Plazminė membrana: funkcijos, struktūra. Ląstelė ir ląstelės membrana

Jo storis yra 8-12 nm, todėl jo neįmanoma apžiūrėti šviesos mikroskopu. Membranos struktūra tiriama elektroniniu mikroskopu.

Plazminę membraną sudaro du lipidų sluoksniai – lipidinis sluoksnis arba dvisluoksnis. Kiekviena molekulė susideda iš hidrofilinės galvos ir hidrofobinės uodegos, o biologinėse membranose lipidai išsidėstę galvomis į išorę, uodegomis į vidų.

Daugybė baltymų molekulių yra panardintos į bilipidinį sluoksnį. Kai kurie iš jų yra membranos paviršiuje (išoriniame arba vidiniame), kiti prasiskverbia pro membraną.

Plazminės membranos funkcijos

Membrana apsaugo ląstelės turinį nuo pažeidimo, palaiko ląstelės formą, selektyviai perduoda į ląstelę reikalingas medžiagas ir pašalina medžiagų apykaitos produktus, taip pat užtikrina ryšį tarp ląstelių.

Užtvarinė, ribojanti membranos funkcija suteikia dvigubą lipidų sluoksnį. Jis neleidžia ląstelės turiniui plisti, susimaišyti su aplinka ar tarpląsteliniu skysčiu, neleidžia pavojingoms medžiagoms prasiskverbti į ląstelę.

Nemažai svarbiausių citoplazminės membranos funkcijų atliekama dėl į ją panardintų baltymų. Receptorių baltymų pagalba jis gali pajusti įvairius dirginimus savo paviršiuje. Transporto baltymai sudaro ploniausius kanalus, kuriais kalis, kalcis ir kiti mažo skersmens jonai patenka į ląstelę ir iš jos. Baltymai – savaime užtikrina gyvybinius procesus.

Didelės maisto dalelės, kurios negali praeiti plonais membranos kanalais, patenka į ląstelę fagocitozės arba pinocitozės būdu. Bendras šių procesų pavadinimas yra endocitozė.

Kaip atsiranda endocitozė – didelių maisto dalelių įsiskverbimas į ląstelę

Maisto dalelė liečiasi su išorine ląstelės membrana, ir šioje vietoje susidaro invaginacija. Tada dalelė, apsupta membranos, patenka į ląstelę, susidaro virškinamoji, o į susidariusią pūslelę prasiskverbia virškinimo fermentai.

Baltieji kraujo kūneliai, galintys sugauti ir virškinti svetimas bakterijas, vadinami fagocitais.

Pinocitozės atveju membranos invaginacija užfiksuoja ne kietąsias daleles, o skysčio lašelius su joje ištirpusiomis medžiagomis. Šis mechanizmas yra vienas iš pagrindinių medžiagų prasiskverbimo į ląstelę būdų.

Augalų ląstelės, padengtos membrana kietu ląstelės sienelės sluoksniu, nėra pajėgios fagocitozei.

Atvirkštinis endocitozės procesas yra egzocitozė. Susintetintos medžiagos (pavyzdžiui, hormonai) supakuojamos į membranines pūsleles, artėja, įterpiamos į jas, o pūslelės turinys išstumiamas iš ląstelės. Taigi ląstelė gali atsikratyti ir nereikalingų medžiagų apykaitos produktų.

Plazminė membrana arba plazminė membrana yra paviršinis struktūrinis ląstelės sluoksnis, kurį sudaro gyvybiškai svarbi citoplazma. Ši periferinė struktūra lemia ląstelės ryšį su aplinka, jos reguliavimą ir apsaugą. Jo paviršiuje dažniausiai yra ataugų ir raukšlių, o tai prisideda prie ląstelių sujungimo tarpusavyje.

Gyvoji ląstelės dalis yra membranomis apribota, sutvarkyta, struktūrizuota biopolimerų ir vidinių membraninių struktūrų sistema, dalyvaujanti medžiagų apykaitos ir energijos procesų visumoje, kuri palaiko ir atkuria visą sistemą kaip visumą.

Svarbus bruožas yra tai, kad ląstelėje nėra atvirų membranų su laisvais galais. Ląstelių membranos visada apriboja ertmes ar sritis, uždarydamos jas iš visų pusių, nepaisant membranų struktūrų dydžio ir sudėtingos formos. Membranose yra baltymų (iki 60%), lipidų (apie 40%) ir tam tikras angliavandenių kiekis.

Pagal biologinį vaidmenį membraniniai baltymai Galima suskirstyti į tris grupes: fermentus, receptorinius baltymus ir struktūrinius baltymus. Įvairių tipų membranos paprastai turi savo fermentinių baltymų rinkinį. Receptorių baltymai, kaip taisyklė, yra paviršinėse membranose, kad galėtų priimti hormonus, atpažinti gretimų ląstelių paviršių, virusus ir kt. Struktūriniai baltymai stabilizuoja membranas ir dalyvauja formuojant polifermentinius kompleksus. Nemaža dalis baltymų molekulių sąveikauja su kitais membranos komponentais – lipidų molekulėmis, naudodamos jonines ir hidrofobines jungtis.

