Membranın yapısı ve görevleri tablosu. Hücre ve hücre zarı

9.5.1. Membranların ana işlevlerinden biri, maddelerin taşınmasına katılmaktır. Bu işlem üç ana mekanizma ile sağlanır: basit difüzyon, kolaylaştırılmış difüzyon ve aktif taşıma (Şekil 9.10). Bu mekanizmaların en önemli özelliklerini ve her durumda taşınan maddelerin örneklerini hatırlayın.

Şekil 9.10. Moleküllerin zar boyunca taşınma mekanizmaları

Basit difüzyon- özel mekanizmaların katılımı olmadan maddelerin zardan aktarılması. Taşıma, enerji tüketimi olmadan bir konsantrasyon gradyanı boyunca gerçekleşir. Küçük biyomoleküller - H2O, CO2, O2, üre, hidrofobik düşük moleküler ağırlıklı maddeler basit difüzyonla taşınır. Basit difüzyon hızı, konsantrasyon gradyanı ile orantılıdır.

Kolaylaştırılmış difüzyon- protein kanalları veya özel taşıyıcı proteinler kullanılarak maddelerin zar boyunca transferi. Enerji tüketimi olmadan konsantrasyon gradyanı boyunca gerçekleştirilir. Monosakkaritler, amino asitler, nükleotidler, gliserol, bazı iyonlar taşınır. Doyma kinetiği karakteristiktir - aktarılan maddenin belirli (doygun) bir konsantrasyonunda, tüm taşıyıcı moleküller aktarıma katılır ve taşıma hızı sınır değere ulaşır.

aktif taşımacılık- ayrıca özel taşıyıcı proteinlerin katılımını gerektirir, ancak transfer bir konsantrasyon gradyanına karşı gerçekleşir ve bu nedenle enerji gerektirir. Bu mekanizma sayesinde Na+, K+, Ca2+, Mg2+ iyonları hücre zarından, protonlar ise mitokondri zarından taşınır. Maddelerin aktif taşınması, doygunluk kinetiği ile karakterize edilir.

9.5.2. Aktif iyon taşınmasını gerçekleştiren bir taşıma sisteminin bir örneği, Na+,K+ -adenozin trifosfatazdır (Na+,K+ -ATPase veya Na+,K+ -pompa). Bu protein, plazma zarının kalınlığında bulunur ve ATP hidrolizinin reaksiyonunu katalize edebilir. 1 ATP molekülünün hidrolizi sırasında açığa çıkan enerji, hücreden hücre dışı boşluğa 3 Na+ iyonunu ve ters yönde 2 K+ iyonunu transfer etmek için kullanılır (Şekil 9.11). Na + , K + -ATPaz'ın etkisinin bir sonucu olarak, hücrenin sitozolü ile hücre dışı sıvı arasında bir konsantrasyon farkı oluşur. İyonların taşınması eşdeğer olmadığından, elektriksel potansiyellerde bir fark ortaya çıkar. Böylece, elektrik potansiyellerindeki Δφ farkının enerjisinin ve zarın her iki tarafındaki ΔС maddelerin konsantrasyonlarındaki farkın enerjisinin toplamı olan bir elektrokimyasal potansiyel ortaya çıkar.

Şekil 9.11. Na+, K+ -pompa şeması.

9.5.3. Partiküllerin ve makromoleküler bileşiklerin zarlarından geçiş

Taşıyıcılar tarafından gerçekleştirilen organik madde ve iyonların taşınmasının yanı sıra hücrede, biyomembranın şeklini değiştirerek makromoleküler bileşikleri emmek ve hücreden uzaklaştırmak için tasarlanmış çok özel bir mekanizma vardır. Böyle bir mekanizma denir vesiküler taşıma.

Şekil 9.12. Vesiküler taşıma türleri: 1 - endositoz; 2 - ekzositoz.

Makromoleküllerin transferi sırasında, bir zarla çevrili veziküllerin (veziküllerin) sıralı oluşumu ve füzyonu meydana gelir. Taşıma yönüne ve aktarılan maddelerin doğasına göre, aşağıdaki veziküler taşıma türleri ayırt edilir:

endositoz(Şekil 9.12, 1) - maddelerin hücreye transferi. Ortaya çıkan veziküllerin boyutuna bağlı olarak şunlar vardır:

A) pinositoz - sıvı ve çözünmüş makromoleküllerin (proteinler, polisakkaritler, nükleik asitler) küçük kabarcıklar (150 nm çapında) kullanılarak emilmesi;

B) fagositoz — mikroorganizmalar veya hücre artıkları gibi büyük parçacıkların emilmesi. Bu durumda, çapı 250 nm'den fazla olan fagozom adı verilen büyük veziküller oluşur.

Pinositoz çoğu ökaryotik hücrenin karakteristiğidir, büyük parçacıklar ise özel hücreler - lökositler ve makrofajlar - tarafından emilir. Endositozun ilk aşamasında, maddeler veya partiküller zar yüzeyinde adsorbe edilir; bu işlem, enerji tüketimi olmadan gerçekleşir. Bir sonraki aşamada, adsorbe edilen madde ile zar sitoplazmaya doğru derinleşir; plazma zarının ortaya çıkan lokal invajinasyonları, hücre yüzeyinden bağlanır ve daha sonra hücreye göç eden veziküller oluşturur. Bu süreç bir mikrofilament sistemi ile birbirine bağlıdır ve enerjiye bağımlıdır. Hücreye giren veziküller ve fagozomlar lizozomlarla birleşebilir. Lizozomlarda bulunan enzimler, keseciklerde ve fagozomlarda bulunan maddeleri, hücre tarafından kullanılabilecekleri sitozole taşınan düşük moleküler ağırlıklı ürünlere (amino asitler, monosakkaritler, nükleotidler) parçalar.

ekzositoz(Şekil 9.12, 2) - parçacıkların ve büyük bileşiklerin hücreden transferi. Bu süreç, endositoz gibi, enerjinin emilmesiyle ilerler. Başlıca ekzositoz türleri şunlardır:

A) salgı - Kullanılan veya vücudun diğer hücrelerini etkileyen suda çözünen bileşiklerin hücreden uzaklaştırılması. Vücudun özel ihtiyaçlarına bağlı olarak ürettikleri maddelerin (hormonlar, nörotransmiterler, proenzimler) salgılanması için uyarlanmış, hem uzmanlaşmamış hücreler hem de endokrin bezlerinin hücreleri, gastrointestinal sistemin mukozası tarafından gerçekleştirilebilir. .

Salgılanan proteinler, kaba endoplazmik retikulumun zarları ile ilişkili ribozomlar üzerinde sentezlenir. Bu proteinler daha sonra Golgi aparatına taşınırlar, burada modifiye edilirler, konsantre edilirler, sıralanırlar ve daha sonra veziküller halinde paketlenirler; bunlar sitozole bölünür ve daha sonra plazma zarıyla birleşir, böylece veziküllerin içeriği hücrenin dışında olur.

Makromoleküllerin aksine, protonlar gibi salgılanan küçük parçacıklar, kolaylaştırılmış difüzyon ve aktif taşıma mekanizmaları kullanılarak hücre dışına taşınır.

