Stanica je dugo bila definirana kao strukturna jedinica svih živih bića. I doista jest. Naposljetku, milijarde tih struktura, poput cigli, tvore biljke i životinje, bakterije i mikroorganizme, ljude. Svaki organ, tkivo, tjelesni sustav – sve je izgrađeno od stanica.

Stoga je vrlo važno poznavati sve suptilnosti njegove unutarnje strukture, kemijskog sastava i teče bio kemijske reakcije. U ovom članku ćemo razmotriti što je plazma membrana, funkcije koje obavlja i strukturu.

stanične organele

Organele su najmanji strukturni dijelovi koji se nalaze unutar stanice i osiguravaju njezinu strukturu i vitalnu aktivnost. To uključuje mnogo različitih predstavnika:

1. Plazma membrana.
2. Jezgra i jezgre s kromosomskim materijalom.
3. Citoplazma s inkluzijama.
4. lizosomi.
5. mitohondrije.
6. ribosomi.
7. Vakuole i kloroplasti, ako je stanica biljna.

Svaka od navedenih struktura ima svoju složenu strukturu, formirana je od IUD-a (visoke molekularne tvari), obavlja strogo određene funkcije i sudjeluje u kompleksu biokemijskih reakcija koje osiguravaju vitalnu aktivnost cijelog organizma.

Opća struktura membrane

Struktura plazma membrana studirao od 18. stoljeća. Tada je prvi put otkrivena njegova sposobnost da selektivno propušta ili zadržava tvari. S razvojem mikroskopije, proučavanje fine strukture i strukture membrane postalo je moguće, pa se danas o tome zna gotovo sve.

Njegovo glavno ime je sinonim za plazmalemu. Sastav plazma membrane predstavljen je s tri glavne vrste spirala:

• proteini;
• lipidi;
• ugljikohidrati.

Omjer ovih spojeva i njihova lokacija mogu varirati u stanicama različitih organizama (biljnih, životinjskih ili bakterijskih).

Model gradnje fluidnog mozaika

Mnogi znanstvenici pokušali su spekulirati o tome kako se lipidi i proteini nalaze u membrani. Međutim, tek 1972. znanstvenici Singer i Nicholson predložili su model koji je i danas aktualan, a odražava strukturu plazma membrane. Zove se tekući mozaik, a njegova je bit sljedeća: različite vrste lipida raspoređene su u dva sloja, orijentirajući hidrofobne krajeve molekula prema unutra, a hidrofilne prema van. Istodobno, cijela struktura, poput mozaika, prožeta je nejednakim vrstama proteinskih molekula, kao i malom količinom heksoza (ugljikohidrata).

Cijeli predloženi sustav je u stalnoj dinamici. Proteini mogu ne samo prodrijeti kroz bilipidni sloj kroz i kroz njega, već se i orijentirati na jednoj od njegovih strana, ugrađujući se unutra. Ili čak slobodno "hodajte" po membrani, mijenjajući mjesto.

Dokaz u obranu i opravdanje ove teorije su podaci mikroskopske analize. Na crno-bijele fotografije slojevi membrane su jasno vidljivi, gornji i donji su jednako tamni, a srednji svjetliji. Provedeni su i brojni pokusi koji su dokazali da se slojevi temelje upravo na lipidima i proteinima.

Proteini plazma membrane

Ako uzmemo u obzir postotni omjer lipida i proteina u membrani biljne stanice, onda će on biti približno isti - 40/40%. U životinjskoj plazmalemi do 60% su proteini, u bakterijskoj - do 50%.

Plazma membrana se sastoji od različiti tipovi proteina, a funkcije svakog od njih su također specifične.

1. Periferne molekule. To su proteini koji su orijentirani na površini unutarnjih ili vanjskih dijelova lipidnog dvosloja. Glavne vrste interakcija između strukture molekule i sloja su sljedeće:

• vodikove veze;
• ionske interakcije ili solni mostovi;
• elektrostatička privlačnost.

Sami periferni proteini su spojevi topivi u vodi, pa ih nije teško odvojiti od plazmaleme bez oštećenja. Koje tvari pripadaju ovim strukturama? Najčešći i brojniji je fibrilarni proteinski spektrin. Može biti i do 75% u masi svih membranskih proteina u pojedinačnim staničnim plazma membranama.