Junginys lipidaiĮeina į ląstelių membranas, yra įvairi ir yra atstovaujama glicerolipidų, sfingolipidų, cholesterolio ir kt. Pagrindinis membranų lipidų bruožas yra jų amfipatiškumas, y., dviejų skirtingos kokybės grupių buvimas jų sudėtyje. Nepolinę (hidrofobinę) dalį sudaro aukštesnių riebalų rūgščių likučiai. Polinės hidrofilinės grupės vaidmenį atlieka fosforo rūgšties (fosfolipidų), sieros rūgšties (sulfolipidų), galaktozės (galaktolipidų) likučiai. Fosfatidilcholinas (lecitinas) dažniausiai yra ląstelių membranose.

Svarbus vaidmuo tenka fosfolipidams, kaip komponentams, lemiantiems membranų elektrines, osmosines arba katijonų mainų savybes. Be struktūrinių, fosfolipidai atlieka ir specifines funkcijas – dalyvauja elektronų pernešime, lemia membranų puslaidumą, prisideda prie aktyvios fermentų molekulių konformacijos stabilizavimo, sukurdami hidrofobinę.

Lipidų molekulių atskyrimas į dvi funkciškai skirtingas dalis - nepolinė, nenešanti krūvių (riebalų rūgščių uodegos) ir įkrauta polinė galvutė – iš anksto nulemia jų specifines savybes ir tarpusavio orientaciją.

Kai kurių ląstelių tipų membranos turi asimetrinę struktūrą ir nevienodas funkcines savybes. Taigi kai kurios toksinės medžiagos turi didelę įtaką išorinei membranos pusei; išorinėje bililicidinio eritrocitų sluoksnio pusėje yra daugiau cholino turinčių lipidų. Asimetrija taip pat pasireiškia skirtingu vidinės ir išorinės membranos sluoksnių storiu.

Svarbi ląstelių membranų struktūrų savybė yra jų gebėjimas savarankiškai susikomplektuoti po tam tikro intensyvumo destruktyvaus poveikio. Gebėjimas taisyti turi didelę reikšmę gyvų organizmų ląstelių adaptacinėse reakcijose.

Remiantis klasikiniu membranos struktūros modeliu, baltymų molekulės yra vidinėje ir išorinėje lipidų sluoksnio pusėse, kurios savo ruožtu susideda iš dviejų orientuotų sluoksnių. Remiantis naujais duomenimis, hidrofobinio sluoksnio konstrukcijoje, be lipidų molekulių, dalyvauja ir šoninės hidrofobinės baltymų molekulių grandinės. Baltymai ne tik dengia lipidų sluoksnį, bet ir yra jo dalis,

dažnai formuojančias rutuliškas struktūras – mozaikinio tipo membranas – pasižymi tam tikru struktūros dinamiškumu (49 pav.).

Kai kurių tipų membranų mikroanatominiam vaizdui būdingas baltymų susitraukimų buvimas tarp išorinių lipidinio sluoksnio baltyminių sluoksnių arba lipidų micelių visame membranos storyje (49 pav., e, h). Membranų storis svyruoja nuo 6 iki 10 nm ir gali būti stebimas tik elektroniniu mikroskopu.

Plazminės membranos, dengiančios augalų ir gyvūnų ląsteles, cheminė sudėtis yra beveik vienoda. Jos struktūrinė organizacija ir tvarka lemia tokią gyvybiškai svarbią membranų funkciją kaip grindų pralaidumas – gebėjimas selektyviai patekti į ląstelę ir iš jos įvairias molekules bei jonus. Dėl to ląstelėje sukuriama ir palaikoma atitinkama jonų koncentracija ir vyksta osmosiniai įvykiai. Taip pat sukuriamos sąlygos normaliam ląstelių funkcionavimui aplinkoje, kurios koncentracija gali skirtis nuo ląstelių turinio.

Membranos, kaip pagrindiniai ląstelės struktūriniai elementai, lemia beveik visų žinomų jos organelių savybes: jos supa branduolį, formuoja chloroplastų, mitochondrijų ir Golgi aparato struktūrą, prasiskverbia į citoplazminę masę, suformuodamos endoplazminį tinklą, per kurį patenka medžiagos. yra vežami. Juose yra svarbių fermentų ir sistemų, skirtų aktyviai pernešti medžiagas į ląstelę ir jas pašalinti iš ląstelės. Ląstelės membrana, kaip ir atskiros ląstelės organelės, yra specifinis molekulinis kompleksas, atliekantis įvairias funkcijas.

