Кратко описание:

Сазонов v.f. 1_1 структурата на клетъчната мембрана [електронен ресурс] // кинезиолог, 2009-2018: [сайт]. Дата на подновяване: 02/06/2018 ..__. 201_). _Оклайн структурата и функционирането на клетъчната мембрана (синоними: плазмолама, плазмолм, биомембран, клетъчна обвивка, външна клетъчна обвивка, клетъчна мембрана, цитоплазменова мембрана). Тези първоначална информация са необходими както за цитологията, така и за разбиране на процесите на нервната активност: нервно вълнение, спиране, синапси и сетивни рецептори.

Клетъчна мембрана (плазма нолема или плазма относнолемма)

Определение на концепцията

Клетъчна мембрана (синоними: плазшалама, плазмолм, цитоплазменова мембрана, биомембран) е троен липопротеин (т.е. "zhiro-protein") обвивка, разделяща клетката от атмосфер и управление на обмена и комуникацията между клетката и околната среда около нея.

Основното нещо в това определение не е, че мембраната разделя клетката от околната среда, но точно така connect. клетка с среда. Мембраната е активен клетъчната структура, тя непрекъснато работи.

Биологичната мембрана е ултра тънък бимолекулен филм на фосфолипидите, инкрустирани протеини и полизахариди. Тази клетъчна структура е в основата на преградата, механичните и матричните свойства на живия организъм (Антонов v.f., 1996).

Цифров изглед на мембраната

За мен, клетъчната мембрана е под формата на решетъчна ограда с множество врати в нея, което обгражда определена територия. Всяка малка жизненост може да се движи свободно там и обратно. Но по-големите посетители могат да влизат само в вратите, а не всички видове. От различни посетители ключовете са само от вратите си и не могат да преминат през вратите през вратите. Така че чрез тази ограда непрекъснато преминава през потока на посетителите и обратно, защото основната функция на мембранната ограда е двойна: отделяне на територията от заобикалящото пространство и в същото време го свързват със заобикалящото пространство. За това има набор от дупки и врати в оградата - !

Свойства на мембраната

1. Проницаемост.

2. полу-възприятие (частична пропускливост).

3. Селективен (синоним: селективна) пропускливост.

4. Активна пропускливост (синоним: активен транспорт).

5. управлявана пропускливост.

Както виждаме, основното свойство на мембраната е неговата пропускливост към различни вещества.

6. Фагоциток и пиноцитоза.

7. Екзоциза.

8. Наличието на електрически и химически потенциали, или по-скоро потенциалната разлика между вътрешните и външните страни на мембраната. Може да се каже това "Мембраната превръща клетката в" електрическата батерия ", използвайки управление на йонни потоци". Подробности: .

9. Промени в електрическия и химичния потенциал.

10. Раздразнителност. Специални молекулни рецептори, които са на мембраната, могат да бъдат свързани към сигналните (контролни) вещества, в резултат на което състоянието на мембраната и цялата клетка могат да варират. Молекулярните рецептори пускат биохимични реакции в отговор на връзка с лиганди (контролни вещества). Важно е да се отбележи, че сигналът засяга рецептора навън и промените продължават вътре в клетката. Оказва се, че мембраната предава информация от околната среда до вътрешната среда на клетката.

11. Каталитична ензимна активност. Ензимите могат да бъдат вградени в мембраната или да са свързани със своята повърхност (както вътре, така и извън клетката), и там извършват ензимната си активност.

12. Промяна на формата на повърхността и нейната област. Това позволява на мембраната да се образува навън извън или, напротив, пиърсинг в клетката.

13. Възможност за формиране на контакти с други клетъчни мембрани.

14. Адхезия - способността да се прилепват към твърди повърхности.

Кратък списък на мембранните свойства

• Пропускливост.
• Ендоцитоза, екзоцитоза, трансцитоза.
• Потенциали.
• Раздразнителност.
• Ензимна активност.
• Контакти.
• Адхезия.

Мембранни функции

1. Непълна изолация на вътрешното съдържание от външната среда.

2. Основното нещо в работата на клетъчната мембрана е обмяна различни вещества между клетката и междуклетъчната среда. Това е собственост на мембраната като пропускливост. Освен това мембраната регулира този обмен поради факта, че регулира неговата пропускливост.

3. Друга важна мембранна функция - създаване на разлика в химическите и електрическите потенциали Между неговите вътрешни и външни страни. Поради това, клетката има отрицателен електрически потенциал.

4. Чрез мембраната се извършва и обмен на информация Между клетката и околната среда около нея. Специални молекулярни рецептори, разположени върху мембраната, могат да се свързват с контролни вещества (хормони, медиатори, модулатори) и да изпълняват биохимични реакции в клетка, водещи до различни промени в клетъчната работа или в неговите структури.

Видео:Структурата на клетъчната мембрана

Видео писта:Подробности за структурата на мембраната и транспорта

Структура на мембраната

Клетъчната мембрана има универсален трислоен структура. Сред мастния слой е твърд, а горните и долните протеинови слоеве го покриват под формата на мозайка от отделни протеинови зони. Дебелният слой е основата, която осигурява извличането на околната среда от околната среда, изолирайки го от околната среда. Сама по себе си той е много лошо предаване на водоразтворими вещества, но лесно пропуска мастните разтворими. Следователно пропускливостта на мембраната за водоразтворими вещества (например йони) трябва да бъде снабдена със специални протеинови структури - и.

