Membranat citoplazmike kanë një natyrë. Membranat biologjike
100 RUR bonus për porosinë e parë
Zgjidh llojin e punës Puna e diplomës Puna e kursit Punimi i lëndës Abstrakt Punimi i magjistraturës Raport praktike Artikull Raport Rishikim Punë testimi Monografi Zgjidhja e problemeve Plan biznesi Përgjigjet e pyetjeve Punë krijuese Ese Vizatim Ese Përkthimi Prezantime Shtypje Tjetër Rritja e veçantisë së tekstit Punimi i magjistraturës Punë laboratorike Ndihmë online
Zbuloni çmimin
Në varësi të llojit të baktereve, membrana citoplazmike përbën 8-15% të masës së thatë të qelizës. Përbërja e tij kimike përfaqësohet nga një kompleks protein-lipid, në të cilin pjesa e proteinave është 50-75%, dhe pjesa e lipideve është 15-50%. Përbërësi kryesor lipidik i membranës janë fosfolipidet. Fraksioni proteinik i membranës citoplazmike përfaqësohet nga proteina strukturore me aktivitet enzimatik. Përbërja proteinike e membranës citoplazmike është e larmishme. Kështu, membrana citoplazmike e baktereve Escherichia coli përmban rreth 120 proteina të ndryshme. Përveç kësaj, një sasi e vogël e karbohidrateve u gjet në membranat.
Membrana citoplazmike e baktereve është përgjithësisht e ngjashme në përbërjen kimike me membranat e qelizave eukariote, por membranat bakteriale janë më të pasura me proteina, përmbajnë acide yndyrore të pazakonta dhe përgjithësisht mungojnë sterole.
Modeli fluid-mozaik i zhvilluar për membranat eukariote është i zbatueshëm për strukturën e membranës citoplazmike të baktereve. Sipas këtij modeli, membrana përbëhet nga një shtresë e dyfishtë lipidike. "Skajet" hidrofobike të molekulave të fosfolipideve dhe triglicerideve janë të drejtuara nga brenda, dhe
"kokat" hidrofile - nga jashtë. Molekulat e proteinave janë të ngulitura në shtresën e dyfishtë lipidike. Në bazë të vendndodhjes dhe natyrës së ndërveprimit me shtresën e dyfishtë lipidike, proteinat e membranës citoplazmike ndahen në periferike dhe integrale.
Proteinat periferike lidhen me sipërfaqen e membranës dhe lahen lehtësisht prej saj kur ndryshon forca jonike e tretësit. Proteinat periferike përfshijnë dehidrogjenazat NAD H2, si dhe disa proteina të përfshira në kompleksin ATPase, etj.
Kompleksi ATPase është një grup nën-njësive proteinike të rregulluara në një mënyrë të caktuar, në kontakt me citoplazmën, hapësirën periplazmike dhe duke formuar një kanal nëpër të cilin lëvizin protonet.
Proteinat integrale përfshijnë proteina që janë pjesërisht ose plotësisht të zhytura në trashësinë e membranës dhe ndonjëherë depërtojnë nëpër të. Lidhja e proteinave integrale me lipidet përcaktohet kryesisht nga ndërveprimet hidrofobike.
Proteinat integrale të membranës së baktereve E. coli përfshijnë, për shembull, citokrom b dhe proteinat hekur-squfur.
Membrana citoplazmike kryen një sërë funksionesh thelbësore për qelizën:
Ruajtja e qëndrueshmërisë së brendshme të citoplazmës qelizore. Kjo arrihet për shkak të vetive unike të membranës citoplazmike - gjysmëpërshkueshmërisë së saj. Është i depërtueshëm ndaj ujit dhe substancave me peshë të ulët molekulare, por jo i përshkueshëm nga komponimet e jonizuara.
Transporti i substancave të tilla në qelizë dhe dalja jashtë kryhet për shkak të sistemeve të specializuara të transportit që janë të lokalizuara në membranë. Sisteme të tilla transporti funksionojnë përmes mekanizmave aktivë të transportit dhe një sistemi enzimash specifike të permeazës;
Transporti i substancave në qelizë dhe largimi i tyre jashtë;
Zinxhiri i transportit të elektroneve dhe enzimat e fosforilimit oksidativ lokalizohen në membranën citoplazmike;
Membrana citoplazmike shoqërohet me sintezën e murit qelizor dhe kapsulës për shkak të pranisë në të të bartësve specifikë për molekulat që i formojnë ato;
Flagjelat janë ngjitur në membranën citoplazmike. Furnizimi me energji për flagjelat shoqërohet me membranën citoplazmike.
Mezozomet janë invaginime të membranës citoplazmike në citoplazmë. (lamelar (lamelar), vezikular (në formë flluske) dhe tubular (tubular))
Në qelizat e disa baktereve gjenden edhe mezozome të një lloji të përzier: të përbëra nga lamela, tuba dhe vezikula. Mezozomet e organizuara komplekse dhe të zhvilluara mirë janë karakteristikë e baktereve gram-pozitive. Në bakteret gram-negative ato janë shumë më pak të zakonshme dhe janë relativisht të thjeshta të organizuara. Në bazë të vendndodhjes së tyre në qelizë, dallohen mezozomet, të formuar në zonën e ndarjes qelizore dhe formimin e septumit tërthor; mezozomet në të cilat është ngjitur nukleoidi; mezozomet e formuara si rezultat i invaginimit të seksioneve periferike të membranës citoplazmike.
Nën murin qelizor bakterial ndodhet membrana citoplazmike (CPM). Ai ndan përmbajtjen e qelizës nga muri qelizor dhe është një strukturë thelbësore e çdo qelize.
Trashësia e CPM bakteriale është zakonisht rreth 6-8 nm. Ajo përbën deri në 15% të masës së thatë të qelizës. Ai përbëhet nga lipide (15-45%), proteina (45-60%) dhe një sasi e vogël karbohidratesh (rreth 10%). Lipidet përfaqësohen nga fosfolipide - deri në 30% të peshës së thatë të membranës. Midis tyre, mbizotërojnë gliceroli fosfatidil dhe gliceridi difosfatidil (kardiolipina) - një përbërës thelbësor i membranave mitokondriale të eukarioteve. Sasi më të vogla përmbajnë fosfatidilinositol dhe fosfatid yl-
etanolamina Përveç fosfolipideve, në membranë u gjetën glikolipide të ndryshme, sasi të vogla të karotenoideve dhe kinoneve. Në përbërjen e lipideve të përftuara nga glicerina, u identifikuan acide yndyrore atipike për membranat - të ngopura ose të pangopura me 16-18 atome karboni, si dhe acide që nuk gjenden në membranat eukariote - ciklopropani dhe acide yndyrore të degëzuara me 15-17 atome karboni. Grupi i acideve yndyrore, si dhe lipidet e membranës që përbëhen prej tyre, janë specie specifike për prokariotët.