B) boşaltım - kullanılamayan maddelerin hücreden uzaklaştırılması (örneğin, organellerin kümelenmiş bir kalıntısı olan eritropoez sırasında retikülositlerden retiküler bir maddenin çıkarılması). Görünüşe göre, atılım mekanizması, atılan parçacıkların ilk önce sitoplazmik vezikülde olması ve bunun daha sonra plazma zarı ile birleşmesi gerçeğinden oluşur.

metin_alanları

metin_alanları

ok_yukarı

Hücreler, vücudun iç ortamından bir hücre veya plazma zarı ile ayrılır.

Membran şunları sağlar:

1) Spesifik hücre fonksiyonlarını yerine getirmek için gerekli olan moleküllerin ve iyonların hücre içine ve hücre dışına seçici penetrasyonu;
2) Bir transmembran elektrik potansiyeli farkını koruyarak zar boyunca iyonların seçici olarak taşınması;
3) Hücreler arası temasların özellikleri.

Kimyasal sinyalleri - hormonlar, aracılar ve diğer biyolojik olarak aktif maddeler - algılayan çok sayıda reseptörün zarındaki varlığı nedeniyle, hücrenin metabolik aktivitesini değiştirebilir. Membranlar, üzerlerinde antijenlerin varlığı nedeniyle bağışıklık belirtilerinin özgüllüğünü sağlar - bu antijenlere spesifik olarak bağlanabilen antikorların oluşumuna neden olan yapılar.
Hücrenin çekirdeği ve organelleri de sitoplazmadan, suyun ve içinde çözünmüş maddelerin sitoplazmadan kendilerine ve tersi yönde serbest hareketini engelleyen zarlarla ayrılır. Bu, hücre içindeki farklı bölmelerde (bölmelerde) meydana gelen biyokimyasal işlemlerin ayrılması için koşullar yaratır.

hücre zarı yapısı

metin_alanları

metin_alanları

ok_yukarı

Hücre zarı, 7 ila 11 nm kalınlığında elastik bir yapıdır (Şekil 1.1). Esas olarak lipitler ve proteinlerden oluşur. Tüm lipidlerin %40 ila %90'ı fosfolipitlerdir - fosfatidilkolin, fosfatidiletanolamin, fosfatidilserin, sfingomyelin ve fosfatidilinositol. Membranın önemli bir bileşeni, serebrositler, sülfatidler, gangliyositler ve kolesterol ile temsil edilen glikolipitlerdir.

Pirinç. 1.1 Membranın organizasyonu.

Hücre zarının ana yapısıçift ​​katmanlı bir fosfolipit molekülüdür. Hidrofobik etkileşimler nedeniyle, lipit moleküllerinin karbonhidrat zincirleri geniş bir durumda birbirine yakın tutulur. Her iki tabakanın fosfolipid molekül grupları, lipit zarına batırılmış protein molekülleri ile etkileşime girer. Çift tabakanın lipit bileşenlerinin çoğunun sıvı halde olması nedeniyle, zar hareketlidir ve dalgalıdır. Lipid çift katmanına batırılmış proteinlerin yanı sıra bölümleri de bir bölümden diğerine karışacaktır. Hücre zarlarının hareketliliği (akışkanlığı), maddelerin zardan taşınmasını kolaylaştırır.

hücre zarı proteinleri esas olarak glikoproteinler tarafından temsil edilir. Ayırt etmek:

integral proteinler zarın tüm kalınlığı boyunca nüfuz eder ve
periferik proteinler zarın yalnızca yüzeyine, esas olarak iç kısmına bağlanır.

Periferik proteinler neredeyse tamamı enzim olarak işlev görür (asetilkolinesteraz, asit ve alkalin fosfatazlar, vb.). Ancak bazı enzimler, integral proteinler - ATPase ile de temsil edilir.

integral proteinler hücre dışı ve hücre içi sıvı arasındaki zar kanalları aracılığıyla seçici bir iyon değişimi sağlar ve ayrıca büyük moleküllerin taşıyıcıları olan proteinler olarak işlev görür.

Membran reseptörleri ve antijenler, hem integral hem de periferik proteinler tarafından temsil edilebilir.

Sitoplazmik taraftan zara bitişik proteinler, hücre iskeleti . Zar proteinlerine bağlanabilirler.

Bu yüzden, protein şeridi 3 (protein elektroforezi sırasındaki bant sayısı), eritrosit zarlarının diğer hücre iskeleti molekülleri ile bir topluluk halinde birleştirilir - düşük moleküler ağırlıklı protein ankirin yoluyla spektrin (Şekil 1.2).

Pirinç. 1.2 Eritrositlerin zar hücre iskeletindeki proteinlerin düzeninin şeması.
1 - spektrin; 2 - ankirin; 3 - protein bandı 3; 4 - protein bandı 4.1; 5 - protein bandı 4.9; 6 - aktin oligomeri; 7 - protein 6; 8 - gpikoforin A; 9 - zar.

Spektrin aktinin bağlı olduğu iki boyutlu bir ağ oluşturan hücre iskeletinin ana proteinidir.

aktin hücre iskeletinin kasılma aparatı olan mikrofilamentleri oluşturur.

hücre iskeleti hücrenin esnek elastik özellikler sergilemesini sağlar, zara ek güç sağlar.

İntegral proteinlerin çoğu glikoproteinlerdir. Karbonhidrat kısmı hücre zarından dışarıya doğru çıkıntı yapar. Birçok glikoprotein, önemli miktarda sialik asit içeriği nedeniyle (örneğin, glikoforin molekülü) büyük bir negatif yüke sahiptir. Bu, çoğu hücrenin yüzeyine negatif yük sağlar ve diğer negatif yüklü nesneleri itmeye yardımcı olur. Glikoproteinlerin karbonhidrat çıkıntıları, kan grubu antijenlerini, hücrenin diğer antijenik determinantlarını taşır ve hormon bağlayıcı reseptörler olarak işlev görür. Glikoproteinler, hücrelerin birbirine yapışmasına neden olan yapışkan moleküller oluşturur, yani hücreler arası yakın temas.

Membrandaki metabolizmanın özellikleri

metin_alanları

metin_alanları

ok_yukarı

Membran bileşenleri, membranlarında veya içinde bulunan enzimlerin etkisi altında birçok metabolik dönüşüme tabi tutulur. Bunlar, zarların hidrofobik elementlerinin - kolesterol vb. - modifiye edilmesinde önemli bir rol oynayan oksidatif enzimleri içerir. Zarlarda, enzimler - fosfolipazlar aktive edildiğinde, biyolojik olarak aktif bileşikler - prostaglandinler ve türevleri - araşidonik asitten oluşur. Membrandaki fosfolipid metabolizmasının aktivasyonu sonucunda, trombosit adezyonu, iltihaplanma vb. üzerinde güçlü bir etkiye sahip olan tromboksanlar ve lökotrienler oluşur.

Membran, bileşenlerinin sürekli olarak yenilenme süreçlerinden geçer. . Böylece, zar proteinlerinin ömrü 2 ila 5 gün arasında değişmektedir. Ancak hücrede, yeni sentezlenen protein moleküllerinin zar reseptörlerine ulaşmasını sağlayan ve proteinin zara karışmasını kolaylaştıran mekanizmalar vardır. Bu reseptörün yeni sentezlenen protein tarafından "tanınması", reseptörün zar üzerinde bulunmasına yardımcı olan bir sinyal peptidinin oluşumu ile kolaylaştırılır.

