У чому бере участь плазматична мембрана? Напівінтегральні білки мембран

Має товщину 8-12 нм, тож розглянути її у світловий мікроскоп неможливо. Будова мембрани вивчають з допомогою електронного мікроскопа.

Плазматична мембрана утворена двома шарами ліпідів – біліпідним шаром або біслоєм. Кожна молекула складається з гідрофільної голівки та гідрофобного хвоста, причому в біологічних мембранах ліпіди розташовані головками назовні, хвостами всередину.

У біліпідний шар занурені численні молекули білків. Одні з них знаходяться на поверхні мембрани (зовнішньої чи внутрішньої), інші пронизують мембрану.

Функції плазматичної мембрани

Мембрана захищає вміст клітин від пошкоджень, підтримує форму клітини, вибірково пропускає необхідні речовини всередину клітини і виводить продукти обміну, а також забезпечує зв'язок клітин між собою.

Бар'єрну, відмежовувальну функцію мембрани забезпечує подвійний шар ліпідів. Він не дає вмісту клітини розтікатися, змішуватися з навколишнім середовищем або міжклітинною рідиною і перешкоджає проникненню в клітину небезпечних речовин.

Ряд найважливіших функцій цитоплазматичної мембрани здійснюється за рахунок занурених до неї білків. За допомогою білків-рецепторів може приймати різні подразнення на свою поверхню. Транспортні білки утворюють найтонші канали, якими всередину клітини і з неї проходять іони калію, кальцію та інші іони малого діаметра. Білки-забезпечують процеси життєдіяльності в самій.

Великі харчові частинки, які не здатні пройти через тонкі мембранні канали, потрапляють усередину клітини шляхом фагоцитозу або піноцитозу. Загальна назва цих процесів – ендоцитоз.

Як відбувається ендоцитоз – проникнення великих харчових частинок у клітину

Харчова частка стикається із зовнішньою мембраною клітини, і в цьому місці утворюється вп'ячування. Потім частка, оточена мембраною, потрапляє всередину клітини, утворюється травна, і всередину пухирця, що утворився, проникають травні ферменти.

Лейкоцити крові, здатні захоплювати та перетравлювати чужорідні бактерії, називаються фагоцитами.

У разі піноцитозу вп'ячування мембрани захоплюються не тверді частинки, а крапельки рідини з розчиненими в ній речовинами. Цей механізм є одним із основних шляхів проникнення речовин у клітину.

Клітини рослин, покриті поверх мембрани твердим шаром клітинної стінки, не здатні до фагоцитозу.

Процес, зворотний до ендоцитозу, – екзоцитоз. Синтезовані речовини (наприклад, гормони) упаковуються в мембранні бульбашки, підходять до , вбудовуються в неї, і вміст бульбашки викидається з клітини. Таким чином, клітина може позбавлятися і від непотрібних продуктів обміну.

Універсальна біологічна мембранаутворена подвійним шаром молекул фосфоліпідів загальною товщиною 6 мкм. При цьому гідрофобні хвости молекул фосфоліпідів звернені всередину, назустріч один одному, а полярні гідрофільні головки звернені назовні мембрани, назустріч воді. Ліпіди забезпечують основні фізико-хімічні властивості мембран, зокрема їх плинністьза температури тіла. У цей подвійний шар ліпідів вбудовано білки.

Їх поділяють на інтегральні(пронизують весь бислой ліпідів), напівінтегральні(проникають до половини ліпідного бислоя), або поверненні (розташовуються на внутрішній або зовнішній поверхні ліпідного бислоя).

При цьому білкові молекули розташовуються в ліпідному бісла мозаїчно і можуть плавати в ліпідному морі на кшталт айсбергів, завдяки плинності мембран. За своєю функцією ці білки можуть бути структурними(підтримувати певну структуру мембрани), рецепторними(утворювати рецептори біологічно активних речовин), транспортними(здійснюють транспорт речовин через мембрану) та ферментними(Каталізують певні хімічні реакції). Ця найбільш визнана нині рідинно-мозаїчна модельБіологічна мембрана була запропонована в 1972 році Singer і Nikolson.

