Milyen típusú membránok léteznek a ketrecben. Cellmembrán: definíció, membrán funkciók, fizikai tulajdonságok

A cellán kívül lefedik plazma membrán (vagy külső sejtmembrán) körülbelül 6-10 nm vastagságú.

Sejt membrán Ezek a fehérjék és a lipidek (főként foszfolipidek) sűrű filmek. A lipidmolekulák rendben vannak elrendezve - a felületre merőlegesek, két rétegben, így azok részei, amelyek intenzíven kölcsönhatásba lépnek a vízzel (hidrofil), a külső részekre és a vízre (hidrofób) inertre irányulnak.

A fehérje molekulák a lipid keret felületén lévő réteg hiánya mindkét oldalon. A részek részei a lipidrétegbe merülnek, és néhány áthaladnak át, és a vízre áteresztő területeket alkotnak. Ezek a fehérjék különböző funkciókat hajtanak végre - egyikük enzimek, mások - egyes anyagok átadásában részt vevő szállítófehérjék környező a citoplazmában és az ellenkező irányban.

A sejtmembrán fő funkciói

A biológiai membránok egyik fő tulajdonsága a választási permeabilitás (fél észlelés) - Egyes anyagok nehézségekkel járnak keresztül, mások könnyen, és még nagyobb koncentráció irányban is, így a legtöbb sejt esetében a na-ionok koncentrációja lényegesen alacsonyabb, mint a környezetben. Az Ions K esetében az ellenkező arány jellemezhető: a sejt belsejében lévő koncentráció magasabb, mint a külső. Ezért a na ionok mindig arra törekszenek, hogy behatoljanak a ketrecbe, és Kionok - menjen ki. Az ilyen ionok koncentrációjának kiegyenlítése megakadályozza a membránban lévő speciális rendszer jelenlétét, amely a szivattyú szerepét játssza le, amely szivattyúzza a na ionokat a cellából, ugyanakkor szivattyúzott Ions K belsejében.

A belsejében kívüli mozgó na ionok vágyát a sejt belsejében lévő cukrok és aminosavak szállítására használják. A NA-ionok aktív eltávolításával a sejtekből származó körülmények a glükóz és az aminosavak befogadására kerülnek befelé.

Sok sejtben az anyagok felszívódása szintén fagocitózissal és pinocitózissal is előfordul. -Ért fagocitózis A rugalmas külső membrán enyhe mélyedést képez, ahol a részecskét lenyűgözik. Ez a mélyedés növekszik, és a külső membrán egy részével körülvéve a részecske a sejt citoplazmájába merül. A fagocitózis jelenség sajátos az amoebas és más egyszerű, valamint a leukociták (fagociták). Hasonlóképpen, az anyag szükséges sejtjeit tartalmazó folyadékok felszívódása következik be. Ezt a jelenséget hívták pinocitózis.

A különböző sejtek külső membránjai szignifikánsan különböznek a fehérjék és a lipidek kémiai összetételével és azok relatív tartalmával. Ezek a funkciók, amelyek meghatározzák a különböző sejtek membránok fiziológiai aktivitásának sokszínűségét és azok szerepét, a sejtek és szövetek létfontosságú aktivitásában.

TÓL TŐL kültéri membrán csatlakoztatva endoplazmatikus retikulum Sejtek. A szabadtéri membránok használatával történik különböző típusok Intercelluláris kapcsolatok, azaz Az egyes sejtek közötti kommunikáció.

Sok sejttípus esetében a felületük jelenléte nagyszámú kiemelkedések, hajtások, mikrovononok. Hozzájárulnak mind a sejtfelszín területének jelentős növekedéséhez, mind az anyagcsere-metabolizmus javításához és az egyes sejtek tartós kötődéséhez.

A növényi sejtekben a sejtmembránon kívül vastag, jól megkülönböztethető optikai héj mikroszkóppal (cellulóz). Szilárd támogatást nyújtanak a zöldségszövetekhez (fa).

Egyes állati sejtek számos külső struktúrával is rendelkeznek, amelyek a sejtmembrán felett vannak, és védő jellegűek. Példa lehet kitin rovarfedők.

A sejtmembrán funkciói (röviden)

Funkció	Leírás
Védőcsatorna	Elválasztja a belső celluláris sejteket a külső környezetből
Kiigazítás	Az anyagcsere szabályozását a sejt és a külső környezet belső tartalma között végzi
Diaszentív (komplementalizáció)	Elválasztás beltéri tér Sejtek független blokkok (Kompetensek)
Energia	- az energia felhalmozódása és átalakítása; - fotoszintézis könnyű reakciója kloroplasztokban; - Szívás és szekréció.
Receptor (információ)	Részt vesz az iniciálás és annak birtokában.
Motor	Mozgatja a cellát vagy annak egyedi részeit.

Külső sejtmembrán (plazma, citlemma, plazma membrán) állati sejtekkívülre (azaz az oldalán, amely nem érintkezik citoplazmával érintkezik) az oligoszacharid láncok rétege, kovalensen a membránfehérjékhez (glikoproteinek) és kisebb mértékben a lipidek (glikolipidek). Ezt a szénhidrát membránt hívják glycocalix.A Glycicalca célja nem túl világos; Feltételezhető, hogy ez a struktúra részt vesz az intercelluláris elismerés folyamatában.

