Plazmatická membrána: funkcie, štruktúra. Bunka a bunková membrána

Má hrúbku 8-12 nm, takže ho nie je možné preskúmať svetelným mikroskopom. Štruktúra membrány sa študuje pomocou elektrónového mikroskopu.

Plazmatická membrána je tvorená dvoma vrstvami lipidov - bilipidovou vrstvou alebo dvojvrstvou. Každá molekula pozostáva z hydrofilnej hlavy a hydrofóbneho chvosta a v biologických membránach sú lipidy umiestnené hlavami smerom von a chvostmi dovnútra.

V bilipidovej vrstve je ponorených množstvo proteínových molekúl. Niektoré z nich sú umiestnené na povrchu membrány (vonkajšie alebo vnútorné), iné prenikajú cez membránu.

Funkcie plazmatickej membrány

Membrána chráni obsah bunky pred poškodením, udržuje tvar bunky, selektívne odovzdáva potrebné látky do bunky a odvádza splodiny látkovej výmeny a zabezpečuje aj vzájomnú komunikáciu buniek.

Bariérovú, ohraničujúcu funkciu membrány zabezpečuje dvojitá vrstva lipidov. Zabraňuje šíreniu obsahu bunky, miešaniu s prostredím alebo medzibunkovou tekutinou a bráni vstupu nebezpečných látok do bunky.

Množstvo najdôležitejších funkcií cytoplazmatickej membrány sa vykonáva vďaka proteínom, ktoré sú v nej ponorené. Pomocou receptorových proteínov dokáže na svojom povrchu vnímať rôzne podnety. Transportné proteíny tvoria najtenšie kanály, ktorými draslík, vápnik a iné ióny malého priemeru prechádzajú do bunky a von z bunky. Bielkoviny – samy o sebe zabezpečujú životne dôležité procesy.

Veľké častice potravy, ktoré nie sú schopné prejsť cez tenké membránové kanály, vstupujú do bunky fagocytózou alebo pinocytózou. Všeobecný názov týchto procesov je endocytóza.

Ako dochádza k endocytóze - penetrácii veľkých častíc potravy do bunky

Častica potravy prichádza do kontaktu s vonkajšou membránou bunky a na tomto mieste vzniká invaginácia. Potom sa do bunky dostane častica obklopená membránou, vytvorí sa tráviaca a do vytvorenej vezikuly prenikajú tráviace enzýmy.

Krvné leukocyty, ktoré dokážu zachytiť a stráviť cudzie baktérie, sa nazývajú fagocyty.

V prípade pinocytózy invaginácia membrány nezachytáva pevné častice, ale kvapôčky kvapaliny s látkami rozpustenými v nej. Tento mechanizmus je jednou z hlavných ciest, ktorými látky vstupujú do bunky.

Rastlinné bunky pokryté membránou pevnou vrstvou bunkovej steny nie sú schopné fagocytózy.

Reverzný proces endocytózy je exocytóza. Syntetizované látky (napríklad hormóny) sa nabalia do membránových vezikúl, zapadnú do nich, zabudujú sa do nich a obsah vezikúl sa z bunky vylúči. Bunka sa tak môže zbaviť nepotrebných produktov metabolizmu.

Plazmová membrána alebo plazmalema je povrchová štruktúrovaná vrstva bunky tvorená vitálnou cytoplazmou. Táto obvodová štruktúra určuje prepojenie bunky s prostredím, jej reguláciu a ochranu. Jeho povrch má zvyčajne výrastky a záhyby, čo uľahčuje vzájomné spojenie buniek.

Živá časť bunky je membránou ohraničený, usporiadaný, štruktúrovaný systém biopolymérov a vnútorných membránových štruktúr, ktoré sa podieľajú na súbore metabolických a energetických procesov, ktoré udržujú a reprodukujú celý systém ako celok.

Dôležitou vlastnosťou je, že v bunke nie sú žiadne otvorené membrány s voľnými koncami. Bunkové membrány vždy obmedzujú dutiny alebo oblasti a pokrývajú ich zo všetkých strán, napriek veľkosti a zložitému tvaru membránových štruktúr. Membrány obsahujú bielkoviny (až 60 %), lipidy (asi 40 %) a určité množstvo uhľohydrátov.

Podľa biologickej úlohy membránové proteíny možno rozdeliť do troch skupín: enzýmy, receptorové proteíny a štrukturálne proteíny. Rôzne typy membrán majú zvyčajne svoj vlastný súbor enzýmových proteínov. Receptorové proteíny sú spravidla obsiahnuté v povrchových membránach na príjem hormónov, rozpoznávanie povrchu susedných buniek, vírusov atď. Štrukturálne proteíny stabilizujú membrány a podieľajú sa na tvorbe polyenzýmových komplexov. Významná časť molekúl proteínov interaguje s ostatnými zložkami membrán – molekulami lipidov – pomocou iónových a hydrofóbnych väzieb.