Membran lipitleri de önemli bir metabolik hıza sahiptir., bu zar bileşenlerinin sentezi için büyük miktarda yağ asidi gerektirir.
Hücre zarlarının lipid bileşiminin özellikleri, insan ortamındaki ve diyetinin doğasındaki değişikliklerden etkilenir.

Örneğin, doymamış bağlara sahip diyet yağ asitlerinde bir artışçeşitli dokuların hücre zarlarında lipitlerin sıvı halini arttırır, fosfolipitlerin sfingomyelinlere ve lipitlerin proteinlere oranında hücre zarının işlevi için uygun bir değişikliğe yol açar.

Aksine, zarlardaki aşırı kolesterol, fosfolipid moleküllerinden oluşan çift tabakasının mikro viskozitesini artırarak belirli maddelerin hücre zarlarından difüzyon hızını azaltır.

A, E, C, P vitaminleri ile zenginleştirilmiş yiyecekler, eritrosit zarlarında lipit metabolizmasını iyileştirir, zarın mikro viskozitesini azaltır. Bu, eritrositlerin deforme olabilirliğini arttırır, taşıma fonksiyonlarını kolaylaştırır (Bölüm 6).

Yağ asitleri ve kolesterol eksikliği gıdada hücre zarlarının lipit bileşimini ve işlevini bozar.

Örneğin, bir yağ eksikliği, nötrofil zarının işlevini bozarak hareket etme ve fagositozu engeller (mikroskobik yabancı canlı nesnelerin ve katı parçacıkların tek hücreli organizmalar veya bazı hücreler tarafından aktif olarak yakalanması ve emilmesi).

Membranların lipid bileşiminin ve geçirgenliğinin düzenlenmesinde, hücre çoğalmasının düzenlenmesindeönemli bir rol, hücrede normal metabolik reaksiyonlarla (mikrozom oksidasyonu vb.) birlikte oluşan reaktif oksijen türleri tarafından oynanır.

Oluşan reaktif oksijen türleri- süperoksit radikali (O 2), hidrojen peroksit (H 2 O 2) vb. son derece reaktif maddelerdir. Serbest radikal oksidasyon reaksiyonlarındaki ana substratları, hücre zarı fosfolipidlerinin (lipid peroksidasyon reaksiyonları olarak adlandırılan) bir parçası olan doymamış yağ asitleridir. Bu reaksiyonların yoğunlaşması, hücre zarında, bariyerinde, reseptör ve metabolik fonksiyonlarında hasara, nükleik asit moleküllerinin ve proteinlerinin modifikasyonuna, bu da enzimlerin mutasyonlarına ve inaktivasyonuna neden olabilir.

Fizyolojik koşullar altında, lipit peroksidasyonunun yoğunlaştırılması, reaktif oksijen türlerini - süperoksit dismutaz, katalaz, peroksidaz ve antioksidan aktiviteye sahip maddeler - tokoferol (E vitamini), ubikinon vb. vücut üzerinde çeşitli zararlı etkilere sahip hücre zarları üzerinde belirgin koruyucu etki (sitoprotektif etki), prostaglandinler E ve J2, serbest radikal oksidasyon aktivasyonunu "söndürür". Prostaglandinler, ağır fiziksel efor sırasında mide mukozasını ve hepatositleri kimyasal hasardan, nöronlardan, nöroglial hücrelerden, kardiyomiyositlerden - hipoksik hasardan, iskelet kaslarından - korur. Hücre zarları üzerindeki spesifik reseptörlere bağlanan prostaglandinler, ikincisinin çift katmanını stabilize eder, zarlar tarafından fosfolipit kaybını azaltır.

Membran reseptör fonksiyonları

metin_alanları

metin_alanları

ok_yukarı

Kimyasal veya mekanik bir sinyal ilk önce hücre zarı reseptörleri tarafından algılanır. Bunun sonucu, hücre içindeki sinyalin genomuna, enzimlerine, kasılma elemanlarına vb. hızlı bir şekilde yayılmasını sağlayan "ikinci habercilerin" aktivasyonuna yol açan zar proteinlerinin kimyasal modifikasyonudur.

Şematik olarak, bir hücrede transmembran sinyalleşme aşağıdaki gibi gösterilebilir:

1) Algılanan sinyal tarafından heyecanlanan reseptör, hücre zarının γ-proteinlerini aktive eder. Bu, guanozin trifosfatı (GTP) bağladıklarında meydana gelir.

2) "GTP-y-proteinleri" kompleksinin etkileşimi, sırayla, zarın iç tarafında bulunan ikincil habercilerin öncüsü olan enzimi aktive eder.

Bir ikincil habercinin öncüsü - ATP'den oluşan cAMP, adenilat siklaz enzimidir;
Diğer ikincil habercilerin öncüsü - membran fosfatidilinositol-4,5-difosfattan oluşan inositol trifosfat ve diasilgliserol, fosfolipaz C enzimidir. hücredeki tüm düzenleyici işlemler. Örneğin, ortaya çıkan inositol trifosfat, kalsiyumun endoplazmik retikulumdan salınmasına ve sitoplazmadaki konsantrasyonunda bir artışa neden olarak çeşitli hücresel tepki formlarını içerir. İnositol trifosfat ve diasilgliserol yardımıyla, pankreasın düz kaslarının ve B hücrelerinin işlevi, ön hipofiz tiropin salma faktörü olan asetilkolin, lenfositlerin antijene tepkisi vb. tarafından düzenlenir.
Bazı hücrelerde ikinci habercinin rolü, guanilat siklaz enzimi yardımıyla GTP'den oluşan cGMP tarafından gerçekleştirilir. Örneğin, kan damarı duvarlarının düz kaslarında natriüretik hormon için ikinci bir haberci olarak hizmet eder. cAMP, birçok hormon - adrenalin, eritropoietin, vb. - için ikinci bir haberci görevi görür (Bölüm 3).

Doğa birçok organizma ve hücre yaratmıştır, ancak buna rağmen biyolojik zarların yapısı ve işlevlerinin çoğu aynıdır, bu da belirli bir hücre tipine bağlı olmadan yapılarını düşünmemize ve temel özelliklerini incelememize olanak tanır.

Membran nedir?

Zarlar, herhangi bir canlı organizmanın hücresinin ayrılmaz bir parçası olan koruyucu bir unsurdur.

Gezegendeki tüm canlı organizmaların yapısal ve işlevsel birimi hücredir. Hayati aktivitesi, enerji, bilgi ve madde alışverişinde bulunduğu çevre ile ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Böylece hücrenin çalışması için gerekli olan besin enerjisi dışarıdan gelir ve hücrenin çeşitli işlevlerini yerine getirmesi için harcanır.

Canlı bir organizmanın en basit yapısal biriminin yapısı: organel zarı, çeşitli kapanımlar. Çekirdeğin ve tüm organellerin içinde bulunduğu bir zarla çevrilidir. Bunlar mitokondri, lizozomlar, ribozomlar, endoplazmik retikulumdur. Her yapısal elemanın kendi zarı vardır.

Hücrenin yaşamındaki rolü

Biyolojik zar, temel bir yaşam sisteminin yapısında ve işleyişinde doruğa ulaşan bir rol oynar. Yalnızca koruyucu bir kabukla çevrili bir hücreye haklı olarak organizma denilebilir. Membran varlığı nedeniyle metabolizma gibi bir işlem de gerçekleştirilir. Yapısal bütünlüğü ihlal edilirse, bu, organizmanın bir bütün olarak işlevsel durumunda bir değişikliğe yol açar.