Lipidet e membranës janë molekula të vogla polare që përmbajnë grupe hidrofile (koka) dhe hidrofobe (bisht). Në një mjedis ujor, ato formojnë spontanisht një shtresë të mbyllur bimolekulare - një shtresë e dyfishtë. Kjo shtresë shërben si një pengesë e rëndësishme për jonet dhe komponimet polare. Të organizuar në një shtresë bimolekulare, lipidet formojnë bazën strukturore të membranës, ruajnë stabilitetin mekanik dhe i japin asaj hidrofobi.
Proteinat përbëjnë më shumë se gjysmën e masës së thatë të membranës. Ka më shumë se 20 lloje të ndryshme. Bazuar në dallimet në forcën e lidhjeve me lipidet dhe vendndodhjen në membranë, proteinat ndahen në integrale dhe periferike. Proteinat integrale janë zhytur në rajonin hidrofobik të membranës, ku formojnë lidhje të shumta me zinxhirët hidrokarbure të lipideve,
duke krijuar komplekse lipoproteinike. Proteinat periferike janë të lokalizuara në sipërfaqen e shtresës hidrofile dhe shpesh lidhen me proteinat integrale (Fig. 3.14).
Fig.3.14. Struktura e membranës citoplazmike: 1 - lipide; 2 - glikoproteinat; 3 - proteinat periferike; 4 - proteinat integrale
Në bazë të funksioneve të tyre brenda membranave, proteinat e membranës mund të ndahen në dy grupe: strukturore dhe dinamike.
Funksionet e proteinave strukturore janë të kufizuara në ruajtjen e integritetit strukturor të membranës. Ato janë të vendosura në sipërfaqen e shtresës lipidike hidrofile, duke vepruar si një fashë molekulare.
Proteinat dinamike përfshijnë proteina që janë të përfshira drejtpërdrejt në të gjitha proceset që ndodhin në membranë. Ato ndahen në tre klasa: transporti, i përfshirë në transportin e komponimeve brenda dhe jashtë qelizës; katalitik, që kryen funksionet e enzimave në reaksionet që ndodhin në membranë; proteinat receptore që lidhin në mënyrë specifike disa përbërës (toksina, hormone) në pjesën e jashtme të membranës.
Karbohidratet në membranë nuk janë në gjendje të lirë, por janë të ndërlidhura me proteina dhe lipide në glikoproteina. Ata janë si
Si rregull, ato lokalizohen vetëm në sipërfaqen e jashtme të membranës dhe funksionojnë si receptorë njohës për faktorët mjedisorë.
Membrana citoplazmike e baktereve, si të gjitha membranat e tjera biologjike, është një strukturë kristalore e lëngshme asimetrike. Asimetria është për shkak të ndryshimeve në strukturën kimike të molekulave të proteinave dhe vendndodhjes së tyre në shtresën e dyfishtë lipidike të membranës. Disa proteina janë të vendosura në sipërfaqen e shtresës së dyfishtë, të tjerat janë të zhytura në trashësinë e saj dhe të tjera kalojnë nga sipërfaqja e brendshme në atë të jashtme të shtresës së dyfishtë. Orientimi i përcaktuar rreptësisht i proteinave të membranës, nga ana tjetër, është për shkak të faktit se ato sintetizohen dhe inkorporohen në membranë në mënyrë asimetrike. Sipërfaqet e jashtme dhe të brendshme të membranës gjithashtu ndryshojnë në aktivitetin enzimatik. Në varësi të kushteve (për shembull, temperatura), CPM mund të jetë në gjendje të ndryshme fazore: të lëngshme ose kristalore. Gjatë kalimit nga një fazë kristalore e lëngshme në tjetrën, lëvizshmëria e përbërësve të membranës dhe densiteti i saj i paketimit ndryshojnë, gjë që, nga ana tjetër, çon në një ndërprerje të aktivitetit të saj funksional.
Organizimi strukturor dhe funksionet e membranës citoplazmike. Për të shpjeguar natyrën dhe mekanizmin e funksioneve të shumta të CPM, më i përshtatshmi është modeli fluid-mozaik i organizimit të membranave biologjike, i propozuar nga R. Singer dhe A. Nicholson në vitin 1972. Sipas këtij modeli, membranat janë dy -tretësira dimensionale të proteinave globulare dhe lipideve të orientuara në një mënyrë të caktuar. Lipidet formojnë një shtresë të dyfishtë në të cilën "kokat" hidrofile të molekulave janë të kthyera nga jashtë, dhe "bishtet" hidrofobike janë të zhytur në trashësinë e membranës, ndërsa kanë fleksibilitet të mjaftueshëm. Lipidet e membranës dhe shumë proteina lëvizin lirshëm në shtresën e dyfishtë, por vetëm në drejtimin anësor (difuzion anësor). Në drejtimin tërthor, d.m.th., nga një sipërfaqe e membranës në të kundërtën, proteinat nuk mund të lëvizin, dhe lipidet lëvizin jashtëzakonisht ngadalë (një herë në disa orë). Arsyeja për mungesën ose aktivitetin e ulët të difuzionit tërthor duket të jetë shpërndarja asimetrike e lipideve:
Disa lipide janë më të bollshme në pjesën e jashtme të shtresës së dyfishtë, ndërsa të tjerat janë më të bollshme në pjesën e brendshme. Pasoja e kësaj është dendësia e pabarabartë e elektroneve (përçueshmëria) e shtresës së dyfishtë në drejtim tërthor.
CPM është në një gjendje kristalore të lëngshme ose të lëngshme vetëm në disa, të ashtuquajturat
temperaturat biologjike. Kur temperatura ulet (nën pikën e shkrirjes, Tm), lipidet shndërrohen në një gjendje kristalore, shkalla e viskozitetit rritet derisa membrana të ngurtësohet. Temperatura që shkakton ngurtësimin e membranës përcaktohet nga përmbajtja e të pangopurave dhe
acidet yndyrore të degëzuara. Sa më shumë të ketë në membranë, aq më e ulët është temperatura e kalimit të lipideve nga gjendja kristalore e lëngët në atë kristalore.
Prokariotët kanë aftësinë për të rregulluar rrjedhshmërinë e membranës duke ndryshuar numrin e lidhjeve të dyfishta dhe gjatësinë e zinxhirit të molekulave të acideve yndyrore. Kështu, në E. coli, kur temperatura e mjedisit ulet nga 42 ° C në 27 ° C, raporti i acideve yndyrore të ngopura dhe të pangopura në membranë zvogëlohet nga 1.6 në 1.0, d.m.th., përmbajtja e acideve yndyrore të pangopura arrin nivelin e ato të ngopura. Kjo parandalon një rritje të viskozitetit dhe siguron që qelizat të ruajnë aktivitetin fiziologjik në temperatura të ulëta.