Zlúčenina lipidy, zahrnutá v bunkovej membráne, je rôznorodá a zastupujú ju glycerolipidy, sfingolipidy, cholesterol atď. Hlavnou črtou membránových lipidov je ich amfipatia, teda prítomnosť dvoch skupín rôznej kvality v ich zložení. Nepolárnu (hydrofóbnu) časť predstavujú zvyšky vyšších mastných kyselín. Úlohu polárnej hydrofilnej skupiny zohrávajú zvyšky kyseliny fosforečnej (fosfolipidy), kyseliny sírovej (sulfolipidy), galaktózy (galaktolipidy). Fosfatidylcholín (lecitín) je najčastejšie prítomný v bunkových membránach.

Dôležitú úlohu majú fosfolipidy ako zložky, ktoré určujú elektrické, osmotické alebo katexové vlastnosti membrán. Okrem štrukturálnych plnia fosfolipidy aj špecifické funkcie – podieľajú sa na prenose elektrónov, určujú semipermeabilitu membrán, pomáhajú stabilizovať aktívnu konformáciu molekúl enzýmov vytvorením hydrofóbnej

Separácia lipidových molekúl na dve funkčne odlišné časti - nepolárne, nenesúce náboje (chvosty z mastných kyselín), a nabitá polárna hlava - predurčuje ich špecifické vlastnosti a vzájomnú orientáciu.

Membrány niektorých typov buniek majú asymetrickú štruktúru a nerovnaké funkčné vlastnosti. Takže niektoré toxické látky majú veľký vplyv na vonkajšiu stranu membrány; vonkajšia polovica bilicídnej vrstvy erytrocytov obsahuje viac lipidov obsahujúcich cholín. Asymetria sa prejavuje aj rozdielnou hrúbkou vnútornej a vonkajšej membránovej vrstvy.

Dôležitou vlastnosťou bunkových membránových štruktúr je ich schopnosť samoskladania po deštruktívnom pôsobení určitej intenzity. Schopnosť reparácie má veľký význam pri adaptačných reakciách buniek živých organizmov.

V súlade s klasickým modelom membránovej štruktúry sú proteínové molekuly umiestnené na vnútornej a vonkajšej strane lipidovej vrstvy, ktorá sa zase skladá z dvoch orientovaných vrstiev. Podľa nových údajov sa na stavbe hydrofóbnej vrstvy okrem molekúl lipidov podieľajú aj vedľajšie hydrofóbne reťazce molekúl proteínov. Proteíny nielen pokrývajú lipidovú vrstvu, ale sú aj jej súčasťou,

často tvoriace guľovité útvary – mozaikový typ membrán – vyznačujúci sa určitou dynamikou štruktúry (obr. 49).

Mikroanatomický obraz niektorých typov membrán je charakterizovaný prítomnosťou proteínových konstrikcií medzi vonkajšími proteínovými plátmi lipidovej vrstvy alebo lipidovými micelami v celej hrúbke membrány (obr. 49, e, h). Hrúbka membrány sa pohybuje od 6 do 10 nm a možno ju pozorovať iba elektrónovým mikroskopom.

Chemické zloženie plazmatickej membrány pokrývajúcej rastlinné a živočíšne bunky je prakticky rovnaké. Jeho štruktúrna organizácia a usporiadanosť určujú takú životne dôležitú funkciu membrán, ako je pohlavie a priepustnosť - schopnosť selektívne prenášať rôzne molekuly a ióny do bunky a von z bunky. Vďaka tomu sa v bunke vytvorí a udržiava primeraná koncentrácia iónov a sa realizujú osmotické javy. Vytvárajú sa aj podmienky pre normálne fungovanie buniek v prostredí, ktoré sa môže koncentráciou líšiť od bunkového obsahu.

Membrány, ako hlavné štrukturálne prvky bunky, určujú vlastnosti takmer všetkých známych organel: obklopujú jadro, tvoria štruktúru chloroplastov, mitochondrií a Golgiho aparátu, prenikajú do hmoty cytoplazmy a vytvárajú endoplazmatické retikulum, cez ktoré látky sa prepravujú. Obsahujú dôležité enzýmy a systémy pre aktívny prenos látok do bunky a von. Bunková membrána, podobne ako jednotlivé bunkové organely, je špecifický molekulárny komplex, ktorý plní rôzne funkcie.