Hücre zarı ve görevleri

Hücrenin sitoplazmasını dış ortamdan veya zardan ayırır. Hücre zarı, belirli işlevlerin, hücreler arası temasların özelliklerini ve bağışıklık belirtilerinin uygun performansını sağlar ve elektrik potansiyelindeki transmembran farkını destekler. Kimyasal sinyalleri algılayabilen reseptörler içerir - hormonlar, aracılar ve diğer biyolojik olarak aktif bileşenler. Bu reseptörler ona başka bir yetenek verir - hücrenin metabolik aktivitesini değiştirmek için.

Membran fonksiyonları:

1. Maddelerin aktif transferi.

2. Maddelerin pasif transferi:

2.1. Difüzyon basittir.

2.2. gözenekler yoluyla taşınır.

2.3. Taşıma, bir taşıyıcının bir zar maddesiyle birlikte difüzyonu veya bir maddenin bir taşıyıcının moleküler zinciri boyunca aktarılmasıyla gerçekleştirilir.

3. Basit ve kolaylaştırılmış difüzyon nedeniyle elektrolit olmayanların transferi.

Hücre zarının yapısı

Hücre zarının bileşenleri lipidler ve proteinlerdir.

Lipitler: fosfolipidler, fosfatidiletanolamin, sfingomyelin, fosfatidilinositol ve fosfatidilserin, glikolipidler. Lipidlerin oranı %40-90'dır.

Proteinler: periferik, integral (glikoproteinler), spektrin, aktin, hücre iskeleti.

Ana yapısal eleman, çift katmanlı bir fosfolipid molekülüdür.

Çatı zarı: tanım ve tipoloji

Bazı istatistikler. Rusya Federasyonu topraklarında, membran çok uzun zaman önce çatı kaplama malzemesi olarak kullanılmıştır. Membran çatıların toplam yumuşak çatı levha sayısı içindeki payı sadece %1,5'tir. Bitümlü ve mastik çatılar Rusya'da daha yaygın hale geldi. Ancak Batı Avrupa'da membran çatılar %87'ye tekabül etmektedir. Fark elle tutulur.

Kural olarak, çatı örtüşmesinde ana malzeme olarak membran, düz çatılar için idealdir. Büyük bir önyargıya sahip olanlar için daha az uygundur.

İç pazarda membran çatı üretim ve satış hacimleri olumlu bir büyüme trendine sahiptir. Neden? Sebepler fazlasıyla açık:

• Hizmet ömrü yaklaşık 60 yıldır. Sadece üretici tarafından belirlenen kullanım garanti süresinin 20 yıla ulaştığını hayal edin.
• Kurulum kolaylığı. Karşılaştırma için: bitümlü bir çatının montajı, bir membran zeminin montajından 1,5 kat daha fazla zaman alır.
• Bakım ve onarım işlerinde kolaylık.

Çatı membranlarının kalınlığı 0,8-2 mm olabilir ve bir metrekarenin ortalama ağırlığı 1,3 kg'dır.

Çatı membranlarının özellikleri:

• esneklik;
• kuvvet;
• ultraviyole ışınlarına ve diğer saldırgan ortamlara karşı direnç;
• donma direnci;
• yangın direnci.

Üç tip çatı kaplama membranı vardır. Ana sınıflandırma özelliği, tuvalin tabanını oluşturan polimerik malzemenin türüdür. Yani, çatı kaplama membranları:

• EPDM grubuna ait, polimerize edilmiş etilen-propilen-dien monomer bazında yapılır, diğer bir deyişle, Avantajları: yüksek mukavemet, elastikiyet, su geçirmezlik, çevre dostu olma, düşük maliyet. Dezavantajlar: tuvalleri özel bir bant kullanarak birleştirmek için yapışkan teknolojisi, düşük mukavemetli bağlantılar. Uygulama alanı: Tünel tavanlarında, su kaynaklarında, atık depolarında, suni ve doğal rezervuarlarda vb. su yalıtım malzemesi olarak kullanılır.
• PVC membranlar. Bunlar, üretiminde ana malzeme olarak polivinil klorür kullanılan kabuklardır. Avantajları: UV direnci, yangın direnci, membran levhaların geniş renk yelpazesi. Dezavantajları: bitümlü malzemelere, yağlara, solventlere karşı düşük direnç; atmosfere zararlı maddeler yayar; tuvalin rengi zamanla solar.
• TPO. Termoplastik olefinlerden yapılmıştır. Güçlendirilmiş ve güçlendirilmemiş olabilirler. İlki bir polyester ağ veya fiberglas kumaşla donatılmıştır. Avantajlar: çevre dostu olma, dayanıklılık, yüksek elastikiyet, sıcaklık direnci (hem yüksek hem de düşük sıcaklıklarda), kanvas dikişlerinin kaynaklı bağlantıları. Dezavantajlar: yüksek fiyat kategorisi, iç pazarda üretici eksikliği.

Profilli membran: özellikleri, işlevleri ve faydaları

Profilli membranlar inşaat pazarında bir yeniliktir. Böyle bir zar, su yalıtım malzemesi olarak kullanılır.

İmalatta kullanılan malzeme polietilendir. İkincisi iki tiptir: yüksek basınçlı polietilen (LDPE) ve düşük basınçlı polietilen (HDPE).

LDPE ve HDPE'den membranın teknik özellikleri

dizin
Çekme mukavemeti (MPa)
Çekme uzaması (%)
Yoğunluk (kg/m3)
Basınç dayanımı (MPa)
Darbe dayanımı (çentikli) (KJ/m2)
Eğilme modülü (MPa)
Sertlik (MPa)
Çalışma sıcaklığı (˚С)	-60 ila +80	-60 ila +80
Günlük su emme oranı (%)

Yüksek basınçlı polietilenden yapılmış profilli membran, özel bir yüzeye sahiptir - içi boş sivilceler. Bu oluşumların yüksekliği 7 ila 20 mm arasında değişebilir. Membranın iç yüzeyi pürüzsüzdür. Bu, yapı malzemelerinin sorunsuz bir şekilde bükülmesini sağlar.

Aynı çıkıntıların varlığı nedeniyle basınç tüm alanı boyunca eşit olarak dağıldığından, zarın ayrı bölümlerinin şeklindeki bir değişiklik hariç tutulur. Geomembran havalandırma yalıtımı olarak kullanılabilir. Bu durumda bina içerisinde serbest ısı alışverişi sağlanmış olur.

Profilli membranların faydaları:

• artan güç;
• ısı dayanıklılığı;
• kimyasal ve biyolojik etkinin kararlılığı;
• uzun hizmet ömrü (50 yıldan fazla);
• kurulum ve bakım kolaylığı;
• uygun maliyet.

Profilli membranlar üç tiptir:

• tek bir katmanla;
• iki katmanlı bir branda ile = jeotekstil + drenaj membranı;
• üç katmanlı branda ile = kaygan yüzey + geotekstil + drenaj membranı.

Yüksek neme sahip duvarların beton hazırlığının ana su yalıtımını, montajını ve demontajını korumak için tek katmanlı profilli bir membran kullanılır. Ekipman sırasında iki katlı koruyucu kullanılır.Donmaya elverişli topraklarda ve derin topraklarda üç katmanlı koruyucu kullanılır.