CPM kryen funksione të shumta jetësore te prokariotët. Ato përcaktohen kryesisht nga proteinat e lokalizuara në të, të cilat veprojnë si kanale, receptorë, rigjenerues të energjisë, enzima, funksione transporti e të tjera. CPM është barriera kryesore osmotike, e cila, për shkak të pranisë së mekanizmave të transportit membranor, transporton në mënyrë selektive substancat në qelizë dhe largon produktet metabolike prej saj. Përshkueshmëria selektive e CPM është për shkak të permeazave specifike të substratit të lokalizuara në të, të cilat transportojnë në mënyrë aktive substanca të ndryshme organike dhe minerale përmes membranës. CPM përmban enzima për biosintezën e lipideve dhe makromolekulave të membranës që përbëjnë murin qelizor, membranën e jashtme dhe kapsulën. CPM është vendi i lokalizimit të enzimave redoks që kryejnë
transporti i elektroneve, fosforilimi oksidativ dhe fotosintetik, gjenerimi i energjisë elektrokimike
potenciali transmembranor (A// +) dhe kimik (ATP). CPM
n
kryen funksione të rëndësishme në biosintezën dhe translokimin e proteinave të sekretuara nga bakteret gram-negative. Biosinteza e këtyre proteinave kryhet në ribozome të lidhura me CPM. Bakteret gram-negative kanë proteina të veçanta të receptorit në CPM që "njohin" sinjalet nga nën-njësia e madhe ribozomale në lidhje me lidhjen e ribozomit dhe fillimin e sintezës së proteinave. Proteinat e receptorit të membranës ndërveprojnë me nën-njësinë e madhe të ribozomit, duke formuar një kompleks ribozomë-membranë mbi të cilin kryhet sinteza e proteinave të sekretuara. Në këtë mënyrë, për shembull, E. coli sintetizon fosfatazën alkaline, Bac. subtilis - a-amilazë. CPM gjithashtu siguron transferimin e këtyre proteinave në hapësirën periplazmike. CPM luan një rol të madh në rregullimin e ndarjes qelizore, replikimin e kromozomeve dhe plazmideve dhe ndarjen pasuese të këtyre elementeve gjenetike midis qelizave bija të sapoformuara.
Të gjithë prokariotët, së bashku me membranën citoplazmike, përmbajnë derivatet e saj - membranat ndërqelizore që kryejnë funksione të specializuara. Membrana citoplazmike është e aftë të formojë të gjitha llojet e invaginimeve (invaginacioneve). Këto invaginime përbëjnë membranat ndërqelizore, të cilat kanë gjatësi, paketim dhe lokalizim të ndryshëm në citoplazmë. Ato mund të mblidhen në topa komplekse - formacione lamelare, huall mjalti ose tuba. Membranat më pak komplekse marrin formën e sytheve të thjeshta ose tubave me gjatësi të ndryshme. Pavarësisht nga kompleksiteti i organizimit të membranave ndërqelizore, ato janë të gjitha derivate të membranës citoplazmike. Madhësia e sipërfaqes së tyre aktive tejkalon atë të membranës citoplazmike. Kjo jep bazën për të gjykuar aktivitetin e madh funksional të këtyre strukturave në qeliza.
Një aparat veçanërisht i pasur me membranë ndërqelizore gjendet në bakteret fiksuese të azotit dhe fotosintetike, Brucella dhe bakteret nitrifikuese. Bakteret fotosintetike (Rhodospirillum rubrum) kanë membrana që duken si flluska të mbyllura - vezikula. Formimi i tyre fillon me invaginimin e membranës citoplazmike, e cila më pas formon një tub. Ngushtimet shfaqen në tub, duke e ndarë atë në një seri flluskash. Këto vezikula quhen kromatofore. Ato përmbajnë pigmente që thithin dritën - bakteroklorofile dhe karotenoidë, enzima të transportit të elektroneve - ubikinone dhe citokrome, përbërës të sistemit të fosforilimit. Në disa prokariote fotosintetike, veçanërisht në bakteret e squfurit të purpurt dhe cianobakteret, aparati fotosintetik përfaqësohet nga pirgje membranash që kanë një formë të rrafshuar dhe, në analogji me granën e kloroplasteve të bimëve jeshile, quhen tilakoidë (Fig. 3.15). 
Ato përqendrojnë pigmente fotosintetike, enzima të zinxhirit të transportit të elektroneve dhe sistemet e fosforilimit. Një tipar i tilakoideve cianobakteriale është mungesa e lidhjes me membranën citoplazmike. Ky është i vetmi grup i prokariotëve që ka një sistem membranor të diferencuar.
Në bakteret nitrifikuese, aparati i membranës ndërqelizore ka formën e pllakave, ose lamelave, të përbërë nga vezikula të sheshta (Fig. 3.16). 
Nga membranat ndërqelizore, mezozomet kanë strukturën më komplekse. Janë trupa tubularë të përdredhur spirale, të sheshta ose sferikë. Mezozomet formohen gjatë ndarjes së qelizave në zonën e formimit të septumit tërthor. Ata marrin pjesë në replikimin e kromozomeve dhe shpërndarjen e gjenomeve midis qelizave bija, dhe në sintezën e substancave të murit qelizor. Për të marrë pjesë
mezozomet në ndarjen e qelizave tregohen nga lidhja e tij me ADN-në e nukleoidit. Mezozomet e zhvilluar mirë gjenden vetëm në bakteret gram-pozitive.
Informacioni i grumbulluar deri më sot sugjeron që strukturat membranore të baktereve janë mjaft të diferencuara dhe sigurojnë rrjedhën e proceseve të ndryshme metabolike në qelizë.
- Citoplazma dhe përfshirjet citoplazmike
Në citoplazmë dallohen dy fraksione. Njëra prej tyre paraqet elementet strukturore: ribozomet, aerozomet,
karboksizomet, përfshirjet ruajtëse, aparatet gjenetike, Një fraksion tjetër përmban një përzierje komplekse të ARN-së së tretshme, proteinave enzimë, pigmenteve, mineraleve, produkteve dhe substrateve të reaksioneve metabolike. Ky fraksion quhet citosol.
Për shkak të pranisë së përbërjeve të ndryshme organike, citoplazma e qelizave bakteriale karakterizohet nga viskozitet i rritur. Është 800-8000 herë më i madh se viskoziteti i ujit (duke iu afruar viskozitetit të glicerinës). Qelizat e reja në fazën e vonesës ose në fazat e hershme të fazës logaritmike kanë viskozitet më të ulët citoplazmatik; te njerëzit e moshuar, viskoziteti rritet, duke i ngjan një xheli në konsistencë. Shkalla e viskozitetit citoplazmatik karakterizon jo vetëm moshën e qelizës, por edhe aktivitetin e saj fiziologjik. Rritja e viskozitetit citoplazmatik në kulturat e vjetra është një nga faktorët përgjegjës për uljen e aktivitetit fiziologjik të qelizave. Citoplazma është mediumi që lidh të gjitha strukturat ndërqelizore në një sistem të vetëm.