Zašto su potrebni i kako plazma membrana ovisi o njima? Funkcije su sljedeće:

• formiranje citoskeleta stanice;
• održavanje trajnog oblika;
• ograničenje prekomjerne pokretljivosti integralnih proteina;
• koordinacija i provedba transporta iona kroz plazmalemu;
• mogu se vezati na oligosaharidne lance i sudjelovati u signalizaciji receptora iz i na membranu.

2. Poluintegralni proteini. Takve molekule su one koje su potpuno ili dopola uronjene u lipidni dvosloj, na različite dubine. Primjeri su bakteriorhodopsin, citokrom oksidaza i drugi. Nazivaju se i "usidrenim" proteinima, odnosno kao da su pričvršćeni unutar sloja. Na što se mogu obratiti i kako se ukorijeniti i održati? Najčešće zbog posebnih molekula, koje mogu biti miristinske ili palmitinske kiseline, izopren ili steroli. Tako, na primjer, u plazma membrani životinja postoje poluintegralni proteini povezani s kolesterolom. Biljke i bakterije takve još nisu pronašle.

3. Integralni proteini. Jedan od najvažnijih u plazmalemi. To su strukture koje tvore nešto poput kanala koji prodiru kroz i kroz lipidne slojeve. Na tim putovima mnoge molekule ulaze u stanicu, tako da lipidi ne propuštaju. Stoga je glavna uloga integralnih struktura stvaranje ionskih kanala za transport.

Postoje dvije vrste prodiranja lipida:

• monotopno - jednom;
• polytopic - na nekoliko mjesta.

Vrste integralnih proteina uključuju glikoforin, proteolipide, proteoglikane i druge. Svi su netopivi u vodi i usko su ugrađeni u lipidni sloj, pa ih je nemoguće ekstrahirati bez oštećenja strukture plazmaleme. Po svojoj građi ovi su proteini globularni, njihov hidrofobni kraj nalazi se unutar lipidnog sloja, a hidrofilni kraj je iznad njega i može se uzdizati iznad cijele strukture. Zbog kojih interakcija se integralni proteini zadržavaju unutra? U tome im pomaže hidrofobno privlačenje radikala masnih kiselina.

Dakle, postoji niz različitih proteinskih molekula koje plazma membrana uključuje. Struktura i funkcije ovih molekula mogu se kombinirati u nekoliko općih točaka.

1. Strukturni periferni proteini.
2. Katalitički proteini-enzimi (poluintegralni i integralni).
3. Receptor (periferni, integralni).
4. Transport (integralni).

Lipidi plazma membrane

Tekući dvosloj lipida koji čine plazma membranu može biti vrlo pokretljiv. Činjenica je da različite molekule mogu prijeći iz gornjeg sloja u donji i obrnuto, odnosno struktura je dinamična. Takvi prijelazi u znanosti imaju svoje ime - "japan". Nastao je od naziva enzima koji katalizira procese preuređivanja molekula unutar jednog monosloja ili od gornjeg prema donjem i obrnuto, flipase.

Količina lipida koju stanična plazma membrana sadrži otprilike je ista kao i broj proteina. Raznolikost vrsta je široka. Mogu se razlikovati sljedeće glavne skupine:

• fosfolipidi;
• sfingofosfolipidi;
• glikolipidi;
• kolesterol.

Prva skupina fosfolipida uključuje molekule kao što su glicerofosfolipidi i sfingomijelini. Ove molekule čine okosnicu dvosloja membrane. Hidrofobni krajevi spojeva usmjereni su unutar sloja, hidrofilni krajevi usmjereni su prema van. Primjeri povezivanja:

• fosfatidilkolin;
• fosfatidilserin;
• kardiolipin;
• fosfatidilinozitol;
• sfingomijelin;
• fosfatidilglicerol;
• fosfatidiletanolamin.

Za proučavanje ovih molekula koristi se metoda za uništavanje sloja membrane u nekim dijelovima fosfolipazom, posebnim enzimom koji katalizira proces razgradnje fosfolipida.