Vďaka svojim fyzikálno-chemickým, biologickým a štrukturálnym vlastnostiam membrány plnia hlavnú funkciu ochrannej molekulárnej bariéry - regulujú procesy pohybu látok v rôznych smeroch. Veľmi dôležitá je úloha membrán v energetických procesoch, prenose nervových vzruchov, fotosyntetických reakciách atď.

V dôsledku makromolekulárnej organizácie bunky sú procesy katabolizmu a anabolizmu v nej disociované. V mitochondriách teda dochádza k oxidácii aminokyselín, lipidov a sacharidov, pričom biosyntetické procesy prebiehajú v rôznych štruktúrnych formáciách cytoplazmy (chloroplasty, endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát).

Membrány, bez ohľadu na ich chemickú a morfologickú povahu, sú účinným prostriedkom na lokalizáciu procesov v bunke. Práve oni rozdeľujú protoplast do samostatných objemových zón, to znamená, že umožňujú vykonávať rôzne reakcie v jednej bunke a zabraňujú zmiešaniu výsledných látok. Táto vlastnosť bunky byť akoby rozdelená na samostatné časti s rôznymi metabolickými aktivitami sa nazýva oddelenie.

Tým, že lipidy sú vo vode nerozpustné, vznikajú membrány s ich obsahom tam, kde je potrebné vytvárať rozhranie s vodným prostredím, napríklad na povrchu bunky, na povrchu vakuoly alebo endoplazmatického retikula. Je možné, že tvorba lipidových vrstiev v membránach je biologicky účelná aj v prípade nepriaznivých elektrických podmienok v bunke, aby sa na dráhe elektrónov vytvorili izolačné (dielektrické) vrstvy.

Prenikanie látok cez membránu sa uskutočňuje v dôsledku endocytóza, ktorý je založený na schopnosti bunky aktívne absorbovať alebo absorbovať živiny z prostredia vo forme malých bubliniek tekutiny (pinocytóza) alebo pevné častice (fagocytóza).

Submikroskopická štruktúra membrány určuje vytvorenie alebo zadržanie na určitej úrovni rozdielu elektrického potenciálu medzi jej vonkajšou a vnútornou stranou. Existuje množstvo dôkazov o účasti týchto potenciálov v procesoch prenikania látok cez plazmatickú membránu.

Najľahšie sa vyskytuje pasívny transport látok cez membrány; ktorý je založený na fenoméne difúzie pozdĺž koncentračného gradientu alebo elektrochemických potenciálov. Uskutočňuje sa cez póry membrán, to znamená oblasti alebo zóny obsahujúce proteíny s prevahou lipidov, ktoré sú priepustné pre určité molekuly a sú akýmsi molekulárnym sitom (selektívnymi kanálmi).

Väčšina látok však preniká membránami pomocou špeciálnych transportných systémov, tzv dopravcov(translokátory). Sú to špecifické membránové proteíny alebo funkčné komplexy lipoproteínov, ktoré majú schopnosť dočasne sa naviazať na potrebné molekuly na jednej strane membrány, na druhej strane ich preniesť a uvoľniť. Táto uľahčená sprostredkovaná difúzia pomocou nosičov umožňuje transport látok cez membránu v smere koncentračného gradientu. Ak ten istý nosič uľahčuje prenos v jednom smere a potom iná látka v opačnom smere / takýto proces sa nazýva výmenná difúzia.

Transmembránový prenos iónov účinne vykonávajú aj niektoré antibiotiká - valinomycín, gramicidín, nigericín a iné ionofóry.

Široko rozšírený aktívny transport látok cez membrány. Jeho charakteristickou črtou je schopnosť prenášať látky proti koncentračnému gradientu, čo si nevyhnutne vyžaduje energetické náklady. Na uskutočnenie tohto typu transmembránového prenosu sa typicky používa energia ATP. Takmer všetky typy membrán obsahujú špeciálne transportné proteíny s aktivitou ATPázy, ako je K + -Ma + -ATPáza.

Glykokalyx. Mnohé bunky majú mimo plazmatickej membrány vrstvu tzv glykokalyx. Zahŕňa vetviace molekuly polysacharidov asociované s membránovými proteínmi (glykoproteíny), ako aj lipidy (glykolipidy) (obr. 50). Táto vrstva má mnoho funkcií, ktoré dopĺňajú funkcie membrán.