По-долу са получени микрографии на реални клетъчни мембрани на контактни клетки, получени при използване на електронен микроскоп, както и схематичен модел, показващ трислойността на мембраната и мозайка на неговите протеинови слоеве. За да увеличите изображението, кликнете върху него.

Отделен образ на вътрешен липиден (мазен) слой на клетъчната мембрана, проникващ от интегрирани вендини. Горните и долните протеинови слоеве се отстраняват, за да не се намесват в зависимост от липидния двоен слой.

Фигура по-горе: непълно схематично представяне на клетъчната мембрана (клетъчна обвивка), показана в Уикипедия.

Моля, обърнете внимание, че външните и вътрешните протеинови слоеве от мембраната се отстраняват така, че да сме по-добре видими с централния адхезивен двоен липид слой. В реалната клетъчна мембрана отгоре и под мастния филм (малки топки на фигурата) плуват големи протеини "острови", а мембраната се оказва по-дебел, трислоен: катерица . Така че тя всъщност прилича на сандвич от два протеинови "филийки хляб" с мазен слой "масло" в средата, т.е. Има трислойна структура, а не двуслойна.

На тази цифра малките сини и бели топки съответстват на хидрофилни (омокряне) "глави" на липидите, а "струните" са прикрепени към тях - хидрофобни (несравними) "опашки". Протеините се показват само чрез интегрирани чрез мембранни протеини (червени глобули и жълти спирали). Жълтите овални точки вътре в мембраната са холестеролови молекули Жълт зелени вериги от мъниста от външната страна на мембраната - вериги на олигозахариди, образуващи гликокаликс. Glycocalix е сякаш въглехидрат ("захар") "пистолет" на мембраната, образувана от дълги въглехидрат-протеинови молекули, стърчащи от него.

Live е малка "протеинова торба", пълна с полу-течно съдържание на желе, което е проникновено с филми и тръби.

Стените на тази торба са оформени от двойна мазнина (липид) филм, залепена от вътрешната и външната протеини - клетъчна мембрана. Следователно те казват, че мембраната има трислойна структура : протеинови протеини. Клетките също имат много подобни мазни мембрани, които разделят вътрешното му пространство на отделенията. Същите мембрани са заобиколени от клетъчни органели: ядро, митохондрии, хлоропласти. Така мембраната е универсална молекулна структура, присъща на всички клетки и всички живи организми.

Отляво - вече не е реален, а изкуственият модел е част от биологичната мембрана: това е незабавно изображение на мастфолипиден двуслой (т.е. двоен слой) в процеса на молекулното динамично моделиране. Изчисленият модел на модела е показан - 96 молекули fc ( е.osfhatidil. х.oline) и 2304 водни молекули, само 20544 атома.

Отдясно е визуален модел на една молекула от същия липид, от който се събира мембранният липид двуслой. На върха има хидрофилна (водолюбива) глава, а под - две хидрофобни (опасяващи се вода) на опашката. Този липид има просто име: 1-стероил-2-докозахексаеноил-sn-глицера-3-фосфатидилхолин (18: 0/22: 6 (n-3) cis fx), но не е необходимо да го помните, ако сте не планира да донесе учителя си, за да припадне дълбочината на знанието ви.

Можете да дадете по-точна научна дефиниция на клетката:

- Това е ограничена активна мембрана, поръчана, структурирана нехомогенна система на биополимери, участващи в единна комбинация от обмен, енергийни и информационни процеси, както и извършване на поддръжка и възпроизвеждане на цялата система като цяло.

Вътре в клетката също е проникнат с мембрани и между мембраните няма вода, а вискозен гел / твърда плътност. Следователно, взаимодействащите молекули в клетката не плуват свободно, като в епруветка с воден разтвор и главно седи (имобилизиран) върху полимерни структури на цитоскелета или вътреклетъчните мембрани. И поради това химичните реакции преминават вътре в клетката почти както в твърдото вещество, а не в течността. Външната мембрана около клетката също се втурна с ензими и молекулярни рецепторикоето го прави много активна част от клетката.

Клетъчната мембрана (плазмата, плазмолм) е активна обвивка, разделяща околната среда от околната среда и я свързва с околната среда. © Сазонов v.f., 2016.

От това определяне на мембраната следва, че не просто ограничава клетката и активно работаЧрез обвързване с околната среда.

Мазнини, от които са специални мембраните, така че молекулите му не се наричат \u200b\u200bне само дебел, но "Липиди", "фосфолипиди", "сфинголипид". Мембранният филм е двоен, т.е. той се състои от двама играчи, които се обединяват един с друг. Следователно учебниците пишат, че основата на клетъчната мембрана се състои от два липидни слоя (или от " бисоти.", т.е. двоен слой). Във всеки отделен липиден слой едната страна може да бъде запазена с вода, а другата не може. Така че тези филмови пръчки се придържат помежду си с техните несравними партита.