Мембрани виконують у клітині розмежувальну функцію. Вони поділяють клітину на відсіки, компартменти, у яких процеси і хімічні реакції можуть незалежно один від одного. Наприклад, агресивні гідролітичні ферменти лізосом, здатні розщеплювати більшість органічних молекул, відокремлені від решти цитоплазми за допомогою мемрани. У разі її руйнування відбувається самоперетравлення та загибель клітини.

Маючи загальний план будови, різні біологічні мембрани клітини розрізняються за своїм хімічним складом, організацією та властивостями, залежно від функцій структур, які вони утворюють.

Плазматична мембрана, будова, функції.

Цитолемма - біологічна мембрана, що оточує клітину зовні. Це найтовстіша (10 нм) і складно організована мембрана клітини. У її основі лежить універсальна біологічна мембрана, покрита зовні глікокаліксом, А зсередини, з боку цитоплазми, підмембранним шаром(Рис.2-1Б). Глікокалікс(3-4 нм товщини) представлений зовнішніми, вуглеводними ділянками складних білків – глікопротеїнів та гліколіпідів, що входять до складу мембрани. Ці вуглеводні ланцюжки відіграють роль рецепторів, що забезпечують розпізнавання клітиною сусідніх клітин та міжклітинної речовини та взаємодію з ними. У цей шар також входять поверхневі та напівінтегральні білки, функціональні ділянки яких знаходяться у надмембранній зоні (наприклад, імуноглобуліни). У глікокаліксі знаходяться рецептори гістосумісності, рецептори багатьох гормонів та нейромедіаторів.

Підмембранний, кортикальний шарутворений мікротрубочками, мікрофібрилами та скоротливими мікрофіламентами, які є частиною цитоскелету клітини. Підмембранний шар забезпечує підтримку форми клітини, створення пружності, забезпечує зміни клітинної поверхні. За рахунок цього клітина бере участь в ендо- та екзоцитозі, секреції, русі.

Цитолемма виконує безліч функцій:

1) розмежувальна (цитолема відокремлює, відмежовує клітину від довкілля та забезпечує її зв'язок із зовнішнім середовищем);

2) розпізнавання цією клітиною інших клітин та прикріплення до них;

3) розпізнавання клітиною міжклітинної речовини та прикріплення до її елементів (волокон, базальної мембрани);

4) транспорт речовин та частинок у цитоплазму та з неї;

5) взаємодія з сигнальними молекулами (гормонами, медіаторами, цитокінами) завдяки наявності її поверхні специфічних рецепторів до них;

1. забезпечує рух клітини (освіта псевдоподій) завдяки зв'язку цитолеми зі скоротливими елементами цитоскелета.

У цітолемі розташовані численні рецепторичерез які біологічно активні речовини ( ліганди, сигнальні молекули, перші посередники: гормони, медіатори, фактори росту) діють на клітину. Рецептори являють собою генетично детерміновані макромолекулярні сенсори (білки, гліко- та ліпопротеїни), вбудовані в цитолемму або розташовані всередині клітини та спеціалізовані на сприйнятті специфічних сигналів хімічної або фізичної природи. Біологічно активні речовини при взаємодії з рецептором викликають каскад біохімічних змін у клітині, трансформуючись при цьому на конкретну фізіологічну відповідь (зміна функції клітини).

Всі рецептори мають загальний план будови і складаються з трьох частин: 1) надмебранної, що здійснює взаємодію з речовиною (лігандом); 2) внутрішньомембранної, що здійснює перенесення сигналу та 3) внутрішньоклітинної, зануреної в цитоплазму.

Види міжклітинних контактів.

Цитолемма бере участь також у освіті спеціальних структур – міжклітинних з'єднань, контактівякі забезпечують тісну взаємодію між рядом розташованими клітинами. Розрізняють простіі складніміжклітинні сполуки. У простихміжклітинні сполуки цитолеми клітин зближуються на відстань 15-20 нм і молекули їх глікокаліксу взаємодіють один з одним (рис. 2-3). Іноді випинання цитолеми однієї клітини входить у поглиблення сусідньої клітини, утворюючи зубчасті та пальцеподібні сполуки (сполуки "за типом замку").