Glykokalyx alebo supramembránový komplex, ktorý je v priamom kontakte s vonkajším prostredím, hrá dôležitú úlohu v receptorovej funkcii povrchového aparátu buniek (fagocytóza zhlukov potravy). Môže vykonávať aj špeciálne funkcie (glykoproteín erytrocytov cicavcov vytvára na ich povrchu negatívny náboj, ktorý zabraňuje ich aglutinácii). Glykokalyx soľných buniek a buniek reabsorpčných častí epitelu, ktoré ich osmoregulujú, a vylučovacích tubulov sú vysoko vyvinuté.

Sacharidové zložky glykokalyx sú vďaka mimoriadnej rozmanitosti chemických väzieb a umiestneniu povrchu markermi, ktoré dodávajú špecifickosť „vzoru“ povrchu každej bunky, individualizujú ju, a tým zabezpečujú „rozoznanie“ navzájom. bunky. Predpokladá sa, že receptory tkanivovej kompatibility sú tiež koncentrované v glykokalyxe.

Zistilo sa, že hydrolytické enzýmy sa adsorbujú v glykokalyxe mikroklkov buniek črevného epitelu. Takáto pevná poloha biokatalyzátorov vytvára základ pre kvalitatívne odlišný typ trávenia - tzv. parietálne trávenie: Charakteristickým znakom glykokalyxy je vysoká rýchlosť obnovy povrchových molekulárnych štruktúr, ktorá určuje vysokú funkčnú a fylogenetickú plasticitu buniek, možnosť genetickej kontroly adaptácie na podmienky prostredia.

Modifikácie plazmatickej membrány. Plazmatická membrána mnohých buniek má často rôzne a špecializované povrchové štruktúry. V tomto prípade vznikajú komplexne organizované úseky bunky: a) rôzne typy medzibunkových kontaktov (interakcií); b) mikroklky; c) mihalnice; d) bičíky, e) procesy citlivých buniek a pod.

Medzibunkové spojenia (kontakty) sa vytvárajú pomocou ultramikroskopických útvarov vo forme výrastkov a výčnelkov, zón adhézie iných štruktúr mechanickej komunikácie medzi bunkami, obzvlášť výrazné v kožných hraničných tkanivách. Zabezpečovali tvorbu a vývoj tkanív a orgánov mnohobunkových organizmov.

Mikroklky sú početné výrastky cytoplazmy ohraničené plazmatickou membránou. Veľa mikroklkov sa nachádza na povrchu buniek črevného a renálneho epitelu. Zväčšujú kontaktnú plochu so substrátom a prostredím.

Riasinky sú početné povrchové štruktúry plazmatickej membrány s funkciou presúvať bunky v priestore a vyživovať ich (cilia na povrchu buniek mihalníc, vírnikov, riasinkový epitel dýchacích ciest a pod.).

Bičíky sú dlhé a malé útvary, ktoré umožňujú bunkám a organizmom pohyb v tekutom médiu (voľne žijúce jednobunkové bičíky, spermie, embryá bezstavovcov, mnohé baktérie atď.).

Evolúcia mnohých receptorových zmyslových orgánov bezstavovcov je založená na bunke vybavenej bičíkmi, riasinkami alebo ich derivátmi. Svetelné receptory sietnice (čípky a tyčinky) sa teda líšia od štruktúr, ktoré sa podobajú riasinkám a obsahujú početné záhyby membrány s fotosenzitívnym pigmentom. Iné typy receptorových buniek (chemické, sluchové, atď.) tiež vytvárajú zložité štruktúry v dôsledku cytoplazmatických výrastkov pokrytých plazmatickou membránou.

Špecifickým typom medzibunkovej komunikácie sú plazmodesmata rastlinných buniek, čo sú submikroskopické tubuly, ktoré prenikajú cez membrány a sú vystlané plazmatickou membránou, ktorá tak bez prerušenia prechádza z jednej bunky do druhej. Vo vnútri plazmodesmat sa často nachádzajú membránové tubulárne prvky, ktoré spájajú cisterny endoplazmatického retikula susedných buniek. Plazmodezmus vzniká pri delení buniek, kedy sa tvorí primárna bunková membrána. Funkčne plazmodesmata integrujú rastlinné bunky tela do jedného interagujúceho systému - symplast. S ich pomocou je zabezpečená medzibunková cirkulácia roztokov obsahujúcich organické živiny, ióny, lipidové kvapôčky, vírusové častice atď.. Prostredníctvom plazmodéz sa prenášajú aj biopotenciály a ďalšie informácie.

Zdroj---

Bogdanová, T.L. Príručka biológie / T.L. Bogdanov [a ďalší]. - K .: Naukova Dumka, 1985. - 585 s.