Drenaj membranlarının kullanım alanları

Profilli membran, uygulamasını aşağıdaki alanlarda bulur:

1. Temel temel su yalıtımı. Yeraltı suyunun, bitki kök sistemlerinin, toprak çökmesinin ve mekanik hasarın yıkıcı etkisine karşı güvenilir koruma sağlar.
2. Temel duvar drenajı. Yeraltı sularını, yağışları drenaj sistemlerine aktararak etkisini nötralize eder.
3. Yatay tip - yapısal özellikler nedeniyle deformasyona karşı koruma.
4. Bir beton hazırlama analoğu. Kılcal neme karşı korunmak için yatay su yalıtımının kullanıldığı durumlarda, düşük yeraltı suyu bölgesindeki binaların inşaatı ile ilgili inşaat işlerinde kullanılır. Ayrıca, profilli membranın işlevleri arasında çimento şerbetinin toprağa geçirimsizliği yer alır.
5. Yüksek düzeyde nem içeren duvar yüzeylerinin havalandırılması. Odanın hem içine hem de dışına monte edilebilir. İlk durumda hava sirkülasyonu devreye girer ve ikinci durumda optimum nem ve sıcaklık sağlanır.
6. Kullanılan ters çatı.

Süper difüzyon membranı

Süper difüzyon membranı, temel amacı çatı yapısının elemanlarını rüzgar olaylarından, yağıştan ve buhardan korumak olan yeni nesil bir malzemedir.

Koruyucu malzeme üretimi, yüksek kaliteli yoğun lifler olan dokunmamış kumaşların kullanımına dayanmaktadır. İç pazarda, üç katmanlı ve dört katmanlı bir membran popülerdir. Uzmanların ve tüketicilerin incelemeleri, tasarımın altında ne kadar çok katman olduğunu, koruyucu işlevlerinin o kadar güçlü olduğunu ve dolayısıyla bir bütün olarak odanın enerji verimliliğinin o kadar yüksek olduğunu doğrulamaktadır.

Çatı tipine, tasarım özelliklerine, iklim koşullarına bağlı olarak, üreticiler bir veya daha fazla difüzyon membranı tercih etmeyi önermektedir. Bu nedenle, karmaşık ve basit yapıların eğimli çatıları, minimum eğimli eğimli çatılar, katlanmış çatılar vb.

Süper difüzyon membranı, doğrudan levhalardan döşeme, ısı yalıtım tabakası üzerine serilir. Havalandırma boşluğuna gerek yoktur. Malzeme özel braketler veya çelik çivilerle sabitlenir. Difüzyon tabakalarının kenarları birbirine bağlıdır.İş, aşırı koşullar altında bile yapılabilir: şiddetli rüzgarlarda, vb.

Ayrıca söz konusu kaplama geçici çatı kaplaması olarak da kullanılabilir.

PVC membranlar: özü ve amacı

PVC membranlar, polivinil klorürden yapılan ve elastik özelliklere sahip bir çatı kaplama malzemesidir. Böylesine modern bir çatı kaplama malzemesi, önemli bir dezavantajı olan - sistematik bakım ve onarım ihtiyacı olan bitümlü rulo analoglarının yerini tamamen aldı. Günümüzde PVC membranların karakteristik özellikleri, bunların eski düz çatılarda onarım çalışmaları yapılırken kullanılmasını mümkün kılmaktadır. Yeni çatılar kurarken de kullanılırlar.

Bu tür malzemeden yapılmış bir çatının kullanımı kolaydır ve her türlü yüzeye, yılın herhangi bir zamanında ve her türlü hava koşulunda montajı mümkündür. PVC membran aşağıdaki özelliklere sahiptir:

• kuvvet;
• UV ışınlarına, çeşitli yağış türlerine, nokta ve yüzey yüklerine maruz kaldığında kararlılık.

Eşsiz özellikleri sayesinde PVC membranlar size uzun yıllar sadakatle hizmet edecektir. Böyle bir çatının kullanım süresi, binanın kendisinin çalışma süresine eşittir, haddelenmiş çatı malzemeleri ise düzenli onarımlara ve hatta bazı durumlarda yeni bir zeminin sökülüp takılmasına ihtiyaç duyar.

PVC membran levhalar kendi aralarında, sıcaklığı 400-600 santigrat derece aralığında olan sıcak nefes kaynağı ile birleştirilir. Bu bağlantı tamamen kapalıdır.

PVC membranların avantajları

Avantajları açıktır:

• inşaat projesiyle en tutarlı olan çatı sisteminin esnekliği;
• membran levhalar arasında dayanıklı, hava geçirmez bağlantı dikişi;
• iklim değişikliğine, hava koşullarına, sıcaklığa, neme karşı ideal tolerans;
• çatı altı boşlukta biriken nemin buharlaşmasına katkıda bulunan artan buhar geçirgenliği;
• birçok renk seçeneği;
• yangınla mücadele özellikleri;
• orijinal özelliklerini ve görünümünü uzun süre koruma yeteneği;
• PVC membran kesinlikle çevre dostu bir malzemedir ve ilgili sertifikalarla da onaylanmıştır;
• kurulum işlemi mekanize edilmiştir, bu nedenle fazla zaman almayacaktır;
• çalışma kuralları, çeşitli mimari eklentilerin doğrudan PVC membran çatının üzerine kurulmasına izin verir;
• tek katmanlı stil size para kazandıracak;
• bakım ve onarım kolaylığı.

membran kumaş

Membran kumaş, tekstil endüstrisi tarafından uzun süredir bilinmektedir. Ayakkabı ve giysiler bu malzemeden yapılmıştır: yetişkinler ve çocuklar için. membran - ince bir polimer film şeklinde sunulan ve su direnci ve buhar geçirgenliği gibi özelliklere sahip olan membran kumaşının temeli. Bu malzemenin üretimi için bu film dış ve iç koruyucu tabakalarla kaplanmıştır. Yapıları zarın kendisi tarafından belirlenir. Bu, hasar durumunda bile tüm yararlı özellikleri korumak için yapılır. Yani membran giysiler kar veya yağmur şeklinde yağışa maruz kaldığında ıslanmaz, aynı zamanda vücuttan çıkan buharı mükemmel bir şekilde dış ortama iletir. Bu verim cildin nefes almasını sağlar.

Yukarıdakilerin tümü göz önüne alındığında, ideal kışlık kıyafetlerin böyle bir kumaştan yapıldığı sonucuna varabiliriz. Kumaşın tabanında bulunan zar şunlar olabilir:

• gözenekli;
• gözeneksiz;
• kombine

Teflon, birçok mikro gözenekli membranların bileşimine dahildir. Bu tür gözeneklerin boyutları bir su damlasının boyutlarına bile ulaşmaz, ancak bir su molekülünden daha büyüktür, bu da su direncini ve teri giderme yeteneğini gösterir.

Gözenekleri olmayan membranlar genellikle poliüretandan yapılır. İç katmanları insan vücudunun tüm ter-yağ salgılarını toplar ve onları dışarı atar.

Birleşik zarın yapısı, iki katmanın varlığına işaret eder: gözenekli ve pürüzsüz. Bu kumaş yüksek kalite özelliklerine sahiptir ve uzun yıllar dayanır.