A zöldségsejtekbena külső sejtmembrán tetején egy sűrű cellulózréteg van olyan pórusokkal, amelyeken keresztül a szomszédos sejtek közötti kapcsolatot citoplazmatikus hidak végzik.

A sejtekben Gombatop plasmalemma - Sűrű réteg kitin.

W. baktériumok – murtin.

A biológiai membrán tulajdonságai

1. Az öngyilkosság képessége A hatások megsemmisítése után. Ezt a tulajdonságot a foszfolipid molekulák fizikai-kémiai jellemzői határozzák meg, amelyek a vizes oldatban összegyűjtjük úgy, hogy a molekulák hidrofil végei kifelé nyúljanak ki, és hidrofób-belsejében. A már kész foszfolipid rétegekben a fehérjék beágyazhatók. Az önszerelésre való képesség fontos a sejtes szinten.

2. Félelmérzékelés (szelektivitás az ionok és molekulák továbbításában). Ez biztosítja az ionos és molekuláris kompozíció állandóságának fenntartását a sejtben.

3. Membrán folyékonyság. A membránok nem merev szerkezetek, folyamatosan öblítik a lipidmolekulák és fehérjék forgása és oszcilláló mozgása miatt. Ez nagyobb mértékű enzimatikus és egyéb kémiai folyamatokat biztosít a membránokban.

4. A membránok fragmensei nem rendelkeznek szabad végekkelÍgy bezárulnak buborékok.

A külső sejtmembrán funkciói (plazma)

A Plasmamama fő funkciói a következők: 1) Barrier, 2) receptor, 3) Exchange, 4) szállítás.

1. Barrier funkció. Az a tény, hogy a plasmalema korlátozza a sejt tartalmát, elválasztva a külső környezetből, és az intracelluláris membránok megosztják a citoplazmát külön reakciókat teljes rekeszek.

2. Receptor funkció. A plazma egyik legfontosabb funkciója a sejtek kommunikációjának (kommunikációjának) külső közeggel történő kommunikáció (kommunikáció) biztosítása a fehérje vagy glikoprotein jellegű membránokban jelen lévő receptorberendezés segítségével. A plazma receptorformációk fő funkciója külső jelek felismerése, amelynek köszönhetően a sejtek helyesen orientálódnak, és a differenciálódási folyamat során szöveteket képeznek. A receptor funkcióval a különböző szabályozó rendszerek tevékenysége kapcsolódik, valamint egy immunválasz kialakulása.

Cserefüggvény A biológiai membránokban lévő enzimfehérjék tartalma, amelyek biológiai katalizátorok. Tevékenységük a közepes, hőmérséklet, nyomás, mind a szubsztrát és az enzim koncentrációjától függően változik. Az enzimek meghatározzák a kulcsfontosságú reakciók intenzitását metabolizmus, valamint azokfókusz.

Szállítási funkciómembránok. A membrán szelektív behatolást biztosít a sejtbe és a sejtből a különböző vegyi anyagok környezetébe. Az anyagok járművek szükségesek ahhoz, hogy fenntartsák a megfelelő pH-t a sejtben, megfelelő ionkoncentrációban, amely biztosítja a sejtek enzimek hatékonyságát. A közlekedés olyan tápanyagokat szállít, amelyek energiaforrásként szolgálnak, valamint az anyagot különböző sejtkomponensek kialakításához. Ez a mérgező hulladék eltávolításától, a különböző előnyös anyagok szekréciójától és az idegi és izomtevékenységhez szükséges ion-gradiensek létrehozásától függ, az anyagok átviteli sebességének megváltoztatásához a bioenergia-folyamatok, a víz-só metabolizmus, az izgalom és a többiek rendellenességeihez vezethetnek folyamatok. Ezeknek a változásoknak a korrekciója számos gyógyszer hatásán alapul.

A sejtekben lévő anyagok két fő módja a sejtből külső környezetbe kerül;

passzív szállítás

aktiv szállitás.

Passzív szállítás A kémiai vagy elektrokémiai koncentráció gradiensének megfelelően megy az ATP energia költsége nélkül. Ha a szállított anyag molekula nem töltődik, a passzív szállítás irányát csak az anyag koncentrációjának különbsége határozza meg a membrán mindkét oldalán (kémiai koncentráció gradiense). Ha a molekulát fel kell tölteni, akkor a szállítását mind a kémiai koncentrációs gradiens, mind az elektromos gradiens (membránpotenciál) befolyásolják.

Mindkét gradiens együtt alkot egy elektrokémiai gradiens. Az anyagok passzív járművek kétféle egyszerű diffúzióval és könnyű diffúzióval végezhetők el.

Egyszerű diffúzióval A só és a vízionok behatolhatnak a szelektív csatornákba. Ezek a csatornák bizonyos transzmembrán fehérjék rovására keletkeznek, amelyek a közlekedési útvonalakon keresztül folyamatosan vagy csak rövid ideig nyitva vannak. A szelektív csatornákon keresztül behatolnak a különböző csatornákkal és töltéscsatornákkal rendelkező különböző molekulákon.

Az egyszerű diffúzió különböző útja - ez az anyagok diffúziója lipid kettős rétegen keresztül, amelyen keresztül zsíroldható anyagok és víz könnyen áthaladnak. A töltött molekulák (ionok) lipid bilayl áthatolhatatlan, és ugyanakkor a kis molekulák szabadon diffundálhatnak, a kevésbé molekulával, annál gyorsabban szállítják. A lipid kettősségen keresztül meglehetősen nagy sebességű víz diffúzióját pontosan a molekulák alacsony értéke és a töltés hiánya magyarázza.