PLASMATICKÁ MEMBRÁNA - (plazmaléma bunkovej membrány), biologická membrána, ktorá obklopuje protoplazmu rastlinných a živočíšnych buniek. Podieľa sa na regulácii metabolizmu medzi bunkou a jej prostredím.

Bunková membrána (tiež cytolema, plazmaléma alebo plazmatická membrána) je elastická molekulárna štruktúra pozostávajúca z proteínov a lipidov. Bunková stena, ak existuje (zvyčajne v rastlinných bunkách), pokrýva bunkovú membránu. Bunková membrána je dvojitá vrstva (dvojvrstva) molekúl triedy lipidov, z ktorých väčšinu tvoria takzvané komplexné lipidy – fosfolipidy. Molekuly lipidov majú hydrofilné ("hlava") a hydrofóbne ("chvost") časti. Počas tvorby membrán sú hydrofóbne oblasti molekúl obrátené dovnútra a hydrofilné smerom von.

Štruktúra bunkovej membrány

Výnimkou sú snáď archaea, v ktorej sú membrány tvorené glycerolom a terpenoidnými alkoholmi. Niektoré proteíny sú bodmi kontaktu bunkovej membrány s cytoskeletom vo vnútri bunky a bunkovej steny (ak existuje) vonku.

Pozrite sa, čo je „plazmová membrána“ v iných slovníkoch:

Experimenty s umelými bilipidovými filmami ukázali, že majú vysoké povrchové napätie, oveľa vyššie ako v bunkových membránach. J. Robertson sformuloval v roku 1960 teóriu unitárnej biologickej membrány, v ktorej bola postulovaná trojvrstvová štruktúra všetkých bunkových membrán.

Podľa tohto modelu proteíny v membráne netvoria súvislú vrstvu na povrchu, ale delia sa na integrálne, semiintegrálne a periférne. Napríklad peroxizómová membrána chráni cytoplazmu pred peroxidmi, ktoré sú pre bunku škodlivé. Selektívna permeabilita znamená, že priepustnosť membrány pre rôzne atómy alebo molekuly závisí od ich veľkosti, elektrického náboja a chemických vlastností.

Variantom tohto mechanizmu je uľahčená difúzia, pri ktorej špecifická molekula pomáha látke prejsť cez membránu. Napríklad hormóny cirkulujúce v krvi pôsobia len na tie cieľové bunky, ktoré majú receptory zodpovedajúce týmto hormónom. Neurotransmitery (chemikálie, ktoré vedú nervové impulzy) sa tiež viažu na špecifické receptorové proteíny v cieľových bunkách.

Pomocou markerov môžu bunky rozpoznať iné bunky a konať v zhode s nimi, napríklad pri tvorbe orgánov a tkanív. Membrány sa skladajú z troch tried lipidov: fosfolipidy, glykolipidy a cholesterol.

Cholesterol spevňuje membránu tým, že zaberá voľný priestor medzi hydrofóbnymi lipidovými koncami a bráni im v ohýbaní. Preto sú membrány s nízkym obsahom cholesterolu pružnejšie a s vysokým obsahom cholesterolu sú pevnejšie a krehkejšie. Cholesterol slúži aj ako „zátka“, ktorá bráni pohybu polárnych molekúl z a do bunky. Dôležitú časť membrány tvoria bielkoviny, ktoré ňou prestupujú a sú zodpovedné za rôzne vlastnosti membrán.

Vlastnosti metabolizmu v membráne

Vedľa proteínov sú prstencové lipidy - sú usporiadanejšie, menej pohyblivé, obsahujú viac nasýtených mastných kyselín a uvoľňujú sa z membrány spolu s proteínom. Bez prstencových lipidov membránové proteíny nefungujú. Selektívna permeabilita membrány počas pasívneho transportu je spôsobená špeciálnymi kanálmi - integrálnymi proteínmi. Prenikajú cez membránu skrz-naskrz a vytvárajú akýsi priechod.

Molekuly týchto prvkov sa pohybujú dovnútra a von z bunky vzhľadom na koncentračný gradient. Pri podráždení sa otvárajú kanály sodíkových iónov a dochádza k ostrému vstupu sodíkových iónov do bunky. Slúži nielen ako mechanická bariéra, ale hlavne obmedzuje voľný obojsmerný tok nízko- a vysokomolekulárnych látok do bunky a von z bunky. Okrem toho plazmalema pôsobí ako štruktúra, ktorá „rozpoznáva“ rôzne chemické látky a reguluje selektívny transport týchto látok do bunky.