Dėl savo fizikinių ir cheminių, biologinių ir struktūrinių ypatybių membranos atlieka pagrindinę apsauginio molekulinio barjero funkciją – reguliuoja medžiagų judėjimo įvairiomis kryptimis procesus. Labai svarbus membranų vaidmuo energetiniuose procesuose, nervinių impulsų perdavimui, fotosintezės reakcijose ir kt.

Dėl ląstelės makromolekulinės organizacijos joje yra atskirti katabolizmo ir anabolizmo procesai. Taigi, aminorūgščių, lipidų ir angliavandenių oksidacija vyksta mitochondrijose, o biosintezės procesai vyksta įvairiose struktūrinėse citoplazmos dariniuose (chloroplastuose, endoplazminiame tinkle, Golgi aparate).

Membranos, nepaisant jų cheminės ir morfologinės prigimties, yra efektyvi priemonė ląstelėje vykstantiems procesams lokalizuoti. Būtent jie padalija protoplastą į atskiras tūrines zonas, t.y. leidžia vienoje ląstelėje vykti skirtingoms reakcijoms ir neleidžia susimaišyti susidariusioms medžiagoms. Ši ląstelės savybė būti tarsi suskirstytai į atskiras dalis, turinčias skirtingą metabolinę veiklą, vadinama skirstymas.

Dėl to, kad lipidai netirpsta vandenyje, membranos su jų turiniu susidaro ten, kur reikia sukurti sąsają su vandenine terpe, pavyzdžiui, ląstelės paviršiuje, vakuolės ar endoplazminio tinklelio paviršiuje. Gali būti, kad lipidinių sluoksnių susidarymas membranose yra biologiškai tikslingas ir esant nepalankioms ląstelėje elektros sąlygoms, elektronų kelyje sukurti izoliuojančius (dielektrinius) sluoksnius.

Medžiagų prasiskverbimas per membraną yra dėl to endocitozė, kuris pagrįstas ląstelės gebėjimu aktyviai įsisavinti arba absorbuoti maistines medžiagas iš aplinkos mažų skysčio burbuliukų pavidalu (pinocitozė) arba kietosios dalelės (fagocitozė).

Submikroskopinė membranos struktūra lemia elektrinių potencialų skirtumo tarp jos išorinės ir vidinės pusės susidarymą arba susilaikymą tam tikru lygiu. Yra daug įrodymų, kad šie potencialai yra susiję su medžiagų prasiskverbimu per plazmos membraną.

Tai atsitinka lengviausiai pasyvus medžiagų pernešimas per membranas; kuri pagrįsta difuzijos reiškiniu pagal koncentracijų arba elektrocheminių potencialų gradientą. Jis atliekamas per membranų poras, t.y. tas baltymų turinčias sritis ar zonas, kuriose vyrauja lipidai, kurios yra pralaidžios tam tikroms molekulėms ir yra savotiški molekuliniai sietai (selektyvūs kanalai).

Tačiau dauguma medžiagų prasiskverbia pro membranas naudojant specialias transportavimo sistemas, vadinamąsias vežėjai(translokatoriai). Tai specifiniai membraniniai baltymai arba funkciniai lipoproteinų kompleksai, galintys laikinai prisijungti prie reikalingų molekulių vienoje membranos pusėje, pernešti ir išleisti jas kitoje pusėje. Tokia palengvinta tarpininkaujanti difuzija per nešiklius užtikrina medžiagų transportavimą per membraną koncentracijos gradiento kryptimi. Jei tas pats nešiklis palengvina transportavimą viena kryptimi, o po to kita medžiaga transportuoja priešinga kryptimi / toks procesas vadinamas mainų difuzija.

Transmembraninį jonų pernešimą taip pat efektyviai atlieka kai kurie antibiotikai – valinomicinas, gramicidinas, nigericinas ir kiti jonoforai.

Plačiai paplitęs aktyvus medžiagų pernešimas per membranas. Būdingas jo bruožas yra gebėjimas perkelti medžiagas prieš koncentracijos gradientą, o tai neišvengiamai reikalauja energijos sąnaudų. Paprastai tokio tipo transmembraniniam perdavimui naudojama ATP energija. Beveik visų tipų membranose yra specialių transportavimo baltymų, turinčių ATPazės aktyvumą, pvz., K + -Ma + -ATPazę.

Glikokaliksas. Daugelis ląstelių turi sluoksnį plazminės membranos išorėje, vadinamą glikokaliksas. Ji apima išsišakojusias polisacharidų molekules, susijusias su membranos baltymais (glikoproteinais), taip pat lipidais (glikolipidais) (50 pav.). Šis sluoksnis atlieka daugybę funkcijų, kurios papildo membranų funkcijas.