Складніміжклітинні сполуки бувають декількох видів: замикаючі, зчіпляючіі комунікаційні(Рис. 2-3). До замикаючимсполук відносять щільний контактабо замикаючу зону. При цьому інтегральні білки глікоколіксу сусідніх клітин утворюють подібність пористої мережі по периметру сусідніх епітеліальних клітин у їх апікальних частинах. Завдяки цьому міжклітинні щілини замикаються, відмежовуються від довкілля (рис. 2-3).

Мал. 2-3. Різні типи міжклітинних сполук.

1. Просте з'єднання.
2. Щільне з'єднання.
3. Адгезивний поясок.
4. десмосома.
5. Напівдесмосома.
6. Щілинне (комунікаційне) з'єднання.
7. Мікроворсинки.

(За Ю. І. Афанасьєву, Н. А. Юриною).

До зчеплення, заякорюючим сполукам відносять адгезивний поясокі десмосоми. Адгезивний поясокрозташовується навколо апікальних частин клітин одношарового епітелію. У цій зоні інтегральні глікопротеїди глікоколіксу сусідніх клітин взаємодіють між собою, а до них з боку цитоплазми підходять підмембранні білки, що включають пучки актинових мікрофіламентів. Десмосоми (плями зчеплення)- Парні структури розміром близько 0,5 мкм. У них глікопротеїди цитолеми сусідніх клітин тісно взаємодіють, а з боку клітин у цих ділянках у цитолемму вплітаються пучки проміжних філаментів цитоскелету клітин (рис. 2-3).

До комунікаційним з'єднаннямвідносять щілинні сполуки (нексуси) та синапси. Нексусимають розмір 0,5-3 мкм. Вони цитолеммы сусідніх клітин зближуються до 2-3 нм і мають численні іонні канали. Через них іони можуть переходити з однієї клітини до іншої, передаючи збудження, наприклад, між клітинами міокарда. Сінапсихарактерні для нервової тканини та зустрічаються між нервовими клітинами, а також між нервовими та ефекторними клітинами (м'язовими, залозистими). Вони мають синаптичну щілину, куди при проходженні нервового імпульсу з пресинаптичної частини синапсу викидається нейромедіатор, що передає нервовий імпульс на іншу клітину (докладніше див. розділ «Нервова тканина»).

Плазматична мембрана , або плазмалема,- Найбільш постійна, основна, універсальна всім клітин мембрана. Вона є найтоншою (близько 10 нм) плівкою, що покриває всю клітину. Плазмалемма складається з молекул білків та фосфоліпідів (рис. 1.6).

Молекули фосфоліпідів розташовані у два ряди - гідрофобними кінцями всередину, гідрофільними головками до внутрішнього та зовнішнього водного середовища. В окремих місцях бислой (подвійний шар) фосфоліпідів наскрізь пронизаний білковими молекулами (інтегральні білки). Усередині таких білкових молекул є канали - пори, якими проходять водорозчинні речовини. Інші білкові молекули пронизують бислой ліпідів наполовину з одного або з іншого боку (напівінтегральні білки). На поверхні мембран еукаріотів є периферичні білки. Молекули ліпідів та білків утримуються завдяки гідрофільно-гідрофобним взаємодіям.

Властивості та функції мембран.Усі клітинні мембрани є рухомі текучі структури, оскільки молекули ліпідів і білків не пов'язані між собою ковалентними зв'язками і здатні досить швидко переміщатися в площині мембрани. Завдяки цьому мембрани можуть змінювати свою конфігурацію, тобто мають плинність.

Мембрани – структури дуже динамічні. Вони швидко відновлюються після пошкодження, а також розтягуються та стискаються при клітинних рухах.

Мембрани різних типів клітин істотно розрізняються як за хімічним складом, так і щодо відносного вмісту в них білків, глікопротеїнів, ліпідів, а отже, і характером наявних у них рецепторів. Кожен тип клітин тому характеризується індивідуальністю, яка визначається переважно глікопротеїни.Розгалужені ланцюги глікопротеїнів, що виступають з клітинної мембрани, беруть участь у розпізнавання факторівдовкілля, і навіть у взаємному впізнанні споріднених клітин. Наприклад, яйцеклітина і сперматозоїд впізнають один одного по глікопротеїнів клітинної поверхні, які підходять один до одного як окремі елементи цільної структури. Таке взаємне впізнавання – необхідний етап, що передує заплідненню.