Mechanická stabilita plazmatickej membrány je určená nielen vlastnosťami samotnej membrány, ale aj vlastnosťami priľahlej glykokalyxy a kortikálnej vrstvy cytoplazmy. Vonkajší povrch plazmatickej membrány je pokrytý voľnou vláknitou vrstvou hmoty s hrúbkou 3-4 nm - glykokalyxou.

V tomto prípade niektoré membránové transportné proteíny tvoria molekulárne komplexy, kanály, ktorými ióny prechádzajú cez membránu jednoduchou difúziou. V iných prípadoch sa špeciálne membránové nosné proteíny selektívne viažu na jeden alebo druhý ión a transportujú ho cez membránu.

PLASMATICKÁ MEMBRÁNA - vonkajšia vrstva cytoplazmy bunky hustejšej konzistencie. Kotviace spojenia, alebo kontakty, nielenže spájajú plazmatické membrány susedných buniek, ale viažu sa aj na fibrilárne elementy cytoskeletu. Napríklad plazmatické membrány buniek črevného epitelu obsahujú tráviace enzýmy.

Biologické membrány tvoria základ štrukturálnej organizácie bunky. Plazmatická membrána (plazmalema) je membrána, ktorá obklopuje cytoplazmu živej bunky. Membrány sa skladajú z lipidov a bielkovín. Lipidy (hlavne fosfolipidy) tvoria dvojitú vrstvu, v ktorej sú hydrofóbne "chvosty" molekúl nasmerované dovnútra membrány a hydrofilné - k jej povrchom. Proteínové molekuly sa môžu nachádzať na vonkajšom a vnútornom povrchu membrány, môžu sa čiastočne ponoriť do lipidovej vrstvy alebo do nej preniknúť skrz-naskrz. Väčšina ponorených membránových proteínov sú enzýmy. Toto je mozaikový model štruktúry plazmatickej membrány. Molekuly bielkovín a lipidov sú mobilné, čo zabezpečuje dynamiku membrány. Membrány tiež obsahujú sacharidy vo forme glykolipidov a glykoproteínov (glykokalyx) umiestnených na vonkajšom povrchu membrány. Súbor bielkovín a sacharidov na povrchu membrány každej bunky je špecifický a je akýmsi indikátorom typu bunky.

Funkcie membrán:

1. Oddeľovanie. Spočíva vo vytvorení bariéry medzi vnútorným obsahom bunky a vonkajším prostredím.
2. Zabezpečenie výmeny látok medzi cytoplazmou a vonkajším prostredím. Voda, ióny, anorganické a organické molekuly vstupujú do bunky (transportná funkcia). Produkty vznikajúce v bunke (sekrečná funkcia) sa vylučujú do vonkajšieho prostredia.
3. Doprava. Transport cez membránu môže prebiehať rôznymi spôsobmi. Pasívny transport sa uskutočňuje bez spotreby energie, jednoduchou difúziou, osmózou alebo uľahčenou difúziou pomocou nosných proteínov. Aktívny transport prebieha pomocou nosných proteínov a vyžaduje energiu (napríklad sodíkovo-draslíkovú pumpu). Materiál zo stránky

Veľké molekuly biopolymérov vstupujú do bunky v dôsledku endocytózy. Delí sa na fagocytózu a pinocytózu. Fagocytóza je zachytávanie a absorpcia veľkých častíc bunkou. Tento jav prvýkrát opísal I.I. Mečnikov. Najprv sa látky prilepia na plazmatickú membránu, na špecifické receptorové proteíny, potom sa membrána prehne a vytvorí priehlbinu.

Vytvára sa tráviaca vakuola. Trávi látky, ktoré sa dostali do bunky. U ľudí a zvierat sú leukocyty schopné fagocytózy. Biele krvinky absorbujú baktérie a iné častice.

Pinocytóza je proces zachytávania a absorpcie kvapiek kvapaliny s látkami rozpustenými v nej. Látky priľnú k membránovým proteínom (receptorom) a kvapka roztoku je obklopená membránou, čím sa vytvorí vakuola. Pri výdaji energie ATP dochádza k pinocytóze a fagocytóze.

1. Tajomstvo. Sekrécia - uvoľňovanie látok syntetizovaných v bunke bunkou do vonkajšieho prostredia. Hormóny, polysacharidy, bielkoviny, tukové kvapôčky sú uzavreté vo vezikulách ohraničených membránou a smerujú do plazmalemy. Membrány sa spájajú a obsah vezikuly sa vypúšťa do prostredia obklopujúceho bunku.
2. Spojenie buniek v tkanive (v dôsledku zložených výrastkov).
3. Receptor. Membrány obsahujú veľké množstvo receptorov – špeciálnych proteínov, ktorých úlohou je prenášať signály zvonku do vnútra bunky.