Glikokaliksas arba supramembraninis kompleksas, tiesiogiai kontaktuodamas su išorine aplinka, atlieka svarbų vaidmenį ląstelių paviršinio aparato receptorių funkcijoje (maisto boliusų fagocitozė). Taip pat gali atlikti specialias funkcijas (žinduolių eritrocitų glikoproteinas sukuria neigiamą krūvį jų paviršiuje, kuris neleidžia jiems agliutinuotis). Stipriai išvystytas druskų ląstelių glikokaliksas ir epitelio osmoreguliacinių ir išskyrimo kanalėlių reabsorbcinių skyrių ląstelės.

Glikokalikso angliavandeniniai komponentai dėl ypatingos cheminių jungčių ir paviršiaus padėties įvairovės yra žymenys, suteikiantys kiekvienos ląstelės paviršiaus „raštui“ specifiškumo, jį individualizuojantys ir taip užtikrinantys, kad ląstelės „atpažintų“ vienas kitą. . Manoma, kad audinių suderinamumo receptoriai taip pat yra sutelkti glikokalikse.

Nustatyta, kad žarnyno epitelio ląstelių mikrovilliukų glikokaliksėje adsorbuojami hidroliziniai fermentai. Tokia fiksuota biokatalizatorių padėtis sukuria pagrindą kokybiškai kitokiam virškinimui – vadinamajam. parietalinis virškinimas: Būdingas glikokalikso bruožas – didelis paviršiaus molekulinių struktūrų atsinaujinimo greitis, lemiantis didesnį funkcinį ir filogenetinį ląstelių plastiškumą, galimybę genetiškai kontroliuoti prisitaikymą prie aplinkos sąlygų.

Plazminės membranos modifikacijos. Daugelio ląstelių plazminė membrana dažnai turi įvairias ir specializuotas paviršiaus struktūras. Tokiu atveju susidaro kompleksiškai organizuotos ląstelės sekcijos: a) įvairaus tipo tarpląsteliniai kontaktai (sąveikos); b) mikrograuželiai; c) blakstienos; d) žvyneliai, e) jautrių ląstelių procesai ir kt.

Tarpląsteliniai ryšiai (kontaktai) susidaro ultramikroskopinių darinių pagalba ataugų ir išsikišimų pavidalu, kitų mechaninio ryšio tarp ląstelių struktūrų sukibimo zonomis, ypač išreikštomis integumentiniuose ribiniuose audiniuose. Jie užtikrino daugialąsčių organizmų audinių ir organų formavimąsi ir vystymąsi.

Mikrovilliai yra daugybė citoplazmos ataugų, apribotų plazmos membrana. Žarnyno ir inkstų epitelio ląstelių paviršiuje rasta daug mikrovilliukų. Jie padidina sąlyčio su substratu ir aplinka plotą.

Blakstienos - daugybė plazminės membranos paviršinių struktūrų, kurių funkcija yra perkelti ląsteles erdvėje ir jas maitinti (blakstienos blakstienų ląstelių paviršiuje, rotiferiai, blakstienas kvėpavimo takų epitelis ir kt.).

Žvyneliai yra ilgi ir maži dariniai, leidžiantys ląstelėms ir organizmams judėti skystoje terpėje (laisvai gyvenantys vienaląsčiai žvyneliai, spermatozoidai, bestuburių embrionai, daug bakterijų ir kt.).

Daugelio bestuburių receptorių jutimo organų evoliucija grindžiama ląstele, kurioje yra žvynelių, blakstienų ar jų darinių. Taigi tinklainės šviesos receptoriai (kūgiai ir strypai) skiriasi nuo struktūrų, panašių į blakstienas ir turinčių daugybę membranų raukšlių su šviesai jautriu pigmentu. Kitų tipų receptorinės ląstelės (cheminės, klausos ir kt.) taip pat sudaro sudėtingas struktūras dėl citoplazminių ataugų, padengtų plazmine membrana.

Specifinis tarpląstelinių jungčių tipas yra augalų ląstelių plazmodesmatos, kurios yra submikroskopiniai kanalėliai, prasiskverbiantys pro membranas ir iškloti plazmine membrana, kuri taip be pertrūkių pereina iš vienos ląstelės į kitą. Plazmodesmatose dažnai yra membraninių vamzdinių elementų, jungiančių kaimyninių ląstelių endoplazminio tinklo cisternas. Plazmamodezma susidaro ląstelių dalijimosi metu, kai susidaro pirminė ląstelės sienelė. Funkciškai plazmodesmata sujungia kūno augalų ląsteles į vieną sąveikaujančią sistemą - simpplastas. Jų pagalba užtikrinama tarpląstelinė tirpalų, kuriuose yra organinių maistinių medžiagų, jonų, lipidų lašų, viruso dalelių ir kt., cirkuliacija Per plazmodesmatas taip pat perduodami biopotencialai ir kita informacija.

