aj pevné časti rôznych jednobunkových organizmov.

Objav procesu patrí fyziológovi z Ruska – Vjačeslavovi Ivanovičovi Mečnikovovi, ktorý proces priamo určil, pričom robil rôzne testy s hviezdicami a drobnými dafniami.

Výživa jednobunkových heterotrofných organizmov je založená na ich schopnosti tráviť a zachytávať rôzne častice.

Mechnikov opísal algoritmus absorpcie baktérií amébou a všeobecný princíp fagocytózy:

• adhézia - adhézia baktérií na bunkovú membránu;
• absorpcia;
• tvorba vezikuly s bakteriálnou bunkou;
• bublanie bubliny.

Na základe toho sa proces fagocytózy skladá z nasledujúcich etáp:

1. Absorbovaná častica je pripojená k membráne.
2. Obklopenie absorbovanej častice membránou.
3. Tvorba membránového vezikula (fagozómu).
4. Oddelenie membránového vezikula (fagozómu) do vnútra bunky.
5. Asociácia fagozómu a lyzozómu (trávenie), ako aj vnútorný pohyb častíc.

Je možné pozorovať úplné alebo čiastočné trávenie.

V prípade čiastočného trávenia sa najčastejšie vytvorí zvyškové teliesko, ktoré zostane nejaký čas vo vnútri bunky. Tie zvyšky, ktoré nebudú štiepené, sú z bunky odobraté (evakuované) exocytózou. V priebehu evolúcie sa táto funkcia fagocytárnej náchylnosti postupne oddelila a presunula z rôznych jednobunkových buniek do špecializovaných buniek (ako sú tráviace bunky v coelenterátoch a hubách) a potom do špeciálnych buniek u cicavcov a ľudí.

Lymfocyty a leukocyty v krvi sú predisponované k fagocytóze. Samotný proces fagocytózy si vyžaduje veľký výdaj energie a je priamo spojený s aktivitou vonkajšej bunkovej membrány a lyzozómu, ktoré obsahujú tráviace enzýmy.

pinocytóza

Pinocytóza je zachytenie tekutiny, v ktorej sa nachádzajú rôzne látky, povrchom bunky. Objav fenoménu pinocytózy patrí vedcovi Fitzgeraldovi Lewisovi. Táto udalosť sa odohrala v roku 1932.

Pinocytóza je jedným z hlavných mechanizmov, ktorými makromolekulárne zlúčeniny vstupujú do bunky, napríklad rôzne glykoproteíny alebo rozpustné proteíny. Pinocytotická aktivita je zase nemožná bez fyziologického stavu bunky a závisí od jej zloženia a zloženia prostredia. Najaktívnejšiu pinocytózu môžeme pozorovať u améb.

U ľudí sa pinocytóza pozoruje v črevných bunkách, v cievach, obličkových tubuloch a tiež v rastúcich oocytoch. Na znázornenie procesu pinocytózy, ktorý sa uskutoční pomocou ľudských leukocytov, je možné vytvoriť výčnelok plazmatickej membrány. V tomto prípade budú časti šnurované a oddelené. Proces pinocytózy vyžaduje výdaj energie.

Kroky v procese pinocytózy:

1. Na vonkajšej bunkovej plazmaleme sa objavujú tenké výrastky, ktoré obklopujú kvapky tekutiny.
2. Táto časť vonkajšieho obalu sa stáva tenšou.
3. Tvorba membránovej vezikuly.
4. Stena prerazí (zlyhá).
5. Vezikula sa pohybuje v cytoplazme a môže fúzovať s rôznymi vezikulami a organelami.

Exocytóza

Termín pochádza z gréckych slov "exo" - vonkajší, vonkajší a "cytóza" - nádoba, miska. Proces spočíva v uvoľnení určitých častíc bunkovou časťou do vonkajšieho prostredia. Proces exocytózy je opakom pinocytózy.

V procese ekocytózy bubliny intracelulárnej tekutiny opúšťajú bunku a prechádzajú na vonkajšiu membránu bunky. Obsah vo vnútri vezikúl sa môže uvoľniť von a bunková membrána sa spojí s obalom vezikúl. Väčšina makromolekulárnych zlúčenín sa teda bude vyskytovať týmto spôsobom.

Exocytóza vykonáva množstvo úloh:

• dodanie molekúl do vonkajšej bunkovej membrány;
• transport látok, ktoré budú potrebné pre rast a zväčšenie plochy membrány, v bunke, napríklad určitých proteínov alebo fosfolipidov;
• uvoľnenie alebo spojenie rôznych častí;
• vylučovanie škodlivých a toxických produktov, ktoré sa objavujú počas metabolizmu, napríklad kyselina chlorovodíková vylučovaná bunkami žalúdočnej sliznice;
• transport pepsinogénu, ako aj signálnych molekúl, hormónov či neurotransmiterov.