Ribozomet. Citoplazma e një qelize bakteriale përmban vazhdimisht struktura sferike, me madhësi 15-20 nm, me një peshë molekulare 3106.
Ribozomet përbëhen nga 60-65% ARN ribozomale dhe 35-40% proteina. Këto të fundit janë të pasura me aminoacide bazë. Gjatë ultracentrifugimit, ribozomet bakteriale sedimentohen me një shpejtësi prej rreth 70 njësi Svedberg (S)7, kjo është arsyeja pse ato quhen 708-ribozome. Ribozomet citoplazmike të eukarioteve janë më të mëdha dhe quhen ribozome 80S (konstanta e sedimentimit të tyre është 80S).
Çdo ribozom përbëhet nga dy nënnjësi: 30S dhe 50S, të cilat ndryshojnë në madhësinë e molekulave të ARN-së dhe sasinë e proteinave që ato përmbajnë. Nën-njësia e madhe (50S) përmban dy molekula rRNA - 5S dhe 23S dhe 35 molekula të proteinave të ndryshme. Nën-njësia e vogël (30S) përfshin një molekulë prej 16 rRNA dhe 21 molekula të llojeve të ndryshme të proteinave. Numri i ribozomeve në një qelizë nuk është konstant - nga 5000 në 90000. Ai përcaktohet nga mosha e qelizës dhe kushtet e kultivimit të baktereve. Sasia minimale përmbahet në fillim të fazës së vonesës, dhe maksimumi - në fazën eksponenciale të rritjes së kulturës. Në E. coli, gjatë periudhës së rritjes aktive në një mjedis të plotë ushqyes, 5-6 ribozome sintetizohen në 1 sekondë. Shumica e tyre në citoplazmën e baktereve janë në gjendje të lirë, dhe pjesa tjetër është
S = 1 njësi swedberg = 10" 13 cm (s) njësi fushore.
të bashkuara nga vargjet e ARN-së mesazhere në polisome. Numri i ribozomeve në polisome mund të arrijë disa dhjetëra. Kjo tregon një aktivitet të lartë protein-sintetizues të qelizës, pasi ribozomet janë vendi i sintezës së proteinave. Ato quhen figurativisht "fabrika" e proteinave.
Vakuolat e gazit (aerozomet). Këto struktura janë karakteristike vetëm për disa baktere të ujit dhe tokës. Ato gjenden në bakteret fototrofike të squfurit, bakteret filamentoze pa ngjyrë, si dhe në bakteret e gjinisë Renobacter. Janë deri në 40-60 të tilla në një qelizë (Fig. 3.17). Vakuolat e gazit janë të rrethuara nga të holla 
Oriz. 3.17. Qelizë Renobacter vocuolatum me aerozome (zmadhimi x 70,000)
membrana proteinike. Ato përmbajnë flluska gazi, numri i të cilave nuk është konstant. Përbërja dhe presioni i gazit në flluska dhe aerozome përcaktohen përgjithësisht nga sasia e gazrave të tretur në mjedis. Aerozomet janë ose në gjendje të ngjeshur ose të mbushura me një medium gazi. Gjendja e tyre rregullohet nga presioni hidrostatik i mjedisit. Një rritje e mprehtë e presionit shkakton ngjeshje të aerozomeve dhe qelizat humbasin lëvizjen e tyre.
Aerozomet rregullojnë lëvizjen e qelizës, duke siguruar aftësinë për ta zhvendosur atë në kushte të favorshme të ajrimit, ndriçimit dhe përmbajtjes së lëndëve ushqyese. Një veçori e veçantë është funksionimi i tyre një herë kur mbushen me gaz. Pas ngjeshjes nën ndikimin e presionit hidrostatik, ato nuk rimbushen me gaz dhe
shkatërrohen gradualisht. Qeliza mund t'i riprodhojë ato vetëm duke i formuar përsëri.
Kur aerozomet mbushen me gaz, bakteret mbahen në sipërfaqen e ujit; kur ato ngjeshen, ato zhyten në trashësinë e tij ose vendosen në fund të rezervuarit. Kjo metodë unike e lëvizjes u zhvillua në procesin e evolucionit kryesisht në bakteret që u mungojnë flagjella dhe, rrjedhimisht, aftësia për të lëvizur në mënyrë aktive.
Fikobilizomet. Këto struktura ndërqelizore janë karakteristike për cianobakteret. Kanë formën e kokrrizave me diametër 28-55 nm dhe janë vendi i lokalizimit të pigmenteve të tretshme në ujë - fikobiliproteinave, të cilat përcaktojnë ngjyrën e cianobaktereve dhe marrin pjesë në fotosintezë.
Klorozomet, ose fshikëzat e klorobiumit, janë struktura në të cilat është lokalizuar aparati fotosintetik i baktereve jeshile të gjinisë Chlorobium. Ata kanë një formë të zgjatur, 100-150 nm të gjatë, 50-70 nm të gjerë, të rrethuar nga një membranë proteinike me një shtresë. Klorozomet janë të vendosura në një shtresë të dendur nën membranën citoplazmike, por janë të ndara fizikisht prej saj. Klorozomet e baktereve jeshile përmbajnë pigmente fotosinteze - bakteroklorofile, të cilat thithin kuantet e dritës dhe transferojnë energji në qendrat e reagimit të fotosintezës.
Karboksizomet. Qelizat e disa llojeve të prokariotëve fototrofikë (cianobakteret, disa baktere të purpurta) dhe kemolitotrofike (bakteret nitrifikuese) përmbajnë struktura në formë poliedri me madhësi 90-500 nm. Në përputhje me funksionin që kryejnë quhen karboksizome. Ato përmbajnë enzimën ribuloz difosfat karboksilazë, e cila katalizon reaksionin e dioksidit të karbonit me ribuloz difosfat në ciklin Calvin. Në bakteret autotrofike ato janë vendi i fiksimit të dioksidit të karbonit. Karboksizomet rrethohen nga një membranë proteinike me një shtresë, e cila mbron enzimën nga efektet e proteazave ndërqelizore.
Lëndët ushqyese rezervë* Përveç elementëve strukturorë të përshkruar, citoplazma e baktereve përmban granula të formave dhe madhësive të ndryshme në formën e përfshirjeve. Prania e tyre në
qeliza nuk është konstante dhe shoqërohet me përbërjen e mediumit ushqyes dhe gjendjen fiziologjike të kulturës. Shumë përfshirje citoplazmike përbëhen nga komponime që shërbejnë si burim energjie dhe burim lëndësh ushqyese. Ato zakonisht formohen në kultura në mjedise të freskëta, të pasura me lëndë ushqyese, kur rritja e qelizave pengohet për ndonjë arsye, ose pas përfundimit të një periudhe të rritjes aktive. Përbërja kimike e inkluzioneve është e ndryshme dhe jo e njëjtë në lloje të ndryshme bakteresh. Ato mund të jenë polisaharide, lipide, kristale dhe granula të substancave inorganike.