Könnyű diffúzió eseténaz anyagok szállításában a fehérjék részt vesznek - a ping pong elvén dolgozó fuvarozók. Ebben az esetben a fehérje két konformációs állapotban létezik: a "Pong" államban a szállított anyag kötési szakaszai nyitottak a kétségbléin kívül, és a Ping állapotban ugyanazok a területek nyitva vannak a másik oldalon. Ez a folyamat reverzibilis. Ugyanabból az oldalról az anyagkötő helyet kinyitják, a koncentráció gradiensétől, az anyagtól függ.

Ily módon a cukor és az aminosavak áthaladnak a membránon.

A könnyű diffúzióval az anyagok szállítási sebessége jelentősen növekszik az egyszerű diffúzióhoz képest.

A fehérje-hordozók mellett néhány antibiotikum, mint például a gramicidin és a valin perem, a könnyű diffúzióban vesz részt.

Ahogy az ionok szállítását biztosítják, hívják őket ionoporok.

Aktív szállítóanyagok a sejtben. Ez a fajta közlekedés mindig jelentős energiával rendelkezik. Az aktív szállításhoz szükséges energiaforrás ATP. Az ilyen típusú közlekedés jellemző jellemzője, hogy kétféleképpen hajtják végre:

az ATP-Aza nevű enzimek segítségével;

szállítás a membrán csomagolásban (endocitózis).

BAN BEN a kültéri sejtmembrán olyan enzimfehérjéket tartalmaz, mint ATP-ASE, Amelynek funkciója az aktív szállítás biztosítása ionok a gradiens koncentráció ellen.Mivel az ionok szállítása, akkor ezt a folyamatot ionszivattyúnak nevezik.

Négy alapvető ionszállító rendszer ismert Állati ketrec. Három közülük transzfert biztosít a biológiai membránokon keresztül.NA + és K +, Ca +, H + és a negyedik - a protonok átadása, amikor a mitokondriumok légzési láncát működtetik.

Az ionok aktív közlekedési mechanizmusának példája szolgálhat nátrium-káliumszivattyú állati sejtekben. Támogatja a sejtben a nátrium- és káliumionok állandó koncentrációját, amely különbözik az anyagok koncentrációjától a környezetben: Normál esetben a nátrium-ionsejtek kisebbek, mint a környezetben, és a kálium nagyobb.

Ennek eredményeképpen az egyszerű diffúzió törvényei szerint a kálium elhagyja a cellát, és a nátrium diffundálja a cellát. A nátrium egyszerű diffúziójával ellentétben a káliumszivattyú folyamatosan szivattyúzza a cellából származó nátriumot, és káliumot vezet be: a kifelé irányuló nátrium-fiók három molekulája két molekulát káliumcellákba.

A membránban lévő nátrium-kálium-függő ATP-AZA-fertőzés-lokalizációt oly módon biztosítja, hogy átengedi vastagságát, a membrán belsejétől, a nátrium és az ATP belsejétől az enzimhez és szabadtéri káliumhoz jön.

A nátrium és a kálium átadását a membránon keresztül végezzük, amely a nátrium-kálium-függő ATP-AZA-t végző konformációs változások eredményeként hajtjuk végre, aktiválva a sejt vagy kálium belsejében lévő nátrium-koncentráció növelésével.

A szivattyú energiaellátásához az ATP hidrolízisa szükséges. Ez a folyamat ugyanazt az enzim-nátrium-kálium-függő ATP-Aza-t biztosítja. Ugyanakkor az ATP több mint egyharmadát a pihenőhellyel fogyasztott ATP fogyasztják a nátrium - a káliumszivattyú munkájára.

A nátrium megfelelő munkájának megsértése - A káliumszivattyú különböző súlyos betegségekhez vezet.

A szivattyú hatékonysága meghaladja az 50% -ot, amely nem éri el az ember által létrehozott legtökéletesebb autókat.

Számos aktív közlekedési rendszert táplálnak az ion gradiensekben tárolt energiával, és nem közvetlen ATP-hidrolízissel. Mindegyikük költségszállító rendszerként működik (hozzájárul az alacsony molekuláris vegyületek szállításához). Például az állati sejtek belsejében egyes cukrok és aminosavak aktív szállítása a nátrium-ion gradiensnek köszönhető, és minél magasabb a nátrium-ion gradiens, annál nagyobb a glükóz abszorpciós sebessége. És éppen ellenkezőleg, ha az intercelluláris térben lévő nátriumkoncentráció jelentősen csökken, a glükózszállítás megáll. Ugyanakkor a nátriumnak csatlakoznia kell a nátrium-függő glükóz hordozó fehérjéhez, amely két kötődéssel rendelkezik: az egyik a glükózhoz, a másik a nátriumhoz. A ketrecbe behatoló nátrium-ionok hozzájárulnak a sejtbe és a hordozófehérjékhez a glükózzal együtt. A ketrecbe való behatolású nátriumionok a glükózzal együtt a függő ATP-AZA-nak visszaszerzük vissza, amely egy nátrium-koncentrációs gradiens fenntartását, közvetetten szabályozza a glükózszállítást.