Nenašli ste, čo ste hľadali? Použite vyhľadávanie

Na tejto stránke materiál k témam:

• štruktúra a funkcia plazmatickej membrány
• štruktúra a funkcia plazmatickej membrány
• Stručne povedané, štruktúra a funkcia plazmatickej membrány
• plazmatická membrána krátko
• Stručne povedané, štruktúra a funkcia bunkovej membrány

Univerzálna biologická membrána tvorené dvojitou vrstvou molekúl fosfolipidov s celkovou hrúbkou 6 mikrónov. V tomto prípade sú hydrofóbne chvosty molekúl fosfolipidov otočené dovnútra, smerom k sebe, a polárne hydrofilné hlavy sú otočené smerom von z membrány, smerom k vode. Lipidy poskytujú základné fyzikálno-chemické vlastnosti membrán, najmä ich plynulosť pri telesnej teplote. V tejto dvojitej vrstve lipidov sú vložené bielkoviny.

Delia sa na integrálne(prenikajú celou lipidovou dvojvrstvou), polointegrálny(prenikajú až do polovice lipidovej dvojvrstvy), alebo povrchové (umiestnené na vnútornom alebo vonkajšom povrchu lipidovej dvojvrstvy).

V tomto prípade sú proteínové molekuly usporiadané do mozaiky v lipidovej dvojvrstve a vďaka tekutosti membrán môžu „plávať“ v „lipidovom mori“ ako ľadovce. Svojou funkciou tieto proteíny môžu byť štrukturálne(zachovať určitú membránovú štruktúru), receptor(tvorba receptorov biologicky aktívnych látok), dopravy(uskutočňujú transport látok cez membránu) a enzým(katalyzovať určité chemické reakcie). Toto je v súčasnosti najviac uznávané model tekutej mozaiky biologickú membránu navrhli v roku 1972 Singer a Nikolson.

Membrány plnia v bunke vymedzovaciu funkciu. Rozdeľujú bunku na kompartmenty, kompartmenty, v ktorých môžu procesy a chemické reakcie prebiehať nezávisle od seba. Napríklad agresívne lyzozomálne hydrolytické enzýmy schopné štiepiť väčšinu organických molekúl sú oddelené od zvyšku cytoplazmy pomocou membrány. V prípade jeho zničenia nastáva samotrávenie a bunková smrť.

Majúc všeobecný plán štruktúry, rôzne biologické membrány bunky sa líšia svojim chemickým zložením, organizáciou a vlastnosťami v závislosti od funkcií štruktúr, ktoré tvoria.

Plazmatická membrána, štruktúra, funkcia.

Cytolemma je biologická membrána, ktorá obklopuje bunku zvonku. Je to najhrubšia (10 nm) a komplexne organizovaná bunková membrána. Základom je univerzálna biologická membrána potiahnutá zvonku glykokalyx ale zvnútra, zo strany cytoplazmy, podmembránová vrstva(Obrázok 2-1B). Glykokalyx(hrúbka 3-4 nm) je reprezentovaná vonkajšími, sacharidovými oblasťami komplexných proteínov - glykoproteínov a glykolipidov, ktoré tvoria membránu. Tieto sacharidové reťazce zohrávajú úlohu receptorov, ktoré zabezpečujú rozpoznanie susedných buniek a medzibunkovej látky bunkou a interakciu s nimi. Táto vrstva zahŕňa aj povrchové a semiintegrálne proteíny, ktorých funkčné oblasti sa nachádzajú v supramembránovej zóne (napríklad imunoglobulíny). Glykokalyx obsahuje receptory pre histokompatibilitu, receptory pre mnohé hormóny a neurotransmitery.

Submembrána, kortikálna vrstva tvorené mikrotubulmi, mikrofibrilami a kontraktilnými mikrofilamentami, ktoré sú súčasťou cytoskeletu bunky. Submembránová vrstva udržuje tvar bunky, vytvára jej elasticitu a zabezpečuje zmeny na povrchu bunky. Vďaka tomu sa bunka podieľa na endo- a exocytóze, sekrécii a pohybe.

Cytolemma vykonáva kopa funkcie:

1) ohraničujúca (cytolema oddeľuje, ohraničuje bunku od okolia a zabezpečuje jej spojenie s vonkajším prostredím);

2) rozpoznanie iných buniek danou bunkou a pripojenie k nim;

3) rozpoznanie medzibunkovej látky bunkou a pripojenie k jej prvkom (vlákna, bazálna membrána);

4) transport látok a častíc do a von z cytoplazmy;

5) interakcia so signálnymi molekulami (hormóny, mediátory, cytokíny) v dôsledku prítomnosti špecifických receptorov na jej povrchu;

1. zabezpečuje pohyb buniek (tvorba pseudopódií) v dôsledku spojenia cytolemy s kontraktilnými prvkami cytoskeletu.