Мембранни бактерии

Черупката на прокариотната клетка на грам-отрицателните бактерии се състои от няколко слоя, показани на фигурата по-долу.
Слоеве на обвивката грам-отрицателни бактерии:
1. Вътрешна трислойна цитоплазмена мембрана, която влиза в контакт с цитоплазма.
2. Клетъчна стена, която се състои от минеин.
3. Външната трислойна цитоплазмена мембрана, която има същата липидна система с протеинови комплекси, като вътрешната мембрана.
Комуникация грам-отрицателен бактериални клетки С външния свят, чрез такава сложна тристепенна структура, тя не им дава предимства в оцеляването при тежки условия в сравнение с грам-положителните бактерии, които имат по-малко мощна обвивка. Те са също толкова зле носят високи температури, повишена киселинност и спада на налягането.

Видео писта: Плазмената мембрана. E.v. Cheval, K.B.

Видео писта: Мембраната като клетъчна граница. А. Иляскин

Значението на йонните канали на мембраната

Лесно е да се разбере, че само мастните разтворими вещества могат да проникнат през мембранния мастния филм. Това са мазнини, алкохоли, газове. Например, в червени кръвни клетки, точно през мембраната лесно преминават вътре и външен кислород и въглероден диоксид. Но водата и водоразтворимите вещества (например йони) са просто толкова през мембраната, не могат да влязат във всяка клетка. Това означава, че те се нуждаят от специални дупки за тях. Но ако просто правите дупка в мазен филм, тогава веднага ще се отложи обратно. Какво да правя? Намерен е изходът в природата: необходимо е да се правят специални транспортни структури и да ги разтегне през мембраната. Това е точно какви канали се получават за предаване на неразтворими вещества - йонни клетки на клетъчната мембрана.

Така че, за да дадете на неговите мембранни допълнителни свойства на пропускливостта за полярни молекули (йони и вода) клетки синтезират специални протеини в цитоплазмата, които след това се вграждат в мембраната. Те са два вида: протеини-транспортьори (например транспортни атракции) и протеини-канални фермери (канали на каналите). Тези протеини са вградени в двоен мастен слой на мембраната и образуват транспортни структури под формата на конвейери или като йонни канали. Чрез тези транспортни структури сега могат да се държат различни водоразтворими вещества, които не могат да бъдат чрез дебел мембран филм.

Като цяло, протеините, вградени в мембраната, също се наричат интегралТова е така, защото те изглежда са включени в мембраната и проникват през нея. Други протеини, които не са интегрални, образуват островите, "плаващи" на повърхността на мембраната: или по външната му повърхност, или вътрешното. В края на краищата, всеки знае, че мазнините са добри лубрикант и плъзнете, че е лесно!

Заключения

1. Като цяло мембраната е трислойна:

1) външен слой на протеини "острови",

2) Дебел двуслой "море" (липид билай), т.е. Двойно липид филм,

3) вътрешният слой на протеини "острови".

Но все още има разхлабен външен слой - гликокаликс, който образува гликопротеини, стърчащи от мембраната. Те са молекулярни рецептори, с които са свързани консуматори на сигнала.

2. Специалните протеинови структури са вградени в мембраната, осигурявайки неговия сайт за йони или други вещества. Няма нужда да забравяме, че на някои места мастното море е проникнато с интегрални протеини. И това са интегралните протеини, които формират специални транспортни структури клетъчна мембрана (виж раздел 1_2 Мембранна транспортна механизма). Чрез тях вещества попадат в клетките и също изхождат от клетката.

3. От всяка страна на мембраната (външни и вътрешни), както и вътре в мембраната, могат да бъдат разположени протеини-ензими, които засягат състоянието на самата мембрана и върху живота на цялата клетка.

Така че клетъчната мембрана е активна променяща се структура, която работи активно в интерес на цялата клетка и я свързва с външния свят, а не само "защитна обвивка". Това е най-важното нещо, което трябва да знаете за клетъчната мембрана.

В медицината, мембранните протеини често се използват като "цел" за лекарства. Рецептори, йонни канали, ензими, транспортни системи са като такива тархи. Наскоро, в допълнение към мембраната, целта за лекарствени вещества също се превръща в гени, скрити в клетъчното ядро.

Видео:Въведение в биофизиката на клетъчната мембрана: структура на мембраната 1 (Vladimirov Yu.a.)

Видео:История, структура и функции на клетъчната мембрана: Мембранна структура 2 (Владимиров Ю.А.)

© 2010-2018 Сазонов v.f., © 2010-2016 Kineziolog.Bodhy.

Изследването на организмите, както и животинските и човешките растения, се занимава с биологията, наречена цитология. Учените са установили, че съдържанието на клетката, което е в нея, е доста трудно. Той е заобиколен от така наречената повърхностна апаратура, която включва външната клетъчна мембрана, горепоръчните структури: гликокаликс и както и микро- и микроброти, пеликула и микротубули, които образуват подума му комплекс.

В тази статия ще изучаваме структурата и функциите на външната клетъчна мембрана, която е част от повърхността различни видове клетки.