Подібне явище спостерігається в процесі диференціювання тканин. В цьому випадку подібні за будовою клітини за допомогою ділянок плазмалеми, що розпізнають, правильно орієнтуються відносно один одного, забезпечуючи тим самим їх зчеплення і утворення тканин. З розпізнаванням пов'язана і регуляція транспортумолекул та іонів через мембрану, а також імунологічну відповідь, в якій глікопротеїни відіграють роль антигенів. Цукру, таким чином, можуть функціонувати як інформаційні молекули (подібно до білків і нуклеїнових кислот). У мембранах містяться специфічні рецептори, переносники електронів, перетворювачі енергії, ферментні білки. Білки беруть участь у забезпеченні транспорту певних молекул всередину клітини або з неї, здійснюють структурний зв'язок цитоскелета з клітинними мембранами або служать як рецептори для отримання і перетворення хімічних сигналів з навколишнього середовища.

Найважливішою властивістю мембрани є також виборча проникність.Це означає, що молекули та іони проходять через неї з різною швидкістю, і чим більший розмір молекул, тим менша швидкість проходження їх через мембрану. Ця властивість визначає плазматичну мембрану як осмотичний бар'єрМаксимальну проникаючу здатність має вода і розчинені в ній гази; значно повільніше проходять крізь мембрану іони. Дифузія води через мембрану називається осмосом.

Існує кілька механізмів транспортування речовин через мембрану.

Дифузія-проникнення речовин через мембрану по градієнту концентрації (з області, де їхня концентрація вище, в область, де їхня концентрація нижче). Дифузний транспорт речовин (води, іонів) здійснюється за участю білків мембрани, в яких є молекулярні пори або за участю ліпідної фази (для жиророзчинних речовин).

При полегшеній дифузіїспеціальні мембранні білки-переносники вибірково зв'язуються з тим чи іншим іоном або молекулою і переносять їх через мембрану за градієнтом концентрації.

Активний транспортпов'язаний із витратами енергії та служить для перенесення речовин проти їх градієнта концентрації. Вінздійснюється спеціальними білками-переносниками, що утворюють так звані іонні насосиНайбільш вивченим є Na - / К - насос в клітинах тварин, що активно викачують іони Na ​​+ назовні, поглинаючи при цьому іони К -. Завдяки цьому в клітині підтримується більша концентрація К - і менша Na + в порівнянні з навколишнім середовищем. На цей процес витрачається енергія АТФ.

В результаті активного транспорту за допомогою мембранного насоса в клітині відбувається також регулювання концентрації Mg 2- і Са 2+ .

У процесі активного транспорту іонів у клітину через цитоплазматичну мембрану проникають різні цукру, нуклеотиди, амінокислоти.

Макромолекули білків, нуклеїнових кислот, полісахаридів, ліпопротеїдні комплекси та ін крізь клітинні мембрани не проходять, на відміну від іонів та мономерів. Транспорт макромолекул, їх комплексів та частинок всередину клітини відбувається зовсім іншим шляхом – за допомогою ендоцитозу. При ендоці-тозе (...- всередину) певний ділянку плазмалеми захоплює і як би обволікає позаклітинний матеріал, укладаючи його в мембранну вакуолю, що виникла внаслідок втягування мембрани. Надалі така вакуоль з'єднується з лізосомою, ферменти якої розщеплюють макромолекули до мономерів.

Процес, зворотний до ендоцитозу, - екзоцитоз (екзоцитоз)- назовні). Завдяки йому клітина виводить внутрішньоклітинні продукти або неперетравлені залишки, укладені у вакуолі або пу-

зірки. Пухирець підходить до цитоплазматичної мембрани, зливається з нею, а його вміст виділяється в навколишнє середовище. Гак виводяться травні ферменти, гормони, геміцел-люлоза та ін.