Šaltinis ---

Bogdanova, T.L. Biologijos vadovas / T.L. Bogdanova [ir d.b.]. - K .: Naukova Dumka, 1985. - 585 p.

PLASMATINĖ MEMBRANA – (plazmalemos ląstelių membrana), biologinė membrana, supanti augalų ir gyvūnų ląstelių protoplazmą. Dalyvauja metabolizmo tarp ląstelės ir jos aplinkos reguliavime.

Ląstelių membrana (taip pat citolema, plazmolema arba plazminė membrana) yra elastinga molekulinė struktūra, susidedanti iš baltymų ir lipidų. Ląstelės sienelė, jei ląstelė tokią turi (dažniausiai randama augalų ląstelėse), dengia ląstelės membraną. Ląstelės membrana yra dvigubas sluoksnis (dvisluoksnis) lipidų klasės molekulių, kurių dauguma yra vadinamieji kompleksiniai lipidai – fosfolipidai. Lipidų molekulės turi hidrofilinę („galvą“) ir hidrofobinę („uodegą“) dalis. Kai susidaro membranos, hidrofobinės molekulių dalys pasisuka į vidų, o hidrofilinės – į išorę.

ląstelės membranos struktūra

Galbūt išimtis yra archėjos, kurių membranas sudaro glicerolis ir terpenoidiniai alkoholiai. Kai kurie baltymai yra ląstelės membranos sąlyčio taškai su citoskeletu ląstelės viduje ir ląstelės sienele (jei yra) išorėje.

Pažiūrėkite, kas yra „plazminė membrana“ kituose žodynuose:

Eksperimentai su dirbtinėmis bilipidinėmis plėvelėmis parodė, kad jos turi didelį paviršiaus įtempimą, daug didesnį nei ląstelių membranų. J. Robertsonas 1960 metais suformulavo unitarinės biologinės membranos teoriją, kuri postulavo trijų sluoksnių visų ląstelių membranų struktūrą.

Pagal šį modelį baltymai membranoje nesudaro ištisinio sluoksnio paviršiuje, o skirstomi į vientisus, pusiau vientisus ir periferinius baltymus. Pavyzdžiui, peroksisomų membrana apsaugo citoplazmą nuo ląstelei pavojingų peroksidų. Atrankinis pralaidumas reiškia, kad membranos pralaidumas įvairiems atomams ar molekulėms priklauso nuo jų dydžio, elektros krūvio ir cheminių savybių.

Šio mechanizmo variantas yra palengvinta difuzija, kai tam tikra molekulė padeda medžiagai praeiti pro membraną. Pavyzdžiui, kraujyje cirkuliuojantys hormonai veikia tik tas tikslines ląsteles, kurios turi šiuos hormonus atitinkančius receptorius. Neurotransmiteriai (cheminės medžiagos, vedančios nervinius impulsus) taip pat prisijungia prie specifinių receptorių baltymų tikslinėse ląstelėse.

Naudodamos žymenis, ląstelės gali atpažinti kitas ląsteles ir veikti kartu su jomis, pavyzdžiui, formuojant organus ir audinius. Membranos susideda iš trijų klasių lipidų: fosfolipidų, glikolipidų ir cholesterolio.

Cholesterolis standina membraną, užimdamas laisvą erdvę tarp hidrofobinių lipidų uodegėlių ir neleisdamas joms susilenkti. Todėl membranos su mažu cholesterolio kiekiu yra lankstesnės, o turinčios daug cholesterolio – standesnės ir trapesnės. Cholesterolis taip pat tarnauja kaip „kamštis“, neleidžiantis polinėms molekulėms judėti iš ląstelės ir į ją. Svarbią membranos dalį sudaro baltymai, prasiskverbiantys į ją ir atsakingi už įvairias membranų savybes.

Membranos metabolizmo ypatumai

Šalia baltymų yra žiediniai lipidai – jie yra labiau tvarkingi, mažiau judrūs, turi daugiau sočiųjų riebalų rūgščių ir kartu su baltymu išsiskiria iš membranos. Be žiedinių lipidų membranos baltymai neveikia. Selektyvų membranos pralaidumą pasyviojo transportavimo metu lemia specialūs kanalai – integruoti baltymai. Jie prasiskverbia pro membraną pro ir kiaurai, sudarydami tam tikrą praėjimą.

Koncentracijos gradiento atžvilgiu šių elementų molekulės juda į ląstelę ir iš jos. Sudirginant atsidaro natrio jonų kanalai, o į ląstelę staigiai patenka natrio jonai. Tarnauja ne tik kaip mechaninis barjeras, bet, svarbiausia, riboja laisvą dvipusį mažos ir didelės molekulinės masės medžiagų patekimą į ląstelę ir iš jos. Be to, plazmolema veikia kaip struktūra, kuri „atpažįsta“ įvairias chemines medžiagas ir reguliuoja selektyvų šių medžiagų transportavimą į ląstelę.