Какви функции извършват външна клетъчна мембрана

Както е описано по-горе, външната мембрана е част от повърхностния апарат на всяка клетка, която успешно разделя вътрешното си съдържание и предпазва клетъчните органели от неблагоприятни условия на околната среда. Друга функция е да се осигури метаболизмът между клетъчното съдържание и тъканната течност, така че външната клетъчна мембрана транспортира молекулите и йони, влизащи в цитоплазма, и също така помага за отстраняване на шлаки и излишните токсични вещества от клетката.

Структурата на клетъчната мембрана

Мембраните или плазмата на различни видове клетки се различават много различни. Главно, химическата структура, както и относителното съдържание на липидите, гликопротеините, протеините в тях и съответно естеството на рецепторите в тях. Външният на който се определя предимно от индивидуалния състав на гликопротеините, участва в разпознаването на дразнителите на външната среда и в реакциите на самата клетка върху техните действия. Някои видове вируси могат да взаимодействат с протеини и гликолипиди на клетъчни мембрани, в резултат на което те проникват в клетката. Херпес и грипни вируси могат да използват защитната си обвивка за изграждане.

И вируси и бактерии, така наречените бактериофаги са прикрепени към клетъчната мембрана и в контактния сайт го разтварят със специален ензим. След това в получения отвор преминава молекулата на вирусната ДНК.

Характеристики на сградата на плазмолалеята еукариот

Припомнете си, че външната клетъчна мембрана извършва функцията на транспорта, т.е. прехвърлянето на вещества в и от нея към външната среда. За прилагането на такъв процес изисква специална структура. Наистина, плазмата е постоянна, универсална за цялата система на повърхностния апарат. Той е тънък (2-10 nm), но доста плътна многослойна филм, която покрива цялата клетка. Неговата структура е проучена през 1972 г. от такива учени като Г. Певин и Никълсън, създадоха течен мозаечен модел на клетъчната мембрана.

Основните химични съединения, които образуват той, са подредени протеинови молекули и някои фосфолипиди, които се вкарват в течната липидна среда и приличат на мозайка. Така клетъчната мембрана се състои от два слоя липиди, не-полярни хидрофобни "опашки", от които са вътре в мембраната, и полярните хидрофилни глави са адресирани до цитоплазмата на клетката и към междуклетъчната течност.

Липидният слой, проникнат с големи протеинови молекули, образуващи хидрофилни пори. Чрез тях се транспортират водните разтвори на глюкоза и минерални соли. Някои протеинови молекули са както на външната, така и на вътрешната повърхност на плазмата. Така върху външната клетъчна мембрана в клетките на всички организми, имащи ядки, са свързани въглехидратните молекули ковалентни връзки с гликолипиди и гликопротеини. Съдържанието на въглехидрати в клетъчните мембрани варира от 2 до 10%.

Структурата на плазмата на прокариотните организми

Външната клетъчна мембрана в прокариотите изпълнява подобни функции с плазматични клетки на ядрени организми, а именно: възприятие и предаване на информация от външната среда, транспортирането на йони и разтвори в клетката и от нея, защитата на цитоплазмата от чужбина реактиви отвън. Той може да образува мезозоми - структури, които се появяват, когато плазмолемата е вътре в клетката. Те могат да бъдат ензими, участващи в метаболитните реакции на прокариоти, например, в ДНК репликация, синтез на протеини.

Мезозомите също съдържат редуцилните ензими и фотосинтезата са бактериофил (в бактерии) и фикобилин (в цианобактерии).

Ролята на външните мембрани в междуклетъчни контакти

Продължавайки да отговаряте на въпроса, за който функционират външната клетъчна мембрана, ще се спрем върху ролята си в растителните клетки в стените на външната клетъчна мембрана, се образуват порите, превръщащи се в целулозния слой. Чрез тях цитоплазмата на клетките на клетката навън, такива тънки канала се наричат \u200b\u200bплазмени режими.

Благодарение на тях връзката между съседните растителни клетки е много трайна. В човешки клетки и животни контактите на съседните клетъчни мембрани се наричат \u200b\u200bдеспозоми. Те са характерни за ендотелни и епителни клетки и също се срещат в кардиомиоцитите.

Спомагателни формации Плазматима

За да разграничат това, което се различават растителните клетки от животните, той помага на изследването на характеристиките на структурата на техните плазмалами, които зависят от функционирането на външната клетъчна мембрана. Над него в животинските клетки е слой Glycocalix. Образува се от молекули на полизахариди, свързани с протеини и липиди на външната клетъчна мембрана. Благодарение на гликокалчалколите между клетките, възникват адхезия (адхезия), което води до образуването на тъкани, така че участва в сигналната функция на плазмата - разпознаване на дразнителите на външната среда.

Как е пасивният транспорт на определени вещества чрез клетъчни мембрани

Както беше споменато по-рано, външната клетъчна мембрана участва в процеса на транспортиране на вещества между клетката и външната среда. Има два вида трансфер чрез плазмамбер: пасивен (дисузион) и активен транспорт. Първата е дифузията, лека дифузия и осмоза. Движението на вещества под градиента на концентрация зависи преди всичко, на масата и величината на молекулите, преминаващи през клетъчната мембрана. Например, малките неполярни молекули се разтварят лесно в средния липид на плазшалама, движете се през него и се оказват в цитоплазмата.