Szállítási anyagok membrán csomagolásban. A nagy biopolimer molekulák gyakorlatilag nem tudnak behatolni a plazmaMMA-t a fent leírt anyagok egyike a sejtbe. Ezeket a sejt rögzíti, és felszívódik a membráncsomagban, amely a nevét kapta endocitózis. Az utóbbit hivatalosan elválasztják a fagocitózissal és a pinocitózissal. Szilárd részecskékkel való rögzítés - ez fagocitózisés folyadék - pinocitózis. Endocitózis esetén a következő szakaszok figyelhetők meg:

az abszorbeált anyag vétele a sejtmembrán receptorai miatt;

a membrán invagációja buborékot képez (vesicula);

az endocitózis buborékából a membránból jelentős energiával - fagomania formáció és a membrán integritásának helyreállítása;

FAGOSOMIA FAGOSOMS ÉS OKTATÁS fagalizoszómák (emésztési vacuole), amelyben az abszorbeált részecskék emésztése következik be;

az anyag fáglicoszóma eltávolítása a sejtből ( exocytózis).

Állatvilágban endocitózis Számos egysejtű organizmus (például Ameb) táplálkozásának jellemző módja, és sok sejt közül az élelmiszer-részecskék ilyen típusú emésztése a bent-interintinális sejtekben található. Ami az emlősöket és az embert illeti, van egy hiszto-endothelialis sejtjei, amelyek képesek endocitózisra. Példa a vér leukociták és a chipper májsejtek. Az utóbbi izzadja ki az úgynevezett sinusoid máj kapillárisokat, és megragadja a különböző idegen részecskék súlyozott. Exocytózis- Ez a módja annak, hogy eltávolítsuk a szubsztrátumot kiváltó szubsztrátot, amely más sejtek, szövetek és szervek működéséhez szükséges.

Az élő szervezet fő szerkezeti egysége egy sejt, amely a citoplazma differenciált szakasza, amelyet sejtmembrán vesznek körül. Ami azt a ténynek köszönhető, hogy a sejt számos alapvető funkciót végez, mint például a reprodukció, a hatalom, a mozgás, a héjnak műanyagnak és sűrűnek kell lennie.

A sejtmembrán felfedezésének és kutatásának története

1925-ben sikeres kísérletet emeltek Grendel és a Gorder, hogy azonosítsák a vörösvérsejtek "árnyékait", vagy üres kagyló. A strukturális hibák ellenére a tudósokat a lipid kettősség fedezte fel. Munkáik folytatták Daniellit, Dawson 1935-ben, Robertson 1960-ban. Az 1972-ben 1972-ben az érvek és az érvek felhalmozódása következtében az énekes és a Nicholson a membrán szerkezetének folyékony mozaikmodelljét hozott létre. További kísérletek és kutatások megerősítették a tudósok munkáit.

Érték

Mi a sejtmembrán? Ezt a szót több mint száz évvel ezelőtt kezdték használni, latin fordításban, ez azt jelenti, hogy "film", "bőr". Így jelölje meg a cella határát, ami természetes akadály A belső tartalom és a külső környezet között. A sejtmembrán szerkezete félelemre vonatkozik, amelynek köszönhetően a nedvesség és a tápanyagok és a bomlási termékek szabadon áthaladhatnak rajta. Ez a héj a sejt szerkezeti összetevőjének nevezhető.

Tekintsük a sejtmembrán fő funkcióit

1. Válasszuk le a sejt belső tartalmát és a külső környezet komponenseit.

2. Segít fenntartani a sejt állandó kémiai összetételét.

3. Beállítja a helyes anyagcserét.

4. biztosítja a kapcsolatot a sejtek között.

5. Elismeri a jeleket.

6. Védelmi funkció.

"Plazma shell"

A külső sejtmembrán, más néven plazma, egy ultramikroszkópos film, amelynek vastagsága öt-hét nanomilliméterből áll. Ez főleg fehérje vegyületekből, foszfolidokból, vízből áll. A film rugalmas, könnyen elnyeli a vizet, és gyorsan visszaállítja az integritását a kár után.

Eltérő egyetemes struktúrával. Ez a membrán határon áll, részt vesz a választási permeabilitás folyamatában, a bomlási termékek eltávolításában, szintetizálja őket. Kapcsolat a "szomszédokkal" és megbízható védelem A belső tartalom a károsodásból fontos komponens az ilyen kérdésben, mint a sejt szerkezete. Az állati szervezetek sejtmembránt néha a legszebb réteg - glikokalix, amely magában foglalja a fehérjéket és a poliszacharidokat. A membránon kívüli növényi sejteket olyan sejtfal védi, amely végrehajtja a hordozó funkcióját és az űrlap fenntartását. A készítmény fő összetevője rost (cellulóz) - poliszacharid, nem oldódik vízben.

Így a külső sejtmembrán elvégzi a helyreállítás, a védelem és az interakció függvényét más sejtekkel.

A sejtmembrán szerkezete

A mozgatható héj vastagsága hat-tíz nanomilliméterből változik. A sejtmembránsejtek speciális összetételűek, amelynek alapja lipid kétlemezként szolgál. Hidrofób farok, inert vízbe, belsejébe kerülnek, míg a vízzel kölcsönhatásba lépő hidrofil fejek kiderülnek. Minden lipid a foszfolipid, amely az anyagok, például glicerin és szfingozin kölcsönhatásának eredménye. A lipid keretek szorosan körülveszik a réteget hiányzó fehérjéket. Néhányat egy lipidrétegben szállítják, a többi áthalad. Ennek eredményeképpen a vízre átjárható szakaszok képződnek. Az ilyen fehérjék által végzett funkciók eltérőek. Néhány közülük enzimek, a többi olyan fehérjék, amelyek különböző anyagokat hordoznak a külső környezetből a citoplazmán és hátra.