Plazminės membranos mechaninį stabilumą lemia ne tik pačios membranos, bet ir šalia esančios glikokalikso bei citoplazmos žievės sluoksnio savybės. Išorinis plazminės membranos paviršius padengtas biriu pluoštiniu 3-4 nm storio medžiagos sluoksniu – glikokaliksu.

Šiuo atveju kai kurie membranos transportavimo baltymai sudaro molekulinius kompleksus, kanalus, kuriais jonai praeina pro membraną paprastos difuzijos būdu. Kitais atvejais specialūs membraniniai nešikliai selektyviai jungiasi prie vieno ar kito jono ir perneša jį per membraną.

PLAZMINĖ MEMBRANA – tankesnės konsistencijos ląstelės citoplazmos išorinis sluoksnis. Inkaravimo jungtys arba kontaktai ne tik jungia gretimų ląstelių plazmines membranas, bet ir jungiasi su fibriliniais citoskeleto elementais. Pavyzdžiui, žarnyno epitelio ląstelių plazminėse membranose yra virškinimo fermentų.

Biologinės membranos sudaro ląstelės struktūros pagrindą. Plazminė membrana (plasmalemma) yra membrana, supanti gyvos ląstelės citoplazmą. Membranos sudarytos iš lipidų ir baltymų. Lipidai (daugiausia fosfolipidai) sudaro dvigubą sluoksnį, kuriame hidrofobinės molekulių „uodegos“ atsigręžia į membranos vidų, o hidrofilinės – į jos paviršius. Baltymų molekulės gali išsidėstyti išoriniame ir vidiniame membranos paviršiuje, gali būti iš dalies panardintos į lipidų sluoksnį arba pro jį prasiskverbti. Dauguma panardintų membranų baltymų yra fermentai. Tai yra skysčio mozaikinis plazminės membranos struktūros modelis. Baltymų ir lipidų molekulės yra judrios, o tai užtikrina membranos dinamiškumą. Membranose taip pat yra angliavandenių glikolipidų ir glikoproteinų (glikokalikso) pavidalu, išsidėsčiusių išoriniame membranos paviršiuje. Baltymų ir angliavandenių rinkinys kiekvienos ląstelės membranos paviršiuje yra specifinis ir yra savotiškas ląstelės tipo indikatorius.

Membranos funkcijos:

Skirstymas. Jį sudaro barjero tarp vidinio ląstelės turinio ir išorinės aplinkos susidarymas.
Medžiagų mainų tarp citoplazmos ir išorinės aplinkos užtikrinimas. Į ląstelę patenka vanduo, jonai, neorganinės ir organinės molekulės (transporto funkcija). Ląstelėje susidarę produktai (sekrecinė funkcija) išsiskiria į išorinę aplinką.
Transportas. Pernešimas per membraną gali vykti įvairiais būdais. Pasyvus pernešimas vykdomas be energijos sąnaudų, paprastos difuzijos, osmoso arba palengvintos difuzijos būdu, naudojant baltymų nešiklius. Aktyvus transportavimas vyksta per nešiklius baltymus ir reikalauja energijos (pvz., natrio-kalio siurblio). medžiaga iš svetainės

Didelės biopolimerų molekulės patenka į ląstelę dėl endocitozės. Jis skirstomas į fagocitozę ir pinocitozę. Fagocitozė yra didelių dalelių surinkimas ir absorbcija ląstelėje. Šį reiškinį pirmą kartą aprašė I.I. Mechnikovas. Pirma, medžiagos prilimpa prie plazmos membranos, prie specifinių receptorių baltymų, tada membrana susmunka ir susidaro įdubimas.

Susidaro virškinimo vakuolė. Jis virškina į ląstelę patekusias medžiagas. Žmonių ir gyvūnų leukocitai gali fagocituoti. Leukocitai sugeria bakterijas ir kitas kietąsias daleles.

Pinocitozė yra skystų lašelių su jame ištirpusiomis medžiagomis gaudymo ir absorbavimo procesas. Medžiagos prilimpa prie membranos baltymų (receptorių), o tirpalo lašą gaubia membrana, suformuodama vakuolę. Pinocitozė ir fagocitozė atsiranda naudojant ATP energiją.

Sekretorė. Sekrecija – ląstelėje susintetintų medžiagų išskyrimas į išorinę aplinką. Hormonai, polisacharidai, baltymai, riebalų lašeliai yra uždengti membranomis surištose pūslelėse ir artėja prie plazmalemos. Membranos susilieja ir burbulo turinys patenka į ląstelę supančią aplinką.
Ląstelių sujungimas audiniuose (dėl sulenktų ataugų).
Receptorius. Membranose yra labai daug receptorių – specialių baltymų, kurių vaidmuo yra perduoti signalus iš išorės į ląstelės vidų.