Големите органични вещества молекули проникват в цитоплазмата със специални протеини на носителя. Те имат специфичност на видовете и свързват с частица или йон, без цената на енергията пасивно ги прехвърлят през мембраната по градиента на концентрация (пасивен транспорт). Този процес е в основата на този имот на Плазмата, като селективна пропускливост. В процеса не се използва енергията на молекулите на АТФ, а клетката го спестява на други метаболитни реакции.

Активен транспорт на химични съединения през плазмата

Тъй като външната клетъчна мембрана осигурява прехвърлянето на молекули и йони от външната среда в клетката и обратно, става възможно да се извеждат продуктите на дисимулиране, които са токсини, навън, т.е. в междуклетъчната течност. Той се среща с градиента на концентрация и изисква използването на енергия под формата на atp молекули. Той също така включва протеини-носители, наречени ATP-AZA, които са едновременно ензими.

Пример за такъв транспорт е натриево-калиева помпа (натриевите йони се движат от цитоплазма към външна среда и калиевите йони се инжектират в цитоплазмата). Способните епителни клетки на червата и бъбреците са способни. Сортовете на такъв метод за прехвърляне са процесите на пиноцитоза и фагоцитоза. Така, след като проучи какви функции изпълняват външната клетъчна мембрана, е възможно да се установят, че хетеротрофните протести, както и клетки от по-високи животни, например левкоцитите, могат да обработват. Пино- и фагоцитоза.

Биоелектрически процеси в клетъчните мембрани

Установено е, че има потенциална разлика между външната повърхност на плазмата (тя се зарежда положително) и затвореният слой на цитоплазма, обвинен негативно. Тя се нарича потенциал на мира и тя е присъща на всички живи клетки. И нервната тъкан има не само потенциал за почивка, но също така е способен да извършва слаби биотори, които се наричат \u200b\u200bпроцеса на възбуждане. Външните мембрани на нервни клетки-неврони, като дразнят рецепторите, започват да променят зарядите: натриевите йони са масивни в клетката и повърхността на плазмата става електрическа. Закрит цитоплазмен слой, дължащ се на излишните катинки, получава положителен заряд. Това обяснява за това, каква причина невронната външна клетъчна мембрана се презарежда, което кара нервните импулси, които са в основата на процеса на възбуждане.

Извън клетката се покрива с плазмена мембрана (или външна клетъчна мембрана) с дебелина около 6-10 пМ.

Клетъчната мембрана е плътни филма от протеини и липиди (главно фосфолипиди). Липидните молекули са подредени в подреден - перпендикулярно на повърхността, в два слоя, така че техните части, интензивно взаимодействат с вода (хидрофилна), са насочени към външната страна и частите, инертни във вода (хидрофобни) - вътре.

Протеиновите молекули са разположени липса на слой върху повърхността на липидната рамка от двете страни. Част от тях са потопени в липидния слой, а някои преминават през нея, като образуват зони, пропускливи за вода. Тези протеини изпълняват различни функции - един от тях са ензими, други - транспортни протеини, участващи в прехвърлянето на някои вещества от околната среда в цитоплазмата и в обратна посока.

Основните функции на клетъчната мембрана

Едно от основните свойства на биологичните мембрани е избирателната пропускливост (половината възприятие) - Някои вещества преминават през тях с трудности, други са лесно и дори в посока на по-голяма концентрация, така че за повечето клетки концентрацията на Na йони вътре е значително по-ниска, отколкото в околната среда. За йони K се характеризира обратното съотношение: тяхната концентрация в клетката е по-висока от външната страна. Ето защо Na йони винаги се стремят да проникнат в клетката и K йони - да излязат. Изравняването на концентрациите на тези йони се предотвратява чрез наличието на специална система в мембраната, която играе ролята на помпата, която изпомпва Na йони от клетката и в същото време изпомпва йони К вътре.

Желанието на Na йони да се движи извън вътрешната страна се използва за транспортиране на захари и аминокиселини в клетката. При активно отстраняване на Na йони от клетката се създават условия за допускане на глюкоза и аминокиселини навътре.

В много клетки абсорбцията на веществата също се появява чрез фагоцитоза и пиноцитоза. За фагоцитоза Гъвкавата външна мембрана образува лек вдлъбнатина, където частицата е пленявана. Тази вдлъбнатина се увеличава и, заобиколена от част от външната мембрана, частицата е потопена в цитоплазмата на клетката. Феноменът на фагоцитозата е характерно за амебас и някои други най-прости, както и левкоцити (фагоцити). По същия начин се появява абсорбцията на течности, съдържащи необходимите клетки на веществото. Този феномен се наричаше пиноцитоза.

Външните мембрани на различни клетки се различават значително както от химичния състав на техните протеини и липиди и тяхното относително съдържание. Именно тези характеристики определят разнообразието във физиологичната активност на мембраните на различни клетки и тяхната роля, в жизнената активност на клетките и тъканите.