Таким чином, біологічні мембрани як основні структурні елементи клітини служать не просто фізичними межами, а є динамічними функціональними поверхнями. На мембранах органел здійснюються численні біохімічні процеси, такі як активне поглинання речовин, перетворення енергії, синтез АТФ та ін.

Функції біологічних мембраннаступні:

Відмежовують вміст клітини від зовнішнього середовища та вміст органел від цитоплазми.

Забезпечують транспорт речовин у клітину та з неї, з цитоплазми до органел і навпаки.

Виконують роль рецепторів (отримання та перетворення сит-налів з навколишнього середовища, впізнавання речовин клітин і т. д.).

Є каталізаторами (забезпечення примембранних хімічних процесів).

Беруть участь у перетворенні енергії.

Клітинна мембрана, яку також називають плазмалема, цитолема або плазматична мембрана - є молекулярною структурою, еластичною за своєю природою, яка складається з різних білків та ліпідів. Вона відокремлює вміст будь-якої клітини від зовнішнього середовища, тим самим регулюючи її захисні властивості, а також забезпечує обмін між зовнішнім середовищем та безпосередньо внутрішнім вмістом клітини.

Плазмалемма - це перегородка, що знаходиться усередині, безпосередньо за оболонкою. Вона ділить клітину на певні відсіки, які спрямовані на компартменти або органели. Вони містяться спеціалізовані умови середовища. Клітинна стінка повністю закриває всю клітинну мембрану. Вона виглядає як подвійний шар молекул.

Основні відомості

Склад плазмалеми - це фосфоліпіди або, як їх ще називають, складні ліпіди. Фосфоліпіди мають кілька частин: хвіст та голівку. Фахівці називають гідрофобні та гідрофільні частини: залежно від будови тваринної або рослинної клітини. Ділянки, які називаються головкою – звернені всередину клітини, а хвости – назовні. Плазмалеми структурою є інваріабельними і дуже схожі у різних організмів; найчастіше виняток можуть скласти археї, у яких перегородки складаються з різних спиртів та гліцерину.

Товщина плазмалеми приблизно 10 нм..

Існують перегородки, які знаходяться на зовнішній стороні або зовні частини, що впритул прилягає до мембрани - їх називають поверхневими. Деякі види білка можуть бути своєрідними контактними точками для клітинної мембрани та оболонки. Усередині клітини знаходиться цитоскелет та зовнішня стінка. Певні види інтегрального білка можна використовувати як канали в іонних транспортних рецепторах (паралельно з нервовими закінченнями).

Якщо використовувати електронний мікроскоп, можна отримати дані, на основі яких можна побудувати схему будови всіх частин клітини, а також основних складових і оболонок. Верхній апарат складатиметься із трьох субсистем:

• комплексне надмембранне включення;
• опорно-скорочувальний апарат цитоплазми, який матиме субмембранну частину.

До цього апарату можна віднести цитоскелет клітини. Цитоплазма з органоїдами та ядром називається - ядерний апарат. Цитоплазматична або, по-іншому, плазматична клітинна мембрана знаходиться під клітинною оболонкою.

Слово "мембрана" походить від латинського слова membrum, яке можна перекласти як "шкіра" або "оболонка". Термін запропонували понад 200 років тому і ним частіше називали краї клітини, але в період, коли почалося використання різного електронного обладнання, встановили, що плазматичні цітолеми складають безліч різних елементів оболонки.

Елементи найчастіше структурні, такі як:

• мітохондрії;
• лізосоми;
• пластиди;
• перегородки.

Одна з перших гіпотез щодо молекулярного складу плазмалеми була висунута 1940 року науковим інститутом Великобританії. Вже 1960 року Вільям Робертс запропонував світу гіпотезу «Про елементарну мембрану». Вона передбачала, що це плазмалеми клітини складаються з певних частин, власне, є сформованими за загальним принципом всім царств організмів.

На початку сімдесятих років XX століття було відкрито безліч даних, на підставі яких у 1972 році вчені з Австралії запропонували нову мозаїчно-рідинну модель будови клітин.

Будова плазматичної мембрани

Модель 1972 року є загальновизнаною і донині. Тобто в сучасній науці різні вчені, що працюють з оболонкою, спираються на теоретичну працю «Будова біологічна мембрана рідинно-мозаїчної моделі».