Nga polisaharidet, para së gjithash duhet të përmendim niseshtenë, glikogjenin dhe një substancë të ngjashme me niseshtenë - granulozën. Më i zakonshmi është glikogjeni. Gjendet te bacilet, salmonelat, Escherichia coli, sardelet etj. Në anaerobet spore të gjinisë Clostridium, qelizat përmbajnë granula të vogla granuloza. Këto përfshirje përdoren nga qeliza si burim energjie dhe karboni.
Lipidet grumbullohen në citoplazmën e baktereve në formën e pikave dhe kokrrave të vogla. Në shumë baktere, përfshirjet lipidike përfaqësohen nga acidi poli-p-hidroksibutirik, i cili shpesh përbën deri në 50% të biomasës së thatë të baktereve. Në këtë përbërje janë veçanërisht të pasura bakteret e gjinisë Bacillus dhe bakteret fototrofike. Acidi poli-p-hidroksibutirik sintetizohet në sasi të mëdha gjatë rritjes së mikroorganizmave në mjedise të pasura me karbohidrate. Në çdo zinxhir polilaktid, mbetjet e acidit p-hidroksibutirik përbëjnë deri në 60%, dhe për këtë arsye ky përbërës është një "magazinë" ideale e energjisë për bakteret. Disa mikroorganizma grumbullojnë dyllë dhe yndyrna neutrale (trigliceride). Kështu, në mykobakteret dhe aktinomicetet, dyllët ndonjëherë përbëjnë deri në 40% të masës së thatë; qelizat e majave të gjinisë Candida dhe Rhodotorula janë të pasura me yndyrna neutrale; numri i tyre arrin pothuajse 60%.
Të gjitha përfshirjet e lipideve në mikroorganizma shërbejnë si burim energjie dhe karboni.
Në qelizat e shumë baktereve, shpesh gjenden përfshirje të veçanta të quajtura kokrra volutine. Nga natyra kimike, volutina është një polifosfat. Emër volutin
vjen nga emri i specieve të baktereve të squfurit Spirillum volutans, në të cilat u përshkruan për herë të parë këto përfshirje. Volutin ka vetinë e metakromazisë, d.m.th. shkakton ndryshime të ngjyrave në disa ngjyra. Nëse bakteret ngjyrosen me blu metilen ose blu toluidine, kokrrat e volutinës bëhen të purpurta ose të kuqe-vjollcë. Në këtë drejtim, studiuesit V. Babes dhe E. Ernst, të cilët i përshkruan të parët këto përfshirje, i quajtën ato kokrra metakromatike. Kokrrat e volutinës kanë një formë sferike, me madhësi deri në 0,5 mikron. Ato formohen në kushte të ushqyerjes së mirë të mikroorganizmave, veçanërisht në mjedise të pasura me karbohidrate, si dhe në prani të glicerinës në mjedis. Volutin gjendet në qelizat e baktereve patogjene dhe saprofitike, për shembull, spirilla, azotobacter dhe agjenti shkaktar i difterisë.
Volutina përdoret nga qeliza kryesisht si burim i grupeve fosfate dhe pjesërisht si burim energjie.
Në bakteret e squfurit të pangjyrë dhe të purpurt, gjatë oksidimit të sulfurit, squfuri mineral depozitohet brenda qelizës në formën e pikave. Akumulimi i squfurit ndodh në mjedise të pasura me sulfur hidrogjeni H2S. Kur sulfidet janë të varfëruar nga mjedisi, bakteret përdorin squfur ndërqelizor. Për bakteret e pangjyrë të squfurit shërben si burim energjie, për bakteret e squfurit të purpurt fotosintetike shërben si dhurues i elektroneve.
Në cianobakteret, substanca rezervë është cianofizina. Është një polipeptid i përbërë nga arginina dhe acidi aspartik. Shërben si burim azoti kur ka mungesë të tij në mjedis. Akumulimi i granulave të cianofizinës ndodh në fazën stacionare të rritjes së kulturës dhe mund të arrijë deri në 8% të peshës së thatë të qelizës.
Çdo qelizë e gjallë ndahet nga mjedisi nga një membranë e hollë e një strukture të veçantë - membrana citoplazmike (CPM). Eukariotët kanë membrana të shumta ndërqelizore që ndajnë hapësirën e organeleve nga citoplazma, ndërsa për shumicën e prokariotëve CPM është e vetmja membranë qelizore. Në disa baktere dhe arkea, ajo mund të depërtojë në citoplazmë, duke formuar rrjedhje dhe palosje të formave të ndryshme.
CPM e çdo qelize ndërtohet sipas një plani të vetëm dhe përbëhet nga fosfolipide (Fig. 3.5, A). Në bakteret, ato përmbajnë dy acide yndyrore, zakonisht me 16-18 atome karboni në zinxhir dhe me lidhje të ngopura ose një të pangopur, të lidhura nga një lidhje esterike me dy grupe hidroksil të glicerinës. Përbërja e acideve yndyrore të baktereve mund të ndryshojë në përgjigje të ndryshimeve mjedisore, veçanërisht të temperaturës. Kur temperatura ulet, rritet sasia e acideve yndyrore të pangopura në përbërjen e fosfolipideve, gjë që ndikon ndjeshëm në rrjedhshmërinë e membranës. Disa acide yndyrore mund të jenë të degëzuara ose të përmbajnë një unazë ciklopropani. Grupi i tretë OH i glicerinës lidhet me mbetjen e acidit fosforik dhe përmes tij me grupin e kokës. Grupet e kokës së fosfolipideve mund të kenë natyra kimike të ndryshme në prokariote të ndryshëm (fosfatidiletanolaminë, fosfatidilglicerol, kardiolipinë, fosfatidilserinë, lecitinë, etj.), por ato janë më të thjeshta në strukturë se tek eukariotët. Për shembull, në E. coli, Ato përfaqësohen nga 75% fosfatidiletanolaminë, 20% fosfatidilglicerol, pjesa tjetër përbëhet nga kardiolipina (difosfatidilglicerol), fosfatidilserinë dhe sasi të vogla të përbërësve të tjerë. Bakteret e tjera kanë lloje më komplekse të lipideve të membranës. Disa qeliza formojnë glikolipide të tilla si monogalaktosil diglicerid. Lipidet e membranës arkeale ndryshojnë nga ato eukariote dhe bakteriale. Në vend të acideve yndyrore, ato përmbajnë alkoole më të larta izoprenoide të lidhura me glicerolën nga një lidhje e thjeshtë dhe jo esterike.
Oriz. 3.5.