Ендоплазмената клетъчна мрежа е свързана с външната мембрана. С помощта на външни мембрани се извършват различни видове междуклетъчни контакти, т.е. Комуникация между отделните клетки.

За много видове клетки има голям брой издатини на повърхността, гънките, микровълните. Те допринасят както за значително увеличение на площта на клетъчната повърхност, така и за подобряване на метаболитния метаболизъм и по-трайни връзки на отделни клетки един с друг.

В растителните клетки, извън клетъчната мембрана има дебел, добре различен в оптичен микроскоп, състоящ се от влакна (целулоза). Те създават солидна подкрепа за растителни тъкани (дърво).

Някои животински клетки също имат редица външни структури, които са над клетъчната мембрана и имат защитен характер. Пример може да бъде хитонен насекомо покритие.

Функции на клетъчната мембрана (накратко)

Клетъчната мембрана

Изображение на клетъчна мембрана. Малките сини и бели топки съответстват на хидрофобните "глави" на фосфолипидите и линиите, свързани към тях - хидрофилни "опашки". Фигурата показва само интегрални мембранни протеини (червени глобули и жълти спирали). Жълти овални точки вътре в мембраната - холестеролови молекули жълто-зелени вериги на мъниста на външната страна на мембраната - вериги на олигозахариди, образуващи гликокалида

Биологичната мембрана включва различни протеини: интегрална (пробиваща мембрана през), полу-интегрирана (потопена от единия край във външен или вътрешен липид), повърхност (разположен на външната или в близост до вътрешните страни на мембраната). Някои протеини са точки на контакт на клетъчната мембрана с цитоскелета вътре в клетката, а клетъчната стена (ако има) е отвън. Някои от интегралните протеини изпълняват функцията на йонните канали, различни конвейери и рецептори.

Функции

• бариера - осигурява регулируем, селективен, пасивен и активен метаболизъм с околната среда. Например, мембранната пероксиза предпазва цитоплазмата от опасните пероксидни клетки. Селективната пропускливост означава, че пропускливостта на мембраната за различни атома или молекули зависи от техния размер, електрически заряд и химични свойства. Избирателната пропускливост осигурява отделянето на клетки и клетъчни отделения от околната среда и доставката на техните необходими вещества.
• транспорт - през мембраната има превозни средства в клетка и от клетката. Транспортът през мембрани предвижда: Доставка хранителни вещества, отстраняване на крайни продукти за обмен, секреция на различни вещества, създаване на йонни градиенти, поддържане на оптималната и концентрацията на йони, необходими за експлоатацията на клетъчни ензими.
  Частици по някаква причина, която не може да прекоси фосфолипидния двуслой (например, поради хидрофилни свойства, тъй като мембраната вътре в хидрофобната и не преминава хидрофилни вещества, или поради големи размери), но е необходимо за клетката да проникне в мембраната чрез специална Протеини-носители (конвейери) и протеини-канали или от ендоцитоза.
  В случай на пасивен транспорт веществата пресичат липидния бисел без цената на енергията при градиента на концентрация чрез дифузия. Вариант на този механизъм е лека дифузия, в която веществото помага да се премине през диафрагмата всяка специфична молекула. Тази молекула може да има канал, който предава само един тип вещества.
  Активният транспорт изисква разходи за енергия, тъй като се случва срещу градиента на концентрация. Мембраната съществува специални протеини - помпи, включително атраза, които активно помпват калиеви йони в клетката (K +) и помпата натриевите йони (Na +) от него.
• mATRIX - осигурява определена подука и ориентация на мембранните протеини, тяхното оптимално взаимодействие.
• механично - осигурява автономността на клетката, нейните вътреклетъчни структури, също се свързват с други клетки (в тъкани). Клетъчните стени имат важна роля в предоставянето на механична функция и при животни - междуклетъчно вещество.
• енергия - със фотосинтеза в хлоропласти и клетъчно дишане в митохондриите в техните мембрани, има системи за трансфер на енергия, при които протеините също участват;
• рецептор - някои протеини в мембраната са рецептори (молекули, с които клетката възприемат определени сигнали).
  Например хормоните, циркулиращи в кръвта, се прилагат само за такива целеви клетки, които имат рецептори, съответстващи на тези хормони. Невротрансмитери (химикали, които гарантират носенето на нервни импулси), също са свързани със специални рецепторни протеини на целевите клетки.
• ензимните - мембранни протеини често са ензими. Например, плазмените мембрани на чревни епителни клетки съдържат храносмилателни ензими.
• прилагане на генерирането и провеждането на биопротегии.
  Използвайки мембраната в клетката, поддържа се постоянна концентрация на йони: концентрацията на йон К + вътре в клетката е значително по-висока, отколкото отвън, а концентрацията на Na + е значително по-ниска, което е много важно, тъй като гарантира, че потенциалът гарантира, че потенциалът Разлика на мембраната и поколението на нервния импулс.
• клетъчна маркировка - има антигени върху мембраната, действащи като маркери - "етикети", което ви позволява да идентифицирате клетката. Това са гликопротеини (т.е. протеини с разклонени олигозахаридни странични вериги, прикрепени към тях), играят ролята на "антени". Поради конфигурациите безброй странични вериги, е възможно да направите специален маркер за всеки тип клетка. С помощта на клетъчни маркери други клетки могат да разпознаят и да действат съгласувани с тях, например, при образуването на органи и тъкани. Тя позволява на имунната система да разпознае извънземни антигени.