Cytolema obsahuje početné receptory prostredníctvom ktorých biologicky aktívne látky ( ligandy, signálne molekuly, prvé mediátory: hormóny, mediátory, rastové faktory) pôsobia na bunku. Receptory sú geneticky určené makromolekulárne senzory (proteíny, glyko- a lipoproteíny) zabudované v cytoleme alebo umiestnené vo vnútri bunky a špecializované na vnímanie špecifických signálov chemickej alebo fyzikálnej povahy. Biologicky aktívne látky pri interakcii s receptorom spôsobujú v bunke kaskádu biochemických zmien, ktoré sa zároveň transformujú na špecifickú fyziologickú odpoveď (zmenu funkcie bunky).

Všetky receptory majú všeobecný plán štruktúry a pozostávajú z troch častí: 1) nadmembránové, interagujúce s látkou (ligandom); 2) intramembránové, vykonávajúce prenos signálu a 3) intracelulárne, ponorené do cytoplazmy.

Typy medzibunkových kontaktov.

Cytolemma sa podieľa aj na tvorbe špeciálnych štruktúr - medzibunkové spojenia, kontakty ktoré poskytujú úzku interakciu medzi susednými bunkami. Rozlišovať jednoduché a komplexný medzibunkové spojenia. V jednoduché medzibunkové spojenia, cytolema buniek sa zbieha na vzdialenosť 15-20 nm a molekuly ich glykokalyx sa navzájom ovplyvňujú (obr. 2-3). Niekedy sa výbežok cytolemy jednej bunky dostane do priehlbiny susednej bunky, čím sa vytvoria zúbkované a prstovité kĺby (kĺby „zámkového typu“).

Komplexné medzibunkové spojenia sú niekoľkých typov: zamykanie, blokovanie a komunikácia(obr. 2-3). TO zamykanie zlúčeniny zahŕňajú tesný kontakt alebo uzamykacia zóna... V tomto prípade integrálne proteíny glykokalyx susedných buniek tvoria akúsi sieťovú sieť pozdĺž obvodu susedných epiteliálnych buniek v ich apikálnych častiach. Vďaka tomu sú medzibunkové medzery uzamknuté, ohraničené od vonkajšieho prostredia (obr. 2-3).

Ryža. 2-3. Rôzne typy medzibunkových spojení.

1. Jednoduché pripojenie.
2. Tesné spojenie.
3. Lepiaca páska.
4. Desmosome.
5. Semi-desmozóm.
6. Štrbinové (komunikačné) pripojenie.
7. Microvilli.

(Podľa Yu. I. Afanasyev, N. A. Yurina).

TO blokovanie, kotviace spoje zahŕňajú lepidlo opasok a desmozómy. Lepiaca páska sa nachádza okolo apikálnych častí buniek jednovrstvového epitelu. V tejto zóne vzájomne interagujú integrálne glykoproteíny glykokalyx susedných buniek a zo strany cytoplazmy sa k nim približujú submembránové proteíny vrátane zväzkov aktínových mikrofilament. Desmozómy (adhézne škvrny)- párové štruktúry s veľkosťou približne 0,5 mikrónu. V nich tesne interagujú glykoproteíny cytolemy susedných buniek a zo strany buniek v týchto oblastiach sú do cytolemy vpletené zväzky intermediárnych filamentov bunkového cytoskeletu (obr. 2-3).

TO komunikačné spojenia zahŕňajú gap junctions (nexusy) a synapsie. Nexusy majú veľkosť 0,5-3 mikrónov. V nich sa cytolemy susedných buniek zbiehajú až do 2-3 nm a majú početné iónové kanály. Prostredníctvom nich môžu ióny prechádzať z jednej bunky do druhej, pričom prenášajú vzruch napríklad medzi bunkami myokardu. Synapsie sú charakteristické pre nervové tkanivo a nachádzajú sa medzi nervovými bunkami, ako aj medzi nervovými a efektorovými bunkami (svalové, žľazové). Majú synaptickú štrbinu, kde pri prechode nervového vzruchu z presynaptickej časti synapsie dochádza k vyžarovaniu neurotransmiteru, ktorý prenáša nervový vzruch do ďalšej bunky (bližšie v kapitole „Nervové tkanivo“).