Bu avantajları sayesinde membran kumaşlardan üretilen ve kış mevsiminde giyilmek üzere tasarlanan giysi ve ayakkabılar dayanıklı ancak hafiftir ve dona, neme ve toza karşı mükemmel koruma sağlar. Birçok aktif kış rekreasyonu, dağcılık için vazgeçilmezdirler.

sınırlayıcı ( bariyer) - hücresel içerikleri dış ortamdan ayırın;

Hücre ve çevre arasındaki alışverişi düzenler;

Hücreleri, belirli özel metabolik yollar için tasarlanmış bölmelere veya bölmelere ayırın ( ayırma);

Bazı kimyasal reaksiyonların yeridir (kloroplastlarda fotosentezin hafif reaksiyonları, mitokondride solunum sırasında oksidatif fosforilasyon);

Çok hücreli organizmaların dokularında hücreler arası iletişimi sağlar;

Ulaşım- zarlar arası taşımayı gerçekleştirir.

alıcı- dış uyaranları tanıyan reseptör bölgelerinin lokalizasyon bölgesidir.

Maddelerin taşınması hücre ile dış ortam arasındaki madde alışverişini sağlayan zarın önde gelen işlevlerinden biridir. Maddelerin transferi için enerji maliyetlerine bağlı olarak şunlar vardır:

pasif taşıma veya kolaylaştırılmış difüzyon;

ATP ve enzimlerin katılımıyla aktif (seçici) taşıma.

membran ambalajda nakliye. Büyük parçacıkları ve makromolekülleri zardan geçiren mekanizmalar olan endositoz (hücre içine) ve ekzositoz (hücre dışına) vardır. Endositoz sırasında, plazma zarı bir invajinasyon oluşturur, kenarları birleşir ve sitoplazmaya bir vezikül bağlanır. Vezikül, dış sitoplazmik zarın bir parçası olan tek bir zarla sitoplazmadan ayrılır. Fagositoz ve pinositoz arasında ayrım yapın. Fagositoz, oldukça katı olan büyük parçacıkların emilmesidir. Örneğin, lenfositlerin, protozoaların vb.

Ekzositoz, çeşitli maddelerin hücreden uzaklaştırılması işlemidir. Ekzositoz sırasında, vezikül veya vakuolün zarı, dış sitoplazmik zar ile birleşir. Vezikülün içeriği hücre yüzeyinden uzaklaştırılır ve zar, dış sitoplazmik zara dahil edilir.

Merkezde pasif yüksüz moleküllerin taşınması, hidrojen ve yük konsantrasyonları arasındaki farktır, yani elektrokimyasal gradyan. Maddeler, daha yüksek eğime sahip bir alandan daha düşük olan bir alana hareket edecektir. Taşıma hızı eğim farkına bağlıdır.

Basit difüzyon, maddelerin doğrudan lipit çift tabakasından taşınmasıdır. Gazların özelliği, polar olmayan veya küçük yüksüz polar moleküller, yağlarda çözünür. Su, çift tabakadan hızla nüfuz eder, çünkü. molekülü küçük ve elektriksel olarak nötrdür. Suyun zarlardan difüzyonuna ozmoz denir.

Membran kanallarından difüzyon, içinde su gözenekleri oluşturan özel kanal oluşturucu proteinlerin varlığından dolayı zara nüfuz eden yüklü moleküllerin ve iyonların (Na, K, Ca, Cl) taşınmasıdır.

Kolaylaştırılmış difüzyon, maddelerin özel taşıma proteinleri yardımıyla taşınmasıdır. Her protein, kesin olarak tanımlanmış bir molekülden veya ilgili molekül grubundan sorumludur, onunla etkileşime girer ve zar boyunca hareket eder. Örneğin şekerler, amino asitler, nükleotidler ve diğer polar moleküller.

aktif taşımacılık proteinler - taşıyıcılar (ATPase) tarafından enerji harcanarak elektrokimyasal bir gradyana karşı gerçekleştirilir. Kaynağı ATP molekülleridir. Örneğin, sodyum-potasyum pompası.

Hücre içindeki potasyum konsantrasyonu, dışından çok daha yüksektir ve sodyum - bunun tersi de geçerlidir. Bu nedenle, potasyum ve sodyum katyonları, zarın su gözenekleri boyunca konsantrasyon gradyanı boyunca pasif olarak yayılır. Bunun nedeni, zarın potasyum iyonları için geçirgenliğinin sodyum iyonlarından daha yüksek olmasıdır. Buna göre, potasyum hücre dışına sodyumdan hücre içine daha hızlı difüze olur. Ancak hücrenin normal çalışması için belirli oranda 3 potasyum ve 2 sodyum iyonu gereklidir. Bu nedenle, zarda aktif olarak sodyumu hücre dışına ve potasyumu hücreye pompalayan bir sodyum-potasyum pompası vardır. Bu pompa, konformasyonel yeniden düzenlemeler yapabilen bir transmembran membran proteinidir. Bu nedenle hem potasyum iyonlarını hem de sodyum iyonlarını (antiport) kendine bağlayabilir. Süreç enerji yoğundur:

Sodyum iyonları ve bir ATP molekülü, pompa proteinine zarın içinden, potasyum iyonları ise dışarıdan girer.

Sodyum iyonları bir protein molekülü ile birleşir ve protein ATPaz aktivitesi kazanır, yani pompayı çalıştıran enerjinin serbest bırakılmasıyla birlikte ATP hidrolizine neden olma yeteneği.

ATP hidrolizi sırasında salınan fosfat proteine ​​bağlanır, yani bir proteini fosforile eder.

Fosforilasyon, proteinde konformasyonel bir değişikliğe neden olur, sodyum iyonlarını tutamaz. Serbest bırakılırlar ve hücre dışına çıkarlar.

Proteinin yeni yapısı, ona potasyum iyonlarının eklenmesini teşvik eder.

Potasyum iyonlarının eklenmesi, proteinin fosforilasyonuna neden olur. Konformasyonunu tekrar değiştirir.

Protein yapısındaki değişiklik, hücre içinde potasyum iyonlarının salınmasına yol açar.

Protein yine kendisine sodyum iyonları eklemeye hazırdır.

Bir çalışma döngüsünde, pompa hücreden 3 sodyum iyonu ve 2 potasyum iyonu pompalar.

sitoplazma- hücrenin yüzey aparatı ile çekirdek arasına alınmış, hücrenin zorunlu bir bileşeni. Aşağıdakilerden oluşan karmaşık bir heterojen yapısal komplekstir:

hyaloplazma

organeller (sitoplazmanın kalıcı bileşenleri)

kapanımlar - sitoplazmanın geçici bileşenleri.

sitoplazmik matris(hyaloplazma) hücrenin iç içeriğidir - renksiz, kalın ve şeffaf bir koloidal çözelti. Sitoplazmik matrisin bileşenleri, hücrede biyosentez işlemlerini gerçekleştirir, esas olarak anaerobik glikoliz nedeniyle enerji oluşumu için gerekli enzimleri içerir.

Sitoplazmik matrisin temel özellikleri.

Hücrenin koloidal özelliklerini belirler. Vakuoler sistemin hücre içi zarları ile birlikte, oldukça heterojen veya çok fazlı bir koloidal sistem olarak düşünülebilir.

Dış ve iç faktörlerin etkisi altında meydana gelen sitoplazmanın viskozitesinde bir değişiklik, bir jelden (daha kalın) bir sol'a (daha fazla sıvı) geçiş sağlar.