Špecifické funkcie biologických membrán:

• generovanie impulzu, ktorý sa vyskytuje na nervovej úrovni vo vnútri neurónovej membrány;
• syntéza polypeptidov, ako aj lipidov a uhľohydrátov hrubej a hladkej siete endoplazmatického retikula;
• zmena svetelnej energie a jej premena na chemickú energiu.

Video

Z nášho videa sa dozviete veľa zaujímavých a užitočných vecí o štruktúre bunky.

Nedostali ste odpoveď na svoju otázku? Navrhnite autorom tému.

Biologické membrány tvoria základ štrukturálnej organizácie bunky. Plazmatická membrána (plazmalema) je membrána, ktorá obklopuje cytoplazmu živej bunky. Membrány sú tvorené lipidmi a proteínmi. Lipidy (hlavne fosfolipidy) tvoria dvojitú vrstvu, v ktorej hydrofóbne „chvosty“ molekúl smerujú dovnútra membrány a hydrofilné chvosty k jej povrchom. Proteínové molekuly môžu byť umiestnené na vonkajšom a vnútornom povrchu membrány, môžu byť čiastočne ponorené do lipidovej vrstvy alebo cez ňu preniknúť. Väčšina ponorených membránových proteínov sú enzýmy. Ide o fluidno-mozaikový model štruktúry plazmatickej membrány. Molekuly bielkovín a lipidov sú mobilné, čo zabezpečuje dynamiku membrány. Membrány tiež obsahujú sacharidy vo forme glykolipidov a glykoproteínov (glycocalix) umiestnených na vonkajšom povrchu membrány. Súbor bielkovín a sacharidov na povrchu membrány každej bunky je špecifický a je akýmsi indikátorom typu bunky.

Funkcie membrány:

1. Delenie. Spočíva vo vytvorení bariéry medzi vnútorným obsahom bunky a vonkajším prostredím.
2. Zabezpečenie výmeny látok medzi cytoplazmou a vonkajším prostredím. Voda, ióny, anorganické a organické molekuly vstupujú do bunky (transportná funkcia). Produkty vznikajúce v bunke (sekrečná funkcia) sa vylučujú do vonkajšieho prostredia.
3. Doprava. Transport cez membránu môže prebiehať rôznymi spôsobmi. Pasívny transport sa uskutočňuje bez výdaja energie, jednoduchou difúziou, osmózou alebo uľahčenou difúziou pomocou nosných proteínov. Aktívny transport sa uskutočňuje prostredníctvom nosných proteínov a vyžaduje vstup energie (napr. sodíkovo-draslíková pumpa). materiál zo stránky

Veľké molekuly biopolymérov vstupujú do bunky v dôsledku endocytózy. Delí sa na fagocytózu a pinocytózu. Fagocytóza je zachytávanie a absorpcia veľkých častíc bunkou. Tento jav prvýkrát opísal I.I. Mečnikov. Najprv látky priľnú k plazmatickej membráne, k špecifickým receptorovým proteínom, potom membrána klesne a vytvorí sa priehlbina.

Vytvára sa tráviaca vakuola. Trávi látky, ktoré sa dostali do bunky. U ľudí a zvierat sú leukocyty schopné fagocytózy. Leukocyty pohlcujú baktérie a iné pevné častice.

Pinocytóza je proces zachytávania a absorpcie kvapiek kvapaliny s látkami rozpustenými v nej. Látky priľnú k membránovým proteínom (receptorom) a kvapka roztoku je obklopená membránou, čím sa vytvorí vakuola. Pri výdaji energie ATP dochádza k pinocytóze a fagocytóze.

1. Tajomstvo. Sekrécia - uvoľňovanie látok syntetizovaných v bunke bunkou do vonkajšieho prostredia. Hormóny, polysacharidy, proteíny, tukové kvapôčky sú uzavreté vo vezikulách viazaných na membránu a približujú sa k plazmaleme. Membrány sa spájajú a obsah vezikuly sa uvoľňuje do prostredia obklopujúceho bunku.
2. Spojenie buniek v tkanive (v dôsledku zložených výrastkov).
3. Receptor. V membránach sa nachádza veľké množstvo receptorov – špeciálnych proteínov, ktorých úlohou je prenášať signály zvonku do vnútra bunky.

Nenašli ste, čo ste hľadali? Použite vyhľadávanie

Na tejto stránke sú materiály k témam:

• štruktúra a funkcia plazmatickej membrány
• štruktúra a funkcia plazmatickej membrány
• krátkodobú štruktúru a funkcie plazmatickej membrány
• plazmatická membrána krátko
• štruktúra a funkcia bunkovej membrány krátko