Молекули білків пов'язані з ліпідним бислоем і пронизують всю мембрану повністю - інтегральні білки (одне із загальноприйнятих назв - це трансмембранні білки).

Оболонка у складі має різні вуглеводні компоненти, які будуть виглядати як полісахаридні або сахаридні ланцюги. Ланцюг, у свою чергу, буде з'єднаний ліпідами та білком. Сполучені молекулами білка ланцюги називаються глікопротеїнами, а молекулами ліпідів – глікозидами. Вуглеводи знаходяться на зовнішній стороні мембрани та виконують функції рецепторів у клітинах тваринного походження.

Глікопротеїн – являють собою комплекс надмембранних функцій. Його ще називають глікокалікс (від грецьких слів глік та калікс, що в перекладі означає «солодкий» та «чашка»). Комплекс сприяє адгезії клітин.

Функції плазматичної мембрани

Бар'єрна

Допомагає відокремити внутрішні складові клітинної маси від тих речовин, що знаходяться ззовні. Запобігає попаданню різних речовин, які будуть для нього чужорідними, і допомагає підтримувати внутрішньоклітинний баланс.

Транспортна

Клітина має свій «пасивний транспорт» та використовує його для зменшення витрати енергії. Транспортна функція працює у таких процесах:

• ендоцитоз;
• екзоцитоз;
• натрієвий та калієвий обмін.

На зовнішній стороні мембрани знаходиться рецептор, на ділянці якого відбувається змішування гормонів та різних регуляторних молекул.

Пасивний транспорт- процес, у якому речовина проходить через мембрану, у своїй енергія не витрачається. Іншими словами, речовина доставляється з області клітини з високою концентрацією, в той бік, де концентрація буде нижчою.

Існує два види:

• Проста дифузія- притаманна маленьким нейтральним молекулам H2O, CO2 і О2 та деякими гідрофобними органічними речовинами з низькою молекулярною масою і відповідно без проблем проходять через фосфоліпіди мембрани. Ці молекули можуть проникати через мембрану до того часу, поки градієнт концентрації буде стабільний і незмінний.
• Полегшена дифузія- Характерна для різних молекул гідрофільного типу. Вони також можуть проходити через мембрану згідно з градієнтом концентрації. Однак процес буде здійснюватися за допомогою різних білків, які утворюватимуть специфічні канали іонних сполук у мембрані.

Активний транспорт- це переміщення різних складових через стінку мембрани на противагу градієнту. Таке перенесення потребує значних витрат енергетичних ресурсів у клітині. Найчастіше саме активний транспорт є основним джерелом споживання енергії.

Вирізняють кілька різновидівактивного транспорту за участю білків-переносників:

• Натрієво-калієвий насос.Отримання клітиною необхідних мінералів та мікроелементів.
• Ендоцитоз- процес, при якому відбувається захоплення клітиною твердих частинок (фагоцитоз) або різних крапель будь-якої рідини (піноцитоз).
• Екзоцитоз- процес, у якому відбувається виділення із клітини певних частинок у зовнішнє довкілля. Процес є противагою ендоцитозу.

Термін «ендоцитоз» походить від грецьких слів «енду» (зсередини) та «кетоз» (чаша, вмістилище). Процес характеризує захоплення зовнішнього складу клітиною та здійснюється при виробництві мембранних бульбашок. Цей термін був запропонований в 1965 професором цитології з Бельгії Крістіаном Бейлсом, він вивчав поглинання різних речовин клітинами ссавців, а також фагоцитоз і піноцитоз.

Фагоцитоз

Відбувається при захопленні клітиною певних твердих частинок або живих клітин. А піноцитоз – це процес, при якому краплі рідини захоплюються клітиною. Фагоцитоз (від грецьких слів «пожирач» і «вместилище») - процес у якому дуже малі об'єкти живої природи захоплюються і поглинаються, як і і тверді частини різних одноклітинних організмів.

Відкриття процесу належить фізіологу з Росії – В'ячеславу Івановичу Мечникову, який визначив безпосередньо процес, при цьому він проводив різні випробування з морськими зірками та крихітними дафніями.