Структура и състав Biomembrane

Мембраните се състоят от три класа липиди: фосфолипиди, гликолипиди и холестерол. Фосфолипидите и гликолипидите (липиди с въглехидрати, прикрепени към тях) се състоят от два дълги хидрофобни въглеводородни "хвост", които са свързани с заредена хидрофилна "глава". Холестеролът дава мембранна мембрана, заемаща свободното пространство между хидрофобските липидни опашки и не им позволява да се огъват. Следователно, мембраните с ниско съдържание на холестерол са по-гъвкави и с големи - по-твърди и крехки. Също така, холестеролът служи като "запушалка", която предотвратява движението на полярните молекули от клетката и в клетката. Важна част от мембраната е протеини, които я проникват и отговарят за разнообразието от свойства на мембраните. Техният състав и ориентация се различават в различни мембрани.

Клетъчните мембрани често са асиметрични, т.е. слоевете се различават в състава на липидите, прехода на отделна молекула от един слой към друг (т.нар. джапанки) Трудно е.

Мембранни органели

Те са затворени единични или други области на цитоплазмата, отделени от хиалоплазма с мембрани. Едноздравичливи органели включват ендоплазменова мрежа, голги, лизозома, вакуоли, пероксизома; до двумесена - ядро, митохондрии, пласти. Структурата на мембраните на различни органела се различава в състава на липиди и мембранни протеини.

Избирателна пропускливост

Клетъчните мембрани имат избирателна пропускливост: глюкоза, аминокиселини, мастни киселини, глюкоза, аминокиселини, мастни киселини, глицерол и йони бавно се разпръскват и самите мембрани активно регулират този процес до известна степен, а други липсват. Съществуват четири основни механизма за получаване на вещества в клетка или теглене от клетката навън: дифузия, осмоза, активен транспорт и екзо или ендоцитоза. Първите два процеса са пасивни, т.е. те не изискват енергийни разходи; Последните две са активни процеси на потребление на енергия.

Избирателната пропускливост на мембраната при пасивен транспорт се дължи на специални канали - интегрални протеини. Те проникват през мембраната, образувайки един вид преминаване. За K, Na и Cl елементи имат свои собствени канали. По отношение на градиента на концентрацията на молекулата на тези елементи се движат в клетка и от нея. При дразнене на натриевите йонни канали се разкриват и рязко допускане на натриеви йони е остър. В същото време се случва дисбаланс на мембранния потенциал. След това се възстановява мембранният потенциал. Калиевите канали винаги са отворени, калиевите йони бавно попадат в клетката.

Вижте също

Литература

• Антонов V. F., Smirnova E. N., Шевченко Е. В. Липидни мембрани с фазови преходи. - м.: Наука, 1994.
• Геннис Р. Биомембрани. Молекулярна структура и функции: превод от английски. \u003d Биомехбранс. Молекулна структура и функция (от Робърт Б. Геннис). - 1-во издание. - m.: mir, 1997. - ISBN 5-03-002419-0
• Иванов В. Г., Березовски Т. Н. Липидни двуслойни биологични мембрани. - м.: Наука, 1982.
• Рубин А. Б. Биофизика, урок за 2 TT. - 3-то издание, коригирано и допълнено. - m.: Издателска къща на Московския университет, 2004. - ISBN 5-211-06109-8
• Брус Албертос, et al.

13. Клетъчни биологични мембрани. Техните свойства, структура и функции.

Плазмената мембрана , или плазмалемма - най-постоянното, основно, универсално за всички клетки на мембраната. Това е най-тънката (около 10 nm) филм, покриваща цялата клетка. Плазмата се състои от молекули от протеини и фосфолипиди (фиг. 1.6).

Фосфолипидните молекули са разположени в два реда - хидрофобни краища навътре, хидрофилни глави към вътрешната и външната вода. На някои места в двуслойния (двоен слой) фосфолипиди, пробити от протеинови молекули (интегрирани протеини). Вътре в такива протеинови молекули има канали - пори, през които преминават водоразтворими вещества. Други протеинови молекули проникват в двуслойната липиди, наполовина с една или друга страна (полу-интегрирани протеини). На повърхността на еукариотните клетъчни мембрани има периферни протеини. Липид и протеинови молекули се държат поради хидрофилни хидрофобни взаимодействия.

Свойства и функции на мембрани. Всички клетъчни мембрани са подвижни флуидни структури, тъй като липидите и протеиновите молекули не са свързани със ковалентни връзки и са способни да се движат достатъчно, за да се движат в мембранната равнина. Благодарение на това, мембраните могат да променят своята конфигурация, т.е. притежават течливост.

Мембрани - структурите са много динамични. Те бързо се възстановяват след повреда, както и разтягане и компресирани с клетъчни движения.