A sejtmembrán áthatolt és szorosan kapcsolódik az integrált fehérjékkel, és a perifériás kommunikációval kevésbé tartós. Ezek a fehérjék olyan fontos funkciót hajtanak végre, amely a membrán szerkezetét, a környezetből származó jelek megszerzését és konvertálását, az anyagok szállítását, a membránokon előforduló reakciók katalízisét tartalmazza.

Szerkezet

A sejtmembrán alapja bimolekuláris réteg. A folytonosságának köszönhetően a sejt gát és mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. A különböző szakaszok Létfontosságú tevékenység Ez a kétlemez megtörhet. Ennek eredményeképpen a hidrofil pórusok szerkezeti hibái vannak kialakítva. Ebben az esetben az ilyen komponensek egy sejtmembránként minden funkciója változhat. A kernel külső hatásokkal szenvedhet.

Tulajdonságok

Celluláris sejtmembrán van Érdekes funkciók. A hozam miatt ez a héj nem merev szerkezetű, és a fehérjék és a lipidek fő része, amely a készítményben szerepel, folyékonyan folyékony a membrán síkjában.

Általában a sejtmembrán aszimmetrikus, ezért a fehérje és a lipidrétegek összetétele eltér. A külső oldalukon lévő állati sejtekben lévő plazma mammbikusok egy glikoproteinréteget tartalmaznak, amely receptor és jelzőfunkciókat végez, és nagy szerepet játszik a sejtek kombinálásában a szövetbe. A sejtmembrán polár, azaz kívül, a töltés pozitív, és belülről - negatív. A felsorolt \u200b\u200blista mellett a sejthéj választási betekintést mutat.

Ez azt jelenti, hogy a ketrecben lévő víz mellett csak áthaladnak egyes csoportok Molekulák és ionok oldható anyagok. Az ilyen anyag koncentrációja nátriumként a legtöbb sejtben lényegesen alacsonyabb, mint a külső környezetben. A káliumionok esetében egy másik arányt egy másik arány jellemzi: a sejtben lévő számuk sokkal magasabb, mint a környezetben. Ezekkel a nátriumionokkal kapcsolatban a cellás héjba való behatolás vágya rejlik, és a káliumionok meg akarják szabadítani magukat. Ilyen körülmények között a membrán aktivál egy speciális rendszert, amely "szivattyúzás" szerepet játszik, az anyagok koncentrációjának kiegyenlítésével: a nátriumionokat a sejt felszínén szivattyúzzák, és a káliumionok belsejében pumpálódnak. Ez a funkció belép a sejtmembrán legfontosabb funkcióiba.

A felületen belüli nátriumionok és káliummozgások hasonló vágya nagy szerepet játszik a cukor és az aminosavak szállítása a ketrecben. A membránsejtből származó nátrium-ionok aktív eltávolításának folyamata során az új glükózbetegségek és az aminosavak befelé mutató körülmények között állnak rendelkezésre. Éppen ellenkezőleg, a cellában belsejében lévő káliumionok szállítása során a bomlástermékek belsejéből a "szállítói" számát a külső környezetbe való belsejébe tölti.

Hogyan történik a sejt hatalma a sejtmembránon keresztül?

Sok sejt abszorbeálja az anyagokat ilyen eljárások révén fagocitózis és pinocitózis. Az első kiviteli alaknál egy rugalmas külső membrán egy kis mélyedést hoz létre, amelyben a részecskét elfogják. Ezután a mélyülő átmérő nagyobb lesz, mint a körülvevő részecske a sejt citoplazmába esik. A fagocitózis révén a legegyszerűbb, például az amidok, valamint a vérmesék - leukociták és fagociták táplálják. Hasonlóképpen, a sejteket felszívják a szükséges hasznos anyagokat tartalmazó folyadékkal. Ezt a hiszet pinocytosisnak nevezik.

A külső membrán szorosan kapcsolódik az endoplazmatikus sejthálózathoz.

A membrán felületén lévő szövet fő komponenseinek számos típusa kiemelkedések, hajtások, mikrovillák. A héján kívüli növényi sejtek egy másik, vastag és egyértelműen megkülönböztethetők a mikroszkópban. A rost, amelyből állnak, segíti a növényi szövetek, például a faanyag támogatását. Az állati sejtek számos külső struktúrával rendelkeznek, amelyek a sejtmembrán tetején vannak. Kivételesen védekező, ennek példája a rovaros sejtekben található chitin.

A sejtek mellett van egy intracelluláris membrán. Funkciója, hogy a cellát több speciális zárt rekeszbe osztja - rekeszek vagy organellák, ahol egy bizonyos környezetet meg kell tartani.

Így lehetetlen túlbecsülni az élő szervezet főegységének ilyen összetevőjének szerepét, mint egy sejtmembrán. Az épület és funkciók jelentős terjeszkedést javasolnak. közös tér Sejtfelületek, az anyagcsere folyamatok javítása. Ez a molekuláris szerkezet magában foglalja a fehérjéket és a lipideket. A cella elkülönítése a külső környezetből, a membrán biztosítja az integritását. Segítségével az intercelluláris kommunikációt kellően erős szintű formázó szöveteken támogatják. E tekintetben arra a következtetésre juthatunk, hogy a sejtmembrán a ketrec egyik legfontosabb szerepét játssza le. Az általa elvégzett szerkezet és funkciók radikálisan különböznek különböző sejtekben, a céljuktól függően. Ezen jellemzők révén a sejtmembránok élettani aktivitásának változatossága és a sejtek és szövetek létezésének szerepe.