A- fosfolipid; b- membrana dyshtresore
O o o o o o
Molekula të tilla përbëjnë një shtresë të dyfishtë membranore, ku pjesët hidrofobike janë të kthyera nga brenda dhe pjesët hidrofile të kthyera nga jashtë, në mjedis dhe në citoplazmë (Fig. 3.5, b). Proteina të shumta janë të ngulitura ose kryqëzohen në shtresën e dyfishtë dhe mund të shpërndahen brenda membranës, duke formuar ndonjëherë komplekse komplekse. Proteinat e membranës kanë një sërë funksionesh të rëndësishme, duke përfshirë shndërrimin dhe ruajtjen e energjisë metabolike, rregullimin e përthithjes dhe çlirimit të të gjithë lëndëve ushqyese dhe produkteve metabolike. Përveç kësaj, ata njohin dhe transmetojnë shumë sinjale që pasqyrojnë ndryshimet në mjedis dhe shkaktojnë kaskadën përkatëse të reaksioneve që çojnë në një përgjigje qelizore. Ky organizim i membranave shpjegohet mirë nga modeli i kristalit të lëngët me një mozaik të ndërthurur me proteina membranore (Fig. 3.6).
Oriz. 3.6.
Shumica e membranave biologjike kanë një trashësi prej 4 deri në 7 nm. Membranat qelizore janë qartë të dukshme në një mikroskop elektronik transmetues kur kontrastohen me metalet e rënda. Në mikrografët elektronikë ato duken si formacione me tre shtresa: dy shtresa të jashtme të errëta tregojnë pozicionin e grupeve polare të lipideve, dhe shtresa e mesme e lehtë tregon hapësirën e brendshme hidrofobike (Fig. 3.7).
Një teknikë tjetër për studimin e membranave është marrja e qelizave të ndara të ngrira në temperaturën e azotit të lëngshëm dhe kontrasti i sipërfaqeve që rezultojnë duke spërkatur metalet e rënda.
(platin, ar, argjend). Përgatitjet që rezultojnë shihen nën një mikroskop elektronik skanues. Në këtë rast, mund të shihet sipërfaqja e membranës dhe proteinat e membranës së mozaikut të përfshira në të, të cilat nuk shtrihen përmes membranës, por janë të lidhura me rajone të veçanta ankorimi hidrofobike me rajonin hidrofobik të shtresës së dyfishtë.
Oriz. 3.7.
CPM ka vetinë e përshkueshmërisë selektive, duke parandaluar lëvizjen e lirë të shumicës së substancave brenda dhe jashtë qelizës, dhe gjithashtu luan një rol të rëndësishëm në rritjen dhe ndarjen e qelizave, lëvizjen dhe eksportin e proteinave dhe karbohidrateve sipërfaqësore dhe jashtëqelizore (eksopolisakaridet). . Nëse një qelizë vendoset në një mjedis me presion osmotik më të lartë ose më të ulët se brenda citoplazmës, atëherë uji do të largohet nga qeliza ose uji do të hyjë në të. Kjo pasqyron vetinë e ujit për të barazuar gradientët e tretësirës. Në këtë rast, citoplazma tkurret ose zgjerohet (dukuri e plazmolizës/deplazmolizës). Megjithatë, shumica e baktereve nuk e ndryshojnë formën e tyre në eksperimente të tilla për shkak të pranisë së një muri qelizor të ngurtë.
CPM rregullon rrjedhën e lëndëve ushqyese dhe metabolitëve. Prania e një shtrese hidrofobike të formuar nga lipidet e membranës parandalon kalimin e çdo molekule polare dhe makromolekule përmes saj. Kjo veti i lejon qelizat, të cilat përgjithësisht ekzistojnë në solucione të holluara, të ruajnë makromolekulat e dobishme dhe prekursorët metabolikë. Membrana qelizore është projektuar gjithashtu për të kryer një funksion transporti. Në mënyrë tipike, prokariotët kanë një numër të madh sistemesh transporti shumë specifike. Transporti është një pjesë integrale e bioenergjetikës së përgjithshme të qelizës, e cila krijon dhe përdor gradientë të ndryshëm jonikë përmes CPM për të transportuar substanca dhe për të formuar gradientë të tjerë të nevojshëm për qelizën. CPM luan një rol të rëndësishëm në lëvizjen, rritjen dhe ndarjen e qelizave. Shumë procese metabolike janë të përqendruara në membranën e prokariotëve. Proteinat e membranës kryejnë funksione të rëndësishme: ato marrin pjesë në transformimin dhe ruajtjen e energjisë, rregullojnë thithjen dhe çlirimin e të gjithë lëndëve ushqyese dhe produkteve metabolike, njohin dhe transmetojnë sinjale për ndryshimet në mjedis.
Membrana e qelizave citoplazmike përbëhet nga tre shtresa:
e jashtme - proteina;
Shtresa e mesme - bimolekulare e lipideve;
E brendshme - proteina.
Trashësia e membranës është 7,5-10 nm. Shtresa bimolekulare e lipideve është matrica e membranës. Molekulat lipidike të të dy shtresave ndërveprojnë me molekulat e proteinave të zhytura në to. Nga 60 deri në 75% e lipideve të membranës janë fosfolipide, 15-30% janë kolesterol. Proteinat përfaqësohen kryesisht nga glikoproteinat. Të dallojë proteinat integrale, duke depërtuar të gjithë membranën, dhe periferike të vendosura në sipërfaqen e jashtme ose të brendshme.
Proteinat integrale formojnë kanale jonike që sigurojnë shkëmbimin e joneve të caktuara ndërmjet lëngut jashtë dhe brendaqelizor. Ato janë gjithashtu enzima që kryejnë transport kundër-gradient të joneve nëpër membranë.
Proteinat periferike janë kemoreceptorë në sipërfaqen e jashtme të membranës që mund të ndërveprojnë me substanca të ndryshme fiziologjikisht aktive.
Funksionet e membranës:
1. Siguron integritetin e qelizës si njësi strukturore e indit.
Kryen shkëmbimin e joneve midis citoplazmës dhe lëngut jashtëqelizor.
Siguron transport aktiv të joneve dhe substancave të tjera brenda dhe jashtë qelizës.
Kryen perceptimin dhe përpunimin e informacionit që vjen në qelizë në formën e sinjaleve kimike dhe elektrike.
Mekanizmat e ngacmueshmërisë së qelizave. Historia e kërkimit të fenomeneve bioelektrike.