Мембраните на различни видове клетки се различават значително както в химичния състав, така и в относителното съдържание на протеини, гликопротеини, липиди в тях, и следователно в естеството на наличните в тях рецептори. Следователно всеки тип клетка се характеризира с индивидуалност, която се определя главно гликопротеини. Включват се разклонени гликопротеинови вериги, изпъкнали от клетъчната мембрана признаване на фактори Външна среда, както и в взаимното признаване на свързани клетки. Например, яйцето и сперматозоза се научават взаимно според гликопротеините на клетъчната повърхност, които са подходящи за другия на отделните елементи на цялата структура. Такова взаимно признаване е необходимия етап, предхождащ торенето.

Подобен феномен се наблюдава в процеса на тъканни диференциации. В този случай, клетъчните клетки са правилно ориентирани по отношение на двете наличителни плазмени версии спрямо един с друг, като по този начин се осигуряват образуването на съединител и тъкан. С свързано разпознаване и регламент за транспорта Молекули и йони през мембраната, както и имунологичен отговор, при който гликопротеините играят ролята на антигени. Следователно захарта може да функционира като информационни молекули (като протеини и нуклеинови киселини). Мембраните съдържат и специфични рецептори, електронни носители, преобразуватели на енергия, ензимни протеини. Протеините участват в осигуряването на транспорт на определени молекули вътре в клетката или от нея, извършете структурното свързване на цитоскелета с клетъчни мембрани или служат като рецептори за получаване и конвертиране на химични сигнали от околната среда.

Най-важното свойство на мембраната също е избирателна пропускливост. Това означава, че молекулите и йоните преминават през нея при различни скорости, а по-големият размер на молекулите, толкова по-малко скоростта на преминаване през мембраната. Този имот определя плазмената мембрана като осмотична бариера. Максималната проницателна способност е разтворена в нея вода и газ; Много по-бавно преминават през мембраната на йони. Показване на вода през мембраната се нарича осмоза.

Има няколко механизма на превозни средства от вещества през мембраната.

Дифузия - кривни вещества през мембраната по градиента на концентрацията (от зоната, където тяхната концентрация е по-висока, към зоната, където тяхната концентрация е по-ниска). Дифузен транспорт на вещества (вода, йони) се извършва с участието на мембранни протеини, в които има молекулни пори, или с участието на липидната фаза (за мастноразтворими вещества).

За лека дифузия Специални мембранни протеини селективно се свързват с един или друг йон или молекула и ги прехвърлят през мембраната по градиента на концентрацията.

Активен транспорт Конюгирани с енергийни разходи и служи за прехвърляне на вещества срещу градиента на концентрацията им. То извършени от специални протеини на превозвача, образуващи така наречените йонни помпи. Най-проучените са Na - / K - -NSOs в животински клетки, активно изпомпване на йони Na \u200b\u200b+ навън, абсорбиращи йони към -. Поради това в клетката се поддържа голяма концентрация до - и по-малкият Na + в клетката в сравнение с околната среда. Енергийният ATP се изразходва за този процес.

В резултат на активни превозни средства, използвайки мембранна помпа в клетката, се появява концентрацията на mg 2 и СА 2+.

В процеса на активен транспорт на йони в клетка през китова плазмена мембрана, различна захар прониква, нукле-отриди, аминокиселини.

Макромолекули протеини, нуклеинова киселина, полизахариди, липопротеинови комплекси и др. Чрез клетъчните мембрани не преминават, за разлика от йоните и мономерите. Транспортирането на макромолекули, техните комплекси и частици вътре в клетката възникват по съвсем различен начин - чрез ендоцитоза. За eNDOCI-TOSE (ENDO ... - вътре) определена част от плазмоламема е заловена и тъй като би била обгръщащ извънклетъчен материал, като го завършва в мембранна вакуола, която се дължи на лоялната мембрана. В бъдеще такъв вакуола е свързан с лизозомата, чиито ензими се разцепват от макромолекули до мономери.

Обратната ендоцитоза - езоцитоза (екзо ... - навън). Поради това, клетката премахва вътреклетъчните продукти или неблагодащите остатъци, затворени под вакуола или

zyrian. Балонът е подходящ за цитоплазмената мембрана, слива с него и неговото съдържание е подчертано в околната среда. Гак е получен от храносмилателни ензими, хормони, хормосени и др.

По този начин биологичните мембрани като основните структурни елементи на клетките служат не просто чрез физически граници, но са динамични функционални повърхности. Многобройни биохимични процеси се извършват върху мембрани на органела, като активна абсорбция на вещества, трансформация на енергия, синтез на АТФ и др.

Функции на биологичните мембрани Следващия:

Запишете съдържанието на клетката от външната среда и съдържанието на органела от цитоплазмата.

Осигуряване на транспортни вещества в клетка и от нея, от цитоплазма към органелите и обратно.

Ролята на рецепторите (получаване и трансформация на систните нокти от околната среда, признаване на клетъчни вещества и др.).

Са катализатори (осигуряване на мрачни химически процеси).

Участват в преобразуването на енергия.