Sejt membrán

Egy sejtmembrán képe. A kis kék és fehér golyók megfelelnek a foszfolipidek hidrofób "fejének", és a hozzájuk kapcsolódó vonalak - hidrofil "farok". Az ábra csak integrált membránfehérjéket (vörös gömböket és sárga spirálokat) mutat. Sárga ovális pontok a membránon belül - koleszterin molekulák sárga-zöld láncok gyöngyökön szabadtéri oldal Membránok - oligoszacharidok láncai Glycocalix

A biológiai membrán magában foglalja a különböző fehérjéket: integrált (piercing membrán keresztül), félig integrált (az egyik végéhez egy külső vagy belső lipidrétegben), felület (külső vagy szomszédos belső oldalak Membránok). Egyes fehérjék a sejtmembrán érintkezési pontja a citoszkeleton a sejt belsejében, és a sejtfal (ha van) kívül van. Az integrált fehérjék közül néhány az ioncsatornák, a különböző szállítószalagok és receptorok működését hajtja végre.

Funkciók

• barrier - Állítható, szelektív, passzív és aktív anyagcserével biztosítja a környezetet. Például a membrán peroxiz védi a citoplazmát a veszélyes peroxid sejtekből. A szelektív permeabilitás azt jelenti, hogy a membrán permeabilitása különböző atomokhoz vagy molekulákhoz mérete, elektromos töltése és kémiai tulajdonságok. A választási permeabilitás biztosítja a sejtek és a sejtek környezeti szétválasztását és a szükséges anyagok ellátását.
• szállítás - a membránon keresztül vannak járművek egy ketrecben és a sejtből. A membránokon történő szállítás: Szállítás tápanyagok, A véges csere termékek eltávolítása, a különböző anyagok szekréciója, az ion-gradiensek létrehozása, a sejtenzimek működéséhez szükséges ionok optimális és koncentrációjának fenntartása.
  Részecskék bármilyen okból, amelyek nem tudják átkelni a foszfolipid kétlemezét (például a hidrofil tulajdonságok miatt, mivel a hidrofób belsejében lévő membrán, és nem folyik hidrofil anyagokat, vagy nagy méretek miatt), de a sejthez szükséges a membránhoz Fehérjék-hordozók (szállítószalagok) és fehérjék-csatornák vagy endocitózissal.
  Passzív szállítás esetén az anyagok áthaladnak a lipid bisel-t anélkül, hogy a koncentrációs gradiens alatt energiaterméket alakítanak ki. Ennek a mechanizmusnak a változata könnyű diffúzió, amelyben az anyag segít átadni egy membránon bármely specifikus molekulát. Ez a molekula lehet egy csatorna, amely csak egy típusú anyagot továbbít.
  Az aktív közlekedés energiaköltséget igényel, mivel ez a koncentráció gradiens ellen történik. A membrán létezik speciális fehérjék - szivattyúk, beleértve az ATPázot is, amely aktívan szivattyúzza a káliumionokat a sejtben (K +) és a szivattyú nátriumionok (Na +).
• mátrix - a membránfehérjék bizonyos interkont és orientációját biztosítja, optimális kölcsönhatásukat.
• mechanikus - biztosítja a sejt autonómiáját, intracelluláris szerkezeteit is, más sejtekhez is csatlakozik (szövetekben). A sejtfalak jelentős szerepet játszanak a mechanikai funkció, az állatok - egy intercelluláris anyag.
• energia - A fotoszintézis kloroplasztokban és sejtes légzés mitokondriában a membránokban vannak olyan energiaátviteli rendszerek, amelyekben a fehérjék is részt vesznek;
• receptor - Néhány fehérjék a membránban receptorok (molekulák, amellyel a sejt bizonyos jeleket érzékel).
  Például a vérben keringő hormonok csak olyan célsejtekre vonatkoznak, amelyek e hormonoknak megfelelő receptorokat tartalmaznak. A neurotranszmitterek (vegyi anyagok, amelyek az idegimpulzusok hordozást biztosítják) is társulnak a célsejtek speciális receptorfehérjéhez.
• az enzimatikus - membránfehérjék gyakran enzimek. Például a bél-epiteliális sejtek plazmamembránjai emésztő enzimeket tartalmaznak.
• a biopotenciálok generációjának és lefolytatásának végrehajtása.
  A membrán alkalmazásával a sejtben az ionok állandó koncentrációja fennmarad: az ion K + koncentrációja a sejt belsejében szignifikánsan magasabb, mint a külső, és a Na + koncentráció lényegesen alacsonyabb, ami nagyon fontos, mivel biztosítja, hogy a potenciál különbség a membránon és az idegimpulzus generációjára.
• cellajelzés - vannak antigének a membránon, jelölőként működnek - "címkék", így azonosítani a cellát. Ezek a glikoproteinek (vagyis az őket elágazó oligoszacharid oldalláncokkal rendelkező fehérjék), amelyek az "antennák" szerepét játszják. A számtalan oldallánc konfigurációi miatt lehetőség van az egyes sejttípusokra speciális jelölőjét. A sejtjelzők segítségével más sejtek felismerhetik és cselekedhetnek velük, például a szervek és szövetek kialakulásában. Lehetővé teszi az immunrendszert az idegen antigének felismerésére.