Shumica e informacionit të transmetuar në trup merr formën e sinjaleve elektrike (për shembull, impulset nervore). Prania e elektricitetit të kafshëve u konstatua për herë të parë nga shkencëtari natyror (fiziolog) L. Galvani në vitin 1786. Për të studiuar elektricitetin atmosferik, ai pezulloi përgatitjet neuromuskulare të këmbëve të bretkosës në një grep bakri. Kur këto putra preknin parmakët e hekurt të ballkonit, ndodhi tkurrja e muskujve. Kjo tregonte veprimin e një lloj elektriciteti në nervin e barit neuromuskular. Galvani besonte se kjo ishte për shkak të pranisë së energjisë elektrike në vetë indet e gjalla. Sidoqoftë, A. Volta vërtetoi se burimi i energjisë elektrike është vendi i kontaktit të dy metaleve të ndryshëm - bakrit dhe hekurit. Në fiziologji Eksperimenti i parë klasik i Galvanit konsiderohet të jetë prekja e nervit të preparatit neuromuskular me piskatore bimetalike prej bakri dhe hekuri. Për të provuar se kishte të drejtë, Galvani prodhoi përvojën e dytë. Ai hodhi fundin e nervit që inervonte përgatitjen neuromuskulare në prerjen e muskujve të tij. Si rezultat, ajo u reduktua. Megjithatë, kjo përvojë nuk i bindi bashkëkohësit e Galvanit. Prandaj, një tjetër italian, Matteuci, kreu eksperimentin e mëposhtëm. Ai vendosi nervin e një preparati neuromuskular të bretkosës në muskulin e të dytës, i cili u tkurr nën ndikimin e një rryme irrituese. Si rezultat, ilaçi i parë gjithashtu filloi të tkurret. Kjo tregonte transferimin e energjisë elektrike (potenciali i veprimit) nga një muskul në tjetrin. Prania e një ndryshimi potencial midis zonave të dëmtuara dhe të padëmtuara të muskujve u konstatua për herë të parë me saktësi në shekullin e 19-të duke përdorur një galvanometër me fije (ampermetër) nga Matteuci. Për më tepër, prerja kishte një ngarkesë negative dhe sipërfaqja e muskulit kishte një ngarkesë pozitive.
Citoplazma- një pjesë e detyrueshme e qelizës, e mbyllur midis membranës plazmatike dhe bërthamës; ndahet në hialoplazmë (substanca kryesore e citoplazmës), organele (përbërës të përhershëm të citoplazmës) dhe inkluzione (përbërës të përkohshëm të citoplazmës). Përbërja kimike e citoplazmës: baza është uji (60-90% e masës totale të citoplazmës), komponime të ndryshme organike dhe inorganike. Citoplazma ka një reaksion alkalik. Një tipar karakteristik i citoplazmës së një qelize eukariote është lëvizja e vazhdueshme ( cikloza). Ai zbulohet kryesisht nga lëvizja e organeleve qelizore, siç janë kloroplastet. Nëse lëvizja e citoplazmës ndalet, qeliza vdes, pasi vetëm duke qenë në lëvizje të vazhdueshme mund të kryejë funksionet e saj.
hialoplazma ( citosol) është një tretësirë koloidale e pangjyrë, rrëshqitëse, e trashë dhe transparente. Është në të që zhvillohen të gjitha proceset metabolike, siguron ndërlidhjen e bërthamës dhe të gjitha organeleve. Në varësi të mbizotërimit të pjesës së lëngshme ose molekulave të mëdha në hialoplazmë, dallohen dy forma të hialoplazmës: sol- hialoplazmë më e lëngshme dhe xhel- hialoplazmë më e trashë. Tranzicionet e ndërsjella janë të mundshme midis tyre: xhel shndërrohet në sol dhe anasjelltas.
Funksionet e citoplazmës:
- duke kombinuar të gjithë komponentët e qelizave në një sistem të vetëm,
- mjedis për kalimin e shumë proceseve biokimike dhe fiziologjike,
- mjedis për ekzistencën dhe funksionimin e organeleve.
Membranat qelizore
Membranat qelizore kufizojnë qelizat eukariote. Në secilën membranë qelizore, mund të dallohen të paktën dy shtresa. Shtresa e brendshme është ngjitur me citoplazmën dhe përfaqësohet nga plazma membrana(sinonimet - plazmalema, membrana qelizore, membrana citoplazmike), mbi të cilën formohet shtresa e jashtme. Në një qelizë shtazore është e hollë dhe quhet glikokaliks(i formuar nga glikoproteinat, glikolipidet, lipoproteinat), në një qelizë bimore - e trashë, e quajtur muri qelizor(i formuar nga celuloza).
Të gjitha membranat biologjike kanë karakteristika dhe veti të përbashkëta strukturore. Aktualisht është përgjithësisht e pranuar model mozaiku fluid i strukturës së membranës. Baza e membranës është një shtresë e dyfishtë lipidike e formuar kryesisht nga fosfolipidet. Fosfolipidet janë trigliceride në të cilat një mbetje e acidit yndyror zëvendësohet nga një mbetje e acidit fosforik; seksioni i molekulës që përmban mbetjen e acidit fosforik quhet kokë hidrofile, seksionet që përmbajnë mbetjet e acideve yndyrore quhen bishta hidrofobike. Në membranë, fosfolipidet janë të renditura në mënyrë strikte: bishtat hidrofobikë të molekulave janë përballë njëra-tjetrës dhe kokat hidrofile drejtohen nga jashtë, drejt ujit.
Përveç lipideve, membrana përmban proteina (mesatarisht ≈ 60%). Ato përcaktojnë shumicën e funksioneve specifike të membranës (transportimi i molekulave të caktuara, katalizimi i reaksioneve, marrja dhe shndërrimi i sinjaleve nga mjedisi, etj.). Ka: 1) proteinat periferike(e vendosur në sipërfaqen e jashtme ose të brendshme të shtresës së dyfishtë lipidike), 2) proteinat gjysmë integrale(i zhytur në shtresën e dyfishtë lipidike në thellësi të ndryshme), 3) proteinat integrale ose transmembranore(shponi membranën, duke kontaktuar mjedisin e jashtëm dhe të brendshëm të qelizës). Proteinat integrale quhen në disa raste proteina kanalformuese ose kanalizuese, pasi ato mund të konsiderohen si kanale hidrofile përmes të cilave molekulat polare kalojnë në qelizë (përbërësi lipid i membranës nuk do t'i lejonte ato të kalojnë).
A - kokë fosfolipide hidrofile; B - bishta fosfolipide hidrofobike; 1 - rajone hidrofobike të proteinave E dhe F; 2 - rajone hidrofile të proteinës F; 3 - zinxhir oligosakarid i degëzuar i lidhur me një lipid në një molekulë glikolipide (glikolipidet janë më pak të zakonshme se glikoproteinat); 4 - zinxhir oligosakarid i degëzuar i lidhur me një proteinë në një molekulë glikoproteine; 5 - kanal hidrofilik (funksionon si një pore nëpër të cilën mund të kalojnë jonet dhe disa molekula polare).