Neradote to, ko ieškojote? Naudokite paiešką

Šiame puslapyje medžiaga šiomis temomis:

plazminės membranos struktūra ir funkcija
plazminės membranos struktūra ir funkcija
plazminės membranos struktūra ir funkcijos trumpai
plazminė membrana trumpai
Ląstelių membranos struktūra ir funkcija trumpai

Universali biologinė membrana sudarytas iš dvigubo 6 mikronų storio fosfolipidų molekulių sluoksnio. Šiuo atveju fosfolipidų molekulių hidrofobinės uodegos yra pasuktos į vidų, viena į kitą, o poliarinės hidrofilinės galvutės – į išorę nuo membranos, link vandens. Lipidai suteikia pagrindines fizikines ir chemines membranų savybes, ypač jų sklandumas esant kūno temperatūrai. Baltymai yra įterpti į šį dvigubą lipidų sluoksnį.

Jie skirstomi į integralas(persiskverbia per visą lipidų dvigubą sluoksnį), pusiau vientisas(prasiskverbti iki pusės lipidinio dvisluoksnio sluoksnio) arba paviršių (esantį vidiniame arba išoriniame lipidinio dvisluoksnio sluoksnio paviršiuje).

Tuo pačiu metu baltymų molekulės yra lipidų dvisluoksnyje mozaikiškai ir dėl membranų sklandumo gali „plaukti“ „lipidų jūroje“ kaip ledkalniai. Pagal savo funkciją šie baltymai gali būti struktūrinės(išlaikyti tam tikrą membranos struktūrą), receptorius(formuoti biologiškai aktyvių medžiagų receptorius), transporto(vykdyti medžiagų pernešimą per membraną) ir fermentinis(katalizuoja tam tikras chemines reakcijas). Šiuo metu tai yra labiausiai pripažinta skystos mozaikos modelis Biologinę membraną 1972 metais pasiūlė Singeris ir Nikolsonas.

Membranos atlieka ląstelėje skiriamąją funkciją. Jie padalija ląstelę į skyrius, skyrius, kuriuose procesai ir cheminės reakcijos gali vykti nepriklausomai vienas nuo kito. Pavyzdžiui, agresyvūs hidroliziniai lizosomų fermentai, gebantys suskaidyti daugumą organinių molekulių, nuo likusios citoplazmos yra atskirti membrana. Jį sunaikinus, įvyksta savaiminis virškinimas ir ląstelių mirtis.

Turėdamos bendrą struktūrinį planą, skirtingos biologinės ląstelių membranos skiriasi savo chemine sudėtimi, struktūra ir savybėmis, priklausomai nuo jų formuojamų struktūrų funkcijų.

Plazminė membrana, struktūra, funkcijos.

Citolemma yra biologinė membrana, kuri supa ląstelės išorę. Tai storiausia (10 nm) ir sudėtingai organizuota ląstelių membrana. Jis pagrįstas universalia biologine membrana, padengta iš išorės glikokaliksas ir iš vidaus, iš citoplazmos pusės, pomembraninis sluoksnis(2-1B pav.). Glikokaliksas(3–4 nm storio) yra išorinės, angliavandenių sudėtinių baltymų – glikoproteinų ir glikolipidų, sudarančių membraną, sekcijos. Šios angliavandenių grandinės atlieka receptorių vaidmenį, užtikrinantį, kad ląstelė atpažintų gretimas ląsteles ir tarpląstelinę medžiagą bei sąveikautų su jomis. Šis sluoksnis taip pat apima paviršinius ir pusiau vientisus baltymus, kurių funkcinės vietos yra supramembraninėje zonoje (pavyzdžiui, imunoglobulinai). Glikokalikse yra histokompatibilumo receptoriai, daugelio hormonų ir neurotransmiterių receptoriai.

Submembraninis, žievės sluoksnis susidaro iš mikrotubulių, mikrofibrilių ir susitraukiančių mikrofilamentų, kurie yra ląstelės citoskeleto dalis. Submembraninis sluoksnis išlaiko ląstelės formą, sukuria jos elastingumą, suteikia pokyčius ląstelės paviršiuje. Dėl šios priežasties ląstelė dalyvauja endo- ir egzocitozėje, sekrecijoje ir judėjime.