Szerkezet és összetétel Biomembrán

A membránok három osztályú lipidből állnak: foszfolipidek, glikolipidek és koleszterin. A foszfolipidek és a glikolipidek (lipidek, amelyekhez csatlakoznak a szénhidráttal) két hosszú hidrofób szénhidrogén "farok", amelyek egy töltött hidrofil "fej" -hez kapcsolódnak. A koleszterin membrán membránt ad, amely a hidrofób lipid farok közötti szabad helyet foglalja el, és nem engedheti meg őket, hogy hajlítsa őket. Ezért az alacsony koleszterin tartalmú membránok rugalmasabbak, nagy és merevebbek és törékenyek. A koleszterin "dugóval" is szolgál, amely megakadályozza a poláros molekulák mozgását a sejtből és a sejtbe. A membrán egyik fontos része olyan fehérjék, amelyek áthatolják és felelősek a membránok tulajdonságainak sokféleségéért. Összetételük és tájolásuk különböző membránokban különbözik.

A sejtmembránok gyakran aszimmetrikusak, azaz a rétegek különböznek a lipidek összetételében, egy külön molekula egy rétegből a másikba történő átmenete (az úgynevezett flip flops) Nehéz.

Membrán organellák

Ezek zárva vannak egy vagy más citoplazmos terület, amely a hialoplasmától membránokkal elválasztva. Egyszemcsés organellák közé tartozik az endoplazmatikus hálózat, Golgi, Lizosoma, Vacuoles, Peroxisoma; két reszelt mag, mitokondriumok, plasts. A különböző organellák membránjai szerkezete különbözik a lipidek és membránfehérjék összetételében.

Választási permeabilitás

A sejtmembránok választási permeabilitással rendelkeznek: glükóz, aminosavak, zsírsavak, glükóz, aminosavak, zsírsavak, glicerin és ionok lassan diffúzálnak, és a membránok bizonyos mértékig szabályozzák ezt a folyamatot, mások hiányoznak. Négy fő mechanizmus van az anyagok bevételére a sejtbe vagy a cellából történő kivonásba való visszatéréshez: diffúzió, ozmózis, aktív szállítás és exo-vagy endocitózis. Az első két folyamat passzív, vagyis nem igényelnek energiaköltséget; Az utolsó kettő aktív energiafogyasztási folyamatok.

A passzív szállítás alatt álló membrán választási permeabilitása speciális csatornák - integrált fehérjéknek köszönhető. Áthatolják a membránt, és egyfajta átjárót alkotnak. K, NA és CL elemek számára saját csatornákkal rendelkeznek. Az ezen elemek molekulájának koncentrációjának gradiensével kapcsolatban mozoghatunk egy cellába és belőle. Ha irritáló, nátriumioncsatornákat ismertetnek, és éles, nátrium-ionokba való felvétele éles. Ugyanakkor a membránpotenciál egyensúlyhiánya előfordul. Ezt követően a membránpotenciál helyreáll. A káliumcsatornák mindig nyitva vannak, a káliumionok lassan a ketrecbe esnek.

Lásd még

Irodalom

• Antonov V. F., Smirnova E. N., Shevchenko E. V. Lipidmembránok fázisátmenetekkel. - M.: Science, 1994.
• Gennis R. Biomembránok. Molekuláris szerkezet és funkciók: fordítás angolul. \u003d Biomembránok. Molekuláris szerkezet és funkció (Robert B. Gennis). - 1. kiadás. - m.: Mir, 1997. - ISBN 5-03-002419-0
• Ivanov V. G., Berezovsky T. N. Lipid kettősségi biológiai membránok. - M.: Science, 1982.
• Rubin A. B. Biofizika, tutorial 2 tt. - 3. kiadás, korrigált és kiegészítve. - M.: Moszkva Egyetem Kiadói Háza, 2004. -

9.5.1. A membránok egyik fő funkciója az anyagok átadásában való részvétel. Ez a folyamat három fő mechanizmussal rendelkezik: egyszerű diffúzió, könnyű diffúzió és aktív szállítás (9.10. Ábra). Ne feledje, hogy ezeknek a mechanizmusoknak és a hordozható anyagoknak a legfontosabb jellemzői minden esetben.

9.10. Ábra. Közlekedési mechanizmusok molekulák a membránon keresztül

Egyszerű diffúzió - Az anyagok átadása a membránon speciális mechanizmusok részvétele nélkül. A szállítás az energiaköltségek nélküli koncentráció gradiensében történik. Egyszerű diffúzióval a kis biomolekulák szállítása - H2O, CO2, O2, karbamid, hidrofób kis molekulatömegű anyagok. Az egyszerű diffúzió sebessége arányos a koncentráció gradienssel.

Könnyű diffúzió - Az anyagok átadása a membránon fehérjecsatornákkal vagy speciális hordozófehérjékkel. Ezt az energiaköltségek nélküli koncentrációs gradiens szerint végezzük. Monoszacharidok, aminosavak, nukleotidok, glicerin, egyes ionok szállítása. A telítettség kinetikáját jellemzi - a hordozható anyag bizonyos (telített) koncentrációjával az átvitelben minden hordozómolekula és a közlekedés sebessége eléri a maximális értéket.