Membrana mund të përmbajë karbohidrate (deri në 10%). Komponenti karbohidrat i membranave përfaqësohet nga vargje oligosakaride ose polisakaride të lidhura me molekulat e proteinave (glikoproteinat) ose lipidet (glikolipidet). Karbohidratet janë të vendosura kryesisht në sipërfaqen e jashtme të membranës. Karbohidratet sigurojnë funksionet e receptorit të membranës. Në qelizat shtazore, glikoproteinat formojnë një kompleks mbimembranor, glikokaliksin, i cili është disa dhjetëra nanometra i trashë. Ai përmban shumë receptorë qelizorë dhe me ndihmën e tij ndodh ngjitja e qelizave.
Molekulat e proteinave, karbohidrateve dhe lipideve janë të lëvizshme, të afta të lëvizin në rrafshin e membranës. Trashësia e membranës plazmatike është afërsisht 7.5 nm.
Funksionet e membranave
Membranat kryejnë funksionet e mëposhtme:
- ndarja e përmbajtjes qelizore nga mjedisi i jashtëm,
- rregullimi i metabolizmit midis qelizës dhe mjedisit,
- ndarja e qelizës në ndarje ("ndarje"),
- vendi i lokalizimit të "transportuesve enzimatikë",
- sigurimi i komunikimit ndërmjet qelizave në indet e organizmave shumëqelizorë (adhezioni),
- njohja e sinjalit.
Më e rëndësishmja vetia e membranës- përshkueshmëria selektive, d.m.th. membranat janë shumë të përshkueshme nga disa substanca ose molekula dhe pak të përshkueshme (ose plotësisht të papërshkueshme) nga të tjerët. Kjo veti qëndron në themel të funksionit rregullues të membranave, duke siguruar shkëmbimin e substancave midis qelizës dhe mjedisit të jashtëm. Procesi i kalimit të substancave nëpër membranën qelizore quhet transporti i substancave. Ka: 1) transporti pasiv- procesi i kalimit të substancave pa konsum të energjisë; 2) transport aktiv- procesi i kalimit të substancave që ndodh me shpenzimin e energjisë.
Në transporti pasiv substancat lëvizin nga një zonë me përqendrim më të lartë në një zonë më të ulët, d.m.th. përgjatë gradientit të përqendrimit. Në çdo tretësirë ka molekula tretës dhe të tretur. Procesi i lëvizjes së molekulave të lëndës së tretur quhet difuzion, dhe lëvizja e molekulave të tretësit quhet osmozë. Nëse molekula është e ngarkuar, atëherë transporti i saj ndikohet edhe nga gradienti elektrik. Prandaj, njerëzit shpesh flasin për një gradient elektrokimik, duke kombinuar të dy gradientët së bashku. Shpejtësia e transportit varet nga madhësia e gradientit.
Mund të dallohen llojet e mëposhtme të transportit pasiv: 1) difuzion i thjeshtë- transporti i substancave drejtpërdrejt përmes shtresës së dyfishtë lipidike (oksigjen, dioksid karboni); 2) difuzioni nëpër kanalet membranore— transporti përmes proteinave që formojnë kanale (Na +, K +, Ca 2+, Cl -); 3) difuzion i lehtësuar- transporti i substancave duke përdorur proteina të veçanta transporti, secila prej të cilave është përgjegjëse për lëvizjen e molekulave të caktuara ose grupeve të molekulave të lidhura (glukozë, aminoacide, nukleotide); 4) osmozë— transporti i molekulave të ujit (në të gjitha sistemet biologjike tretësi është uji).
Domosdoshmëri transport aktiv ndodh kur është e nevojshme të sigurohet transportimi i molekulave nëpër një membranë kundër një gradienti elektrokimik. Ky transport kryhet nga proteina të veçanta bartëse, aktiviteti i të cilave kërkon shpenzim të energjisë. Burimi i energjisë është molekulat ATP. Transporti aktiv përfshin: 1) Pompë Na + /K + (pompë natriumi-kalium), 2) endocitozë, 3) ekzocitozë.
Funksionimi i pompës Na + /K +. Për funksionimin normal, qeliza duhet të mbajë një raport të caktuar të joneve K + dhe Na + në citoplazmë dhe në mjedisin e jashtëm. Përqendrimi i K + brenda qelizës duhet të jetë dukshëm më i lartë se jashtë saj, dhe Na + - anasjelltas. Duhet të theksohet se Na + dhe K + mund të shpërndahen lirshëm nëpër poret e membranës. Pompa Na + / K + kundërshton barazimin e përqendrimeve të këtyre joneve dhe pompon në mënyrë aktive Na + jashtë qelizës dhe K + në qelizë. Pompa Na + / K + është një proteinë transmembranore e aftë për ndryshime konformative, si rezultat i së cilës mund të bashkojë si K + ashtu edhe Na +. Cikli i pompës Na + /K + mund të ndahet në fazat e mëposhtme: 1) shtimi i Na + nga pjesa e brendshme e membranës, 2) fosforilimi i proteinës së pompës, 3) çlirimi i Na + në hapësirën jashtëqelizore, 4) shtimi i K + nga pjesa e jashtme e membranës, 5) defosforilimi i proteinës së pompës, 6) çlirimi i K + në hapësirën ndërqelizore. Pothuajse një e treta e të gjithë energjisë së nevojshme për funksionimin e qelizave shpenzohet në funksionimin e pompës së natriumit-kaliumit. Në një cikël funksionimi, pompa nxjerr 3Na + nga qeliza dhe pompon në 2K +.
Endocitoza- procesi i përthithjes së grimcave të mëdha dhe makromolekulave nga qeliza. Ekzistojnë dy lloje të endocitozës: 1) fagocitoza- kapja dhe thithja e grimcave të mëdha (qelizat, pjesët e qelizave, makromolekulat) dhe 2) pinocitoza— kapja dhe thithja e materialit të lëngshëm (tretësirë, tretësirë koloidale, suspension). Fenomeni i fagocitozës u zbulua nga I.I. Mechnikov në 1882. Gjatë endocitozës, membrana plazmatike formon një invaginim, skajet e saj bashkohen dhe strukturat e kufizuara nga citoplazma me një membranë të vetme futen në citoplazmë. Shumë protozoa dhe disa leukocite janë të afta për fagocitozë. Pinocitoza vërehet në qelizat epiteliale të zorrëve dhe në endotelin e kapilarëve të gjakut.
Ekzocitoza- një proces i kundërt me endocitozën: largimi i substancave të ndryshme nga qeliza. Gjatë ekzocitozës, membrana e vezikulës bashkohet me membranën e jashtme citoplazmike, përmbajtja e vezikulës hiqet jashtë qelizës dhe membrana e saj përfshihet në membranën e jashtme citoplazmike. Në këtë mënyrë, hormonet hiqen nga qelizat e gjëndrave endokrine, tek protozoarët hiqen mbetjet e ushqimit të patretur.
Shkoni në leksionet nr.5"Teoria e qelizave. Llojet e organizimit celular"
Shkoni në leksionet nr.7"Qeliza eukariote: struktura dhe funksionet e organeleve"