В основі живлення одноклітинних гетеротрофних організмів лежить їхня здатність перетравлювати, а також захоплювати різні частки.

Мечников описав алгоритм поглинання бактерії амебою та загальний принцип фагоцитозу:

• адгезія – прилипання бактерій до мембрани клітини;
• поглинання;
• утворення бульбашки з бактеріальною клітиною;
• відкорковування бульбашки.

Виходячи з цього, процес фагоцитозу складається з таких етапів:

1. Частина, що поглинається, кріпиться до мембрани.
2. Оточення поглинається частинки мембраною.
3. Утворення мембранної бульбашки (фагосома).
4. Відкріплення мембранної бульбашки (фагосоми) у внутрішню частину клітини.
5. Об'єднання фагосоми та лізосоми (перетравлення), а також внутрішнє переміщення частинок.

Можна спостерігати повне чи часткове перетравлення.

У разі часткового перетравлення найчастіше утворюється залишкове тільце, яке буде всередині клітини деякий час. Ті залишки, які будуть неперетравлені, вилучаються (евакуюються) із клітини шляхом екзоцитозу. У процесі еволюції ця функція схильності до фагоцитозу поступово відокремилася і перейшла від різних одноклітинних до спеціалізованих клітин (таких як травна у кишковопорожнинних і губок), а потім до особливих клітин у ссавців та людини.

До фагоцитозу схильні лімфоцити та лейкоцити в крові. Сам процес фагоцитозу потребує великих витрат енергії і безпосередньо поєднаний з активністю зовнішньої клітинної мембрани та лізосоми, при яких знаходяться травні ферменти.

Піноцитоз

Піноцитоз - це захоплення поверхнею клітини будь-якої рідини, в якій знаходяться різні речовини. Відкриття явища піноцитозу належить вченому Фіцджеральду Льюїсу. Сталася ця подія у 1932 році.

Піноцитоз - це один з основних механізмів, при якому в клітину потрапляють високомолекулярні сполуки, наприклад, різні глікопротеїни або розчинні білки. Піноцитозна активність, у свою чергу, неможлива без фізіологічного стану клітини та залежить від її складу та складу навколишнього середовища. Найактивніший піноцитоз ми можемо спостерігати у амеби.

У людини піноцитоз спостерігається в клітинах кишечника, в судинах, ниркових канальцях, а також в ооцитах, що ростуть. Для того щоб зобразити процес піноцитозу, якою здійснюватиметься за допомогою лейкоцитів людини, можна зробити випинання плазматичної мембрани. При цьому частини відшнуровуватимуться і відокремлюватимуться. Процес піноцитозу потребує витрати енергії.

Етапи процесу піноцитозу:

1. На зовнішній клітинній плазмалемі з'являються тонкі нарости, що оточують краплі рідини.
2. Ця ділянка зовнішньої оболонки стає тоншою.
3. Утворення мембранної бульбашки.
4. Стінка проривається (провалюється).
5. Бульбашка переміщається в цитоплазмі і може злитися з різними бульбашками та органоїдами.

Екзоцитоз

Термін походить від грецьких слів «екзо» - зовнішній, зовнішній і «цитоз» - посудина, чаша. Процес полягає у виділенні клітинною частиною певних частинок у зовнішнє середовище. Процес екзоцитозу є протилежним до піноцитозу.

У процесі екоцитозу з клітини виходять бульбашки внутрішньоклітинної рідини та переходять на зовнішню мембрану клітини. Вміст усередині бульбашок може виділятися назовні, а мембрана клітини зливається з оболонкою бульбашок. Таким чином, більшість макромолекулярних сполук відбуватиметься саме цим способом.

Екзоцитоз виконує низку завдань:

• доставка молекул на зовнішню клітинну мембрану;
• транспортування по всій клітині речовин, які будуть потрібні для зростання та збільшення площі мембрани, наприклад, певних білків або фосфоліпідів;
• звільнення чи з'єднання різних частин;
• виведення шкідливих і токсичних продуктів, які з'являються при метаболізмі, наприклад, соляної кислоти, що секретується клітинами слизової оболонки шлунка;
• транспортування пепсиногену, і навіть сигнальних молекул, гормонів чи нейромедіаторів.