Aktiv szállitás - A speciális fuvarozók fehérjék részvételét is megköveteli, de az átruházás a koncentráció gradiens ellen fordul elő, ezért energiaköltséget igényel. Ennek a mechanizmusnak a segítségével a sejtmembránon keresztül, Na +, K +, Ca2 +, Mg2 + ionok, mitokondriális - protonok segítségével. Az aktív járművek esetében az anyagokat a telítettség kinetikája jellemzi.

9.5.2. Az aktív ionszállítást hordozó közlekedési rendszer példája Na +, K + -denomynithosfatase (Na +, K + -atfaz vagy Na +, K + -NSOS). Ez a fehérje a plazmamembrán vastagságában van, és képes katalizálni a hidrolízis ATP reakcióját. Az 1 ATP molekulák hidrolizálása során felszabaduló energia a sejtből 3 Na + ionok átvitelére szolgál az extracelluláris térbe és 2 ionba + ellenkező irányba (9.11. Ábra). A Na +, K + -atphase hatásának köszönhetően a sejt citolálásának és az extracelluláris folyadék közötti koncentrációk különbsége. A nem-ekvivalens ionok átadása óta az elektromos potenciálok különbsége történik. Így van egy elektrokémiai potenciál, amely az elektromos potenciálok ΔΦ különbségeinek energiájából és a membrán mindkét oldalán a koncentrációkülönbség energiájából áll.

9.11. Ábra.Na +, K + -NASOS séma.

9.5.3. Transzfer részecskék és nagy molekulatömegű membránok

A közlekedés mellett szerves anyagok A hordozók által végzett ionok a sejtben teljesen speciális mechanizmus van kialakítva, melynek célja a sejt felszívása és a nagy molekuláris vegyületek eltávolítása a biomembrán formájában. Az ilyen mechanizmust hívják hólyagos közlekedés.

9.12. Ábra.A hólyagos közlekedés típusai: 1 - endocytosis; 2 - exocytosis.

A makromolekulák átadásakor a buborékok körüli membrán következetes kialakulása és összevonása történik (VESICUL). A közlekedés irányában és a hordozható anyagok jellege megkülönbözteti a következő típusú hólyagos közlekedést:

Endocitózis (9.12., 1. ábra) - Az anyagok átadása a sejtbe. A kapott hólyagok méretétől függően megkülönböztetik:

de) pinocitózis - folyékony és oldott makromolekulák (fehérjék, poliszacharidok, nukleinsavak) felszívódása kis buborékokkal (150 nm átmérőjű);

b) fagocitózis - Nagy részecskék felszívódása, például mikroorganizmusok vagy törmeléksejtek. Ebben az esetben nagy buborékok vannak kialakítva, úgynevezett fagoszómák, amely átmérője több mint 250 nm.

A pinocitózis a legtöbb eukarióta sejtre jellemző, míg a nagy részecskék speciális sejtek - leukociták és makrofágok által abszorbeálódnak. Az endocitózis első szakaszában az anyag vagy részecskék adszorbeálódnak a membrán felületén, ez a folyamat energiaköltség nélkül fordul elő. A membrán következő szakaszában az adszorbeált anyaggal a citoplazmában mélyedett; A helyi habosító plazmamembránok a sejtfelszínről vannak csomagolva, buborékok kialakítása, amelyek a sejt belsejében vándorolnak. Ez a folyamat a mikrofilm rendszerhez kapcsolódik, és illékony. A cellába bevitt buborékok és tűzoltók a lizoszómákkal összevonhatók. A lizoszómákban lévő lizoszómákban lévő enzimek, amelyek buborékok és buborékok alacsony molekulatömegű termékek (aminosavak, monoszacharidok, nukleotidok), amelyeket citoszolba szállítanak, ahol a sejt használható.

Exocytózis(9.12., 2. ábra) - A részecskék átvitele és a nagy kapcsolatok a sejtből. Ez a folyamat, mint az endocitózis, energiafelszívódással történik. Az exocytózis fő fajtái:

de) kiválasztás - A vízben oldódó vegyületek sejtjének eltávolítása, amelyet a test más sejtjei használnak. Végezhető mind a nem specializált sejtek, mind az endokrin szemüveg sejtjei, egy gasztrointesztinális nyálkahártya, amely a termelt anyagok (hormonok, neurediátorok, pro-ferrises), a test bizonyos igényeitől függően alkalmazható.

A szekretálható fehérjéket a durva endoplazmatikus retikulum membránjaihoz kapcsolódó riboszómákon állítjuk elő. Ezek a fehérjék majd szállítani a Golgji berendezés, ahol azok módosított, bepároljuk, vannak rendezve, majd csomagoljuk a buborékok, amelyek hasítják citoszolba és további egyesül a plazma membrán, úgy, hogy a tartalom a buborékok ki a sejt.

A makromolekuláktól eltérően a szekretált kis részecskék, például a protonokat a cellából a könnyű diffúzió és az aktív szállítás mechanizmusaival szállítják.

b) kiválasztás - A sejtanyagok eltávolítása, amelyek nem használhatók (például az eritropozi eltávolítás során a hálós anyag retikulocitáiból, amely aggregált organellemaradványok). A kiválasztás mechanizmusa úgy tűnik, hogy a kiválasztott részecskék először a citoplazmatikus buborékban jelennek meg, amelyet ezután a plazmamembránon egyesítettünk.