Cytolemma pildosi krūva funkcijas:

1) ribojantis (citolemma atskiria, atriboja ląstelę nuo aplinkos ir užtikrina jos ryšį su išorine aplinka);

2) kitų ląstelių atpažinimas ir prisirišimas prie jų;

3) tarpląstelinės medžiagos atpažinimas pagal ląstelę ir prisirišimas prie jos elementų (pluoštų, pamatinės membranos);

4) medžiagų ir dalelių pernešimas į citoplazmą ir iš jos;

5) sąveika su signalinėmis molekulėmis (hormonais, mediatoriais, citokinais) dėl specifinių joms receptorių buvimo jos paviršiuje;

užtikrina ląstelių judėjimą (pseudopodijų susidarymą) dėl citolemos jungties su susitraukiančiais citoskeleto elementais.

Citolemoje yra daug receptoriai, per kurią biologiškai aktyvios medžiagos ( ligandai, signalų molekulės, pirmieji pasiuntiniai: hormonai, mediatoriai, augimo faktoriai) veikia ląstelę. Receptoriai yra genetiškai nustatyti makromolekuliniai jutikliai (baltymai, gliko ir lipoproteinai), įmontuoti į citolemą arba esantys ląstelės viduje ir specializuojasi specifinių cheminio ar fizinio pobūdžio signalų suvokime. Biologiškai aktyvios medžiagos, sąveikaudamos su receptoriumi, sukelia ląstelėje biocheminių pokyčių kaskadą, transformuodamos į specifinį fiziologinį atsaką (ląstelės funkcijos pasikeitimą).

Visi receptoriai turi bendrą struktūrinį planą ir susideda iš trijų dalių: 1) supramembranos, kuri sąveikauja su medžiaga (ligandu); 2) intramembraninis, pernešantis signalą, ir 3) intracelulinis, panardintas į citoplazmą.

Tarpląstelinių kontaktų tipai.

Citolemma taip pat dalyvauja formuojant specialias struktūras - tarpląsteliniai ryšiai, kontaktai, kurios užtikrina glaudžią gretimų ląstelių sąveiką. Išskirti paprastas ir kompleksas tarpląsteliniai ryšiai. AT paprastas Tarpląstelinėse sandūrose ląstelių citolemos priartėja viena prie kitos 15-20 nm atstumu ir jų glikokalikso molekulės sąveikauja viena su kita (2-3 pav.). Kartais vienos ląstelės citolemos išsikišimas patenka į gretimos ląstelės įdubimą, suformuodamas dantytas ir pirštines jungtis (jungtys „kaip spyna“).

Sudėtingas tarpląsteliniai ryšiai yra kelių tipų: fiksavimas, tvirtinimas ir bendravimas(2-3 pav.). Į užrakinimas junginiai apima glaudus kontaktas arba blokavimo zona. Tuo pačiu metu kaimyninių ląstelių glikokalikso vientisieji baltymai sudaro tam tikrą tinklelį išilgai gretimų epitelio ląstelių perimetro jų viršūninėse dalyse. Dėl to tarpląsteliniai tarpai yra užrakinami, atriboti nuo išorinės aplinkos (2-3 pav.).

Ryžiai. 2-3. Įvairių tipų tarpląsteliniai ryšiai.

Paprastas ryšys.
Tvirtas ryšys.
Lipni juosta.
Desmosomas.
Hemidesmosoma.
Plyšinis (ryšio) ryšys.
Microvilli.

(Pagal Yu. I. Afanasievo, N. A. Jurinos).

Į susiejimas, inkaravimo junginiai apima klijai diržas ir desmosomos. Lipni juosta išsidėsčiusios aplink apikalines vienasluoksnio epitelio ląstelių dalis. Šioje zonoje gretimų ląstelių vientisieji glikokalikso glikoproteinai sąveikauja tarpusavyje, o submembraniniai baltymai, įskaitant aktino mikrofilamentų pluoštus, artėja prie jų iš citoplazmos. Desmosomos (sukibimo pleistrai)– apie 0,5 µm dydžio porines struktūras. Juose glaudžiai sąveikauja gretimų ląstelių citolemos glikoproteinai, o iš šių sričių ląstelių pusės į citolemą įpinami tarpinių ląstelės citoskeleto gijų pluošteliai (2-3 pav.).

Į komunikacijos ryšiai kreiptis tarpų sandūros (nexusai) ir sinapsės. Nexuses turi 0,5-3 mikronų dydį. Juose gretimų ląstelių citolemos susilieja iki 2-3 nm ir turi daugybę jonų kanalų. Per juos jonai gali pereiti iš vienos ląstelės į kitą, perduodami sužadinimą, pavyzdžiui, tarp miokardo ląstelių. sinapsės būdingi nerviniam audiniui ir yra tarp nervinių ląstelių, taip pat tarp nervinių ir efektorinių ląstelių (raumenų, liaukų). Juose yra sinapsinis plyšys, kuriame, praeinant nerviniam impulsui iš presinapsinės sinapsės dalies, išsiskiria neuromediatorius, kuris perduoda nervinį impulsą į kitą ląstelę (plačiau žr. skyrių „Nervinis audinys“).