Специфічні функції біологічних мембран:

• генерація імпульсу, що відбувається на нервовому рівні, усередині мембрани нейрона;
• синтез поліпептидів, а також ліпідів та вуглеводів шорсткої та гладкої мережі ендоплазматичної сітки;
• зміна світлової енергії та її перетворення на енергію хімічну.

Відео

З нашого відео ви дізнаєтеся багато цікавого та корисного про будову клітини.

Чи не отримали відповідь на своє запитання? Запропонуйте авторам тему.

Основу структурної організації клітини становлять біологічні мембрани. Плазматична мембрана (плазмалема) – це мембрана, що оточує цитоплазму живої клітини. Мембрани складаються з ліпідів та білків. Ліпіди (переважно фосфоліпіди) утворюють подвійний шар, у якому гідрофобні «хвости» молекул звернені всередину мембрани, а гідрофільні — до її поверхонь. Молекули білків можуть розташовуватися на зовнішній і внутрішній поверхні мембрани, можуть частково занурюватися в шар ліпідів або пронизувати її наскрізь. Більшість занурених білків мембран - ферменти. Це рідко-кістково-мозаїчна модель будови плазматичної мембрани. Молекули білка і ліпідів рухливі, що забезпечує динамічність мембрани. До складу мембран входять також вуглеводи у вигляді гліколіпідів та глікопротеїнів (глікоколікс), що розташовуються на зовнішній поверхні мембрани. Набір білків і вуглеводів на поверхні мембрани кожної клітини специфічний і є своєрідним покажчиком типу клітин.

Функції мембрани:

1. Роздільна. Вона полягає в утворенні бар'єру між внутрішнім вмістом клітини та зовнішнім середовищем.
2. Забезпечення обміну речовин між цитоплазмою та зовнішнім середовищем. У клітину надходять вода, іони, неорганічні та органічні молекули (транспортна функція). У зовнішнє середовище виводяться продукти, утворені у клітині (секреторна функція).
3. Транспортні. Транспорт через мембрану може проходити різними шляхами. Пасивний транспорт здійснюється без витрат енергії шляхом простої дифузії, осмосу або полегшеної дифузії за допомогою білків-переносників. Активний транспорт – за допомогою білків-переносників, і він потребує витрат енергії (наприклад, натрій-калієвий насос). Матеріал із сайту

Великі молекули біополімерів потрапляють усередину клітини внаслідок ендоцитозу. Його поділяють на фагоцитоз і піноцитоз. Фагоцитоз - захоплення і поглинання клітиною великих частинок. Явище вперше було описано І.І. Мечнікова. Спочатку речовини прилипають до плазматичної мембрани, до специфічних білків-рецепторів, потім мембрана прогинається, утворюючи поглиблення.

Утворюється травна вакуоля. У ній перетравлюються надійшли в клітину речовини. У людини і тварин до фагоцитозу здатні лейкоцити. Лейкоцити поглинають бактерії та інші тверді частинки.

Піноцитоз - процес захоплення та поглинання крапель рідини з розчиненими в ній речовинами. Речовини прилипають до білків мембрани (рецепторів), і крапля розчину оточується мембраною, формуючи вакуоль. Піноцитоз і фагоцитоз відбуваються з витратою енергії АТФ.

1. Секреторна. Секреція - виділення клітиною речовин, синтезованих у клітині, у зовнішнє середовище. Гормони, полісахариди, білки, жирові краплі, полягають у бульбашки, обмежені мембраною, і підходять до плазмалеми. Мембрани зливаються, і вміст бульбашки виводиться в середовище, що оточує клітину.
2. З'єднання клітин у тканині (за рахунок складчастих виростів).
3. Рецепторна. У мембранах є велика кількість рецепторів - спеціальних білків, роль яких полягає в передачі сигналів ззовні всередину клітини.

Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком

На цій сторінці матеріал за темами:

• плазматична мембрана будова та функції
• будова та функції плазматичної мембрани
• плазматична мембрана будова та функції коротко
• плазматична мембрана коротко
• клітинна мембрана будова та функції коротко