Sikloz, amoeboid hareket, hücre bölünmesi ve kromatoforlarda pigment hareketini sağlar.

Hücre içi bileşenlerin konumunun polaritesini belirler.

Hücrelerin mekanik özelliklerini sağlar - esneklik, birleşme yeteneği, sertlik.

Organeller- hücre tarafından belirli işlevlerin yerine getirilmesini sağlayan kalıcı hücresel yapılar. Yapının özelliklerine bağlı olarak şunlar vardır:

zarlı organeller - bir zar yapısına sahiptir. Tek zarlı olabilirler (ER, Golgi aygıtı, lizozomlar, bitki hücrelerinin vakuolleri). Çift zar (mitokondri, plastidler, çekirdek).

Zar dışı organeller - zar yapısına sahip değildirler (kromozomlar, ribozomlar, hücre merkezi, hücre iskeleti).

Genel amaçlı organeller - tüm hücrelerin özelliği: çekirdek, mitokondri, hücre merkezi, Golgi aygıtı, ribozomlar, ER, lizozomlar. Organeller belirli hücre türlerinin karakteristiğiyse, bunlara özel organeller denir (örneğin, bir kas lifini kasan miyofibriller).

Endoplazmik retikulum- zarı tübüller, mikrovakuoller ve büyük sarnıçlar gibi görünen birçok girinti ve kıvrım oluşturan tek bir sürekli yapı. EPS zarları bir yandan hücresel sitoplazmik zarla, diğer yandan nükleer zarın dış kabuğu ile ilişkilidir.

İki tür EPS vardır - pürüzlü ve pürüzsüz.

Pürüzlü veya granüler ER'de sarnıçlar ve tübüller ribozomlarla ilişkilidir. zarın dış tarafıdır.Düz veya agranüler EPS'de ribozomlarla bağlantı yoktur. Bu, zarın iç kısmıdır.

Biyomembranın yapısı. Ökaryotik hücrelerin hücre sınırlayıcı zarları ve zar organelleri, ortak bir kimyasal bileşimi ve yapıyı paylaşır. Bunlar lipidleri, proteinleri ve karbonhidratları içerir. Membran lipitleri esas olarak fosfolipidler ve kolesterol ile temsil edilir. Çoğu zar proteini, glikoproteinler gibi karmaşık proteinlerdir. Karbonhidratlar zarda kendi başlarına oluşmazlar, proteinler ve lipidlerle ilişkilidirler. Zarların kalınlığı 7-10 nm'dir.

Şu anda kabul edilen zar yapısının sıvı mozaik modeline göre, lipitler çift bir tabaka oluşturur veya lipit iki tabakalı, lipit moleküllerinin hidrofilik "başlarının" dışa doğru çevrildiği ve hidrofobik "kuyrukların" zarın içine gizlendiği (Şekil 2.24). Bu "kuyruklar", hidrofobik olmaları nedeniyle, hücrenin iç ortamının ve çevresinin sulu fazlarının ayrılmasını sağlar. Proteinler, çeşitli etkileşim türleri yoluyla lipitlerle ilişkilidir. Proteinlerin bir kısmı zarın yüzeyinde bulunur. Bu tür proteinlere denir Çevresel, veya yüzeysel. Diğer proteinler kısmen veya tamamen zara daldırılır - bunlar ayrılmaz, veya batırılmış proteinler Membran proteinleri yapısal, taşıma, katalitik, reseptör ve diğer işlevleri yerine getirir.

Zarlar kristaller gibi değildir, bileşenleri sürekli hareket halindedir, bunun sonucunda lipid molekülleri arasında boşluklar oluşur - çeşitli maddelerin hücreye girip çıkabileceği gözenekler.

Biyolojik zarlar, hücre içindeki konumları, kimyasal bileşimleri ve işlevleri bakımından farklılık gösterir. Ana membran türleri plazma ve dahilidir.

hücre zarı(Şekil 2.24) yaklaşık %45 lipid (glikolipidler dahil), %50 protein ve %5 karbonhidrat içerir. Karmaşık proteinler-glikoproteinler ve karmaşık lipitler-glikolipidler oluşturan karbonhidrat zincirleri, zarın yüzeyinin üzerinde çıkıntı yapar. Plazmalemma glikoproteinleri son derece spesifiktir. Örneğin, onlar aracılığıyla, sperm ve yumurtalar da dahil olmak üzere hücrelerin karşılıklı olarak tanınması söz konusudur.

Hayvan hücrelerinin yüzeyinde karbonhidrat zincirleri ince bir yüzey tabakası oluşturur. glikokaliks. Hemen hemen tüm hayvan hücrelerinde bulunmuştur ancak şiddeti aynı değildir (10-50 mikron). Glikokaliks, hücrenin dış ortamla doğrudan bağlantısını sağlar, içinde hücre dışı sindirim meydana gelir; Reseptörler glikokalikste bulunur. Plazmalemmaya ek olarak bakteri, bitki ve mantar hücreleri de hücre zarları ile çevrilidir.

İç membranlarökaryotik hücreler, hücrenin çeşitli kısımlarını sınırlandırarak bir tür "bölmeler" oluştururlar - bölmeler,çeşitli metabolizma ve enerji süreçlerinin ayrılmasına katkıda bulunur. Kimyasal bileşim ve işlevlerde farklılık gösterebilirler, ancak yapının genel planını korurlar.

Membran fonksiyonları:

1. Sınırlayıcı. Hücrenin iç alanını dış ortamdan ayırmalarından oluşur. Zar yarı geçirgendir, yani gerekli maddeleri taşımak için mekanizmalar varken, yalnızca hücre için gerekli olan maddeler serbestçe üstesinden gelebilir.

2. alıcı. Öncelikle çevresel sinyallerin algılanması ve bu bilgilerin hücreye aktarılması ile ilişkilidir. Bu işlevden özel reseptör proteinleri sorumludur. Membran proteinleri ayrıca "dost veya düşman" ilkesine göre hücresel tanımadan ve ayrıca en çok incelenenleri sinir hücrelerinin sinapsları olan hücreler arası bağlantıların oluşumundan sorumludur.

3. katalitik. Zarlar üzerinde çok sayıda enzim kompleksi bulunur ve bunun sonucunda üzerlerinde yoğun sentez işlemleri gerçekleşir.

4. Enerji dönüşümü. Enerji oluşumu, ATP şeklinde depolanması ve harcanması ile ilişkilidir.

5. Bölümlendirme. Zarlar aynı zamanda hücre içindeki boşluğu da sınırlar, böylece reaksiyonun başlangıç ​​maddelerini ve karşılık gelen reaksiyonları gerçekleştirebilen enzimleri ayırır.

6. Hücreler arası temasların oluşumu. Zar kalınlığı çıplak gözle ayırt edilemeyecek kadar küçük olmasına rağmen, bir yandan iyonlar ve moleküller, özellikle suda çözünenler için oldukça güvenilir bir bariyer görevi görürken, diğer yandan da oldukça güvenilir bir bariyer görevi görür. hücre içine ve dışına transferini sağlar.

zar taşınımı. Temel biyolojik sistemler olarak hücrelerin, metabolizmayı ve enerjiyi sağlamak, homeostazı, büyümeyi, sinirliliği ve diğer süreçleri sürdürmek için açık sistemler olması nedeniyle, maddelerin zardan aktarılması gerekir - zardan taşınma (Şekil 2.25) . Şu anda, maddelerin hücre zarı boyunca taşınması aktif, pasif, endo- ve ekzositoz olarak ayrılmıştır.

Pasif ulaşım- bu, daha yüksek bir konsantrasyondan daha düşük bir konsantrasyona enerji harcamadan gerçekleşen bir taşıma türüdür. Lipitlerde çözünen küçük polar olmayan moleküller (0 2 , CO 2 ) hücreye kolayca nüfuz eder. Basit difüzyon. Yüklü küçük parçacıklar da dahil olmak üzere lipidlerde çözünmeyen, taşıyıcı proteinler tarafından alınır veya özel kanallardan (glikoz, amino asitler, K +, PO 4 3-) geçer. Bu tür pasif taşımaya denir. Kolaylaştırılmış difüzyon. Su hücreye lipit fazındaki gözeneklerden ve ayrıca proteinlerle kaplı özel kanallardan girer. Suyun zardan taşınmasına denir osmoz(Şekil 2.26).

Ozmoz, hücrenin yaşamında son derece önemlidir, çünkü hücre çözeltisinden daha yüksek konsantrasyonda tuz içeren bir çözeltiye yerleştirilirse, su hücreyi terk etmeye başlayacak ve canlı içeriğin hacmi azalmaya başlayacaktır. . Hayvan hücrelerinde hücre bir bütün olarak küçülür, bitki hücrelerinde ise sitoplazma hücre duvarının gerisinde kalır. plazmoliz(Şekil 2.27).

Bir hücre, sitoplazmadan daha az konsantre bir çözeltiye yerleştirildiğinde, su ters yönde hücreye taşınır. Bununla birlikte, sitoplazmik zarın uzayabilirliğinin sınırları vardır ve hayvan hücresi sonunda parçalanırken, bitki hücresinde güçlü bir hücre duvarı buna izin vermez. Hücrenin tüm iç boşluğunu hücresel içerikle doldurma olgusuna denir. deplasmoliz.İlaçların hazırlanmasında, özellikle intravenöz uygulama için hücre içi tuz konsantrasyonu dikkate alınmalıdır, çünkü bu kan hücrelerine zarar verebilir (bunun için% 0,9 sodyum klorür konsantrasyonuna sahip fizyolojik salin kullanılır). Bu, hücre ve dokuların yanı sıra hayvan ve bitki organlarının yetiştirilmesinde daha az önemli değildir.

aktif taşımacılık ATP enerjisinin bir maddenin daha düşük bir konsantrasyonundan daha yüksek bir konsantrasyonuna harcanmasıyla devam eder. Özel protein pompaları yardımıyla gerçekleştirilir. Proteinler, en önemli organik maddelerin taşınmasına ve ayrıca sinir uyarılarının vb. ortaya çıkmasına katkıda bulunan K +, Na +, Ca2+ ve diğer iyonları zardan pompalar.

endositoz- bu, zarın invajinasyonlar oluşturduğu ve daha sonra zar veziküllerini oluşturduğu, maddelerin hücre tarafından aktif bir emilim sürecidir - fagozomlar emilen nesnelerin kapatıldığı yer. Birincil lizozom daha sonra fagozomla birleşerek oluşur. ikincil lizozom, veya fagolizozom, veya sindirim kofulu Vezikülün içeriği lizozom enzimleri tarafından bölünür ve bölünme ürünleri hücre tarafından emilir ve asimile edilir. Sindirilmemiş kalıntılar ekzositoz ile hücreden uzaklaştırılır. İki ana endositoz türü vardır: fagositoz ve pinositoz.

fagositoz- bu, hücre yüzeyi tarafından yakalanma ve katı parçacıkların hücre tarafından emilme işlemidir ve pinositoz- sıvılar. Fagositoz, esas olarak hayvan hücrelerinde (tek hücreli hayvanlar, insan lökositleri) meydana gelir, beslenmelerini ve sıklıkla vücudun korunmasını sağlar (Şekil 2.28).

Pinositoz yoluyla, bağışıklık reaksiyonları sürecinde proteinlerin, antijen-antikor komplekslerinin vb. Emilimi meydana gelir.Bununla birlikte, birçok virüs de hücreye pinositoz veya fagositoz yoluyla girer. Bitki ve mantar hücrelerinde, güçlü hücre zarları ile çevrili oldukları için fagositoz pratik olarak imkansızdır.

ekzositoz endositozun tersi süreçtir. Böylece sindirilmemiş besin artıkları sindirim vakuollerinden salınır, hücrenin ve organizmanın bir bütün olarak yaşamı için gerekli olan maddeler uzaklaştırılır. Örneğin, sinir uyarılarının iletimi, uyarıyı gönderen nöron tarafından kimyasal habercilerin salınması nedeniyle gerçekleşir - aracılar, bitki hücrelerinde ise hücre zarının yardımcı karbonhidratları bu şekilde açığa çıkar.

Bitki hücrelerinin, mantarların ve bakterilerin hücre duvarları. Hücre, zarın dışında güçlü bir çerçeve salgılayabilir - hücre zarı, veya hücre çeperi.

Bitkilerde hücre duvarı şu maddelerden oluşur: selüloz, 50-100 moleküllük demetler halinde paketlenmiştir. Aralarındaki boşluklar su ve diğer karbonhidratlarla doldurulur. Bir bitki hücresinin kabuğu, kanallarla doludur - Plasmodesmata(Şekil 2.29), içinden endoplazmik retikulumun zarlarının geçtiği.

Plasmodesmata, maddeleri hücreler arasında taşır. Bununla birlikte, su gibi maddelerin taşınması da hücre duvarları boyunca gerçekleşebilir. Zamanla, bitkilerin hücre zarında tanenler veya yağ benzeri maddeler dahil olmak üzere çeşitli maddeler birikir, bu da hücre duvarının kendisinin odunlaşmasına veya mantarlaşmasına, suyun yer değiştirmesine ve hücresel içeriklerin ölümüne yol açar. Komşu bitki hücrelerinin hücre duvarları arasında jöle benzeri pedler vardır - bunları birbirine bağlayan ve bitki gövdesini bir bütün olarak tutan orta plakalar. Sadece meyve olgunlaşma sürecinde ve yapraklar düştüğünde yok olurlar.

Mantar hücrelerinin hücre duvarları oluşur kitin- nitrojen içeren karbonhidrat. Yeterince güçlüdürler ve hücrenin dış iskeletini oluştururlar, ancak yine de bitkilerde olduğu gibi fagositozu önlerler.

Bakterilerde, hücre duvarı peptit parçaları içeren karbonhidrat içerir - resim, ancak içeriği farklı bakteri gruplarında önemli ölçüde değişir. Hücre duvarının dışında, diğer polisakkaritler de salınarak bakterileri dış etkilerden koruyan bir mukus kapsülü oluşturur.

Kabuk, hücrenin şeklini belirler, mekanik bir destek görevi görür, koruyucu bir işlev görür, hücrenin ozmotik özelliklerini sağlar, canlı içeriğin gerilmesini sınırlar ve hücrenin akışı nedeniyle artan hücrenin parçalanmasını önler. su. Ek olarak, su ve içinde çözünmüş maddeler, sitoplazmaya girmeden önce veya tersine onu terk ederken hücre duvarını aşarken, su hücre duvarları boyunca sitoplazmadan daha hızlı taşınır.