Funkcije navedenih spojeva su sljedeće:

1. Oni pružaju opću strukturu i strukturu dvosloja plazmaleme.
2. Dolaze u dodir s proteinima na površini i unutar sloja.
3. Određuje se agregacijsko stanje koje će plazma membrana stanice imati u različitim temperaturnim uvjetima.
4. Sudjeluju u ograničenoj propusnosti plazmaleme za različite molekule.
5. oblik različiti tipovi međusobne interakcije staničnih membrana (desmosom, prostor u obliku proreza, tijesan kontakt).

Sfingofosfolipidi i membranski glikolipidi

Sfingomijelini ili sfingofosfolipidi su po svojoj kemijskoj prirodi derivati ​​amino alkohola sfingozina. Uz fosfolipide sudjeluju u stvaranju bilipidnog sloja membrane.

Glikolipidi uključuju glikokaliks - tvar koja uvelike određuje svojstva plazma membrane. To je želeasti spoj koji se sastoji prvenstveno od oligosaharida. Glikokaliks zauzima 10% ukupne mase plazmaleme. Plazma membrana, struktura i funkcije koje obavlja, izravno je povezana s ovom tvari. Na primjer, glikokaliks izvodi:

• funkcija membranskog markera;
• receptor;
• procesi parijetalne probave čestica unutar stanice.

Treba napomenuti da je prisutnost lipidnog glikokaliksa tipična samo za životinjske stanice, ali ne i za biljne, bakterijske i gljive.

kolesterol (membranski sterol)

Važna je komponenta staničnog dvosloja kod sisavaca. Ne javlja se u biljkama, u bakterijama i gljivama također. S kemijskog gledišta, to je alkohol, ciklički, monohidričan.

Kao i drugi lipidi, ima svojstva amfifilnosti (prisutnost hidrofilnog i hidrofobnog kraja molekule). U membrani igra važnu ulogu kao limiter i kontroler protoka dvosloja. Također sudjeluje u proizvodnji vitamina D, suučesnik je u stvaranju spolnih hormona.

U biljnim stanicama postoje fitosteroli koji ne sudjeluju u stvaranju životinjskih membrana. Prema nekim podacima, poznato je da ove tvari daju otpornost biljaka na određene vrste bolesti.

Plazma membranu tvore kolesterol i drugi lipidi u zajedničkoj interakciji, kompleksu.

Membranski ugljikohidrati

Ova skupina tvari čini oko 10% ukupnog sastava spojeva plazmaleme. V jednostavna forma mono-, di-, polisaharidi se ne nalaze, već samo u obliku glikoproteina i glikolipida.

Njihove funkcije su kontrola intra- i međustaničnih interakcija, održavanje određene strukture i položaja proteinskih molekula u membrani, kao i provedba recepcije.

Glavne funkcije plazmaleme

Plazma membrana igra vrlo važnu ulogu u stanici. Njegove funkcije su višestruke i važne. Razmotrimo ih detaljnije.

1. Odvaja sadržaj ćelije od okoliš i zaštiti od vanjskih utjecaja. Zbog prisutnosti membrane održava se na stalnoj razini kemijski sastav citoplazma i njen sadržaj.
2. Plazmalema sadrži niz proteina, ugljikohidrata i lipida koji daju i održavaju specifičan oblik stanice.
3. Svaka stanična organela, koja se naziva membranska vezikula (vezikula), ima membranu.
4. Komponentni sastav plazmaleme omogućuje joj da igra ulogu "čuvara" stanice, provodeći selektivni transport unutar nje.
5. Receptori, enzimi, biološki djelatne tvari funkcioniraju u stanici i prodiru u nju, surađuju s njezinom površinskom ljuskom samo zahvaljujući proteinima i lipidima membrane.
6. Kroz plazmalemu se ne prenose samo spojevi različite prirode, već i ioni važni za život (natrij, kalij, kalcij i drugi).
7. Membrana održava osmotsku ravnotežu izvan i unutar stanice.
8. Uz pomoć plazmaleme, ioni i spojevi različite prirode, elektroni, hormoni se prenose iz citoplazme u organele.
9. Kroz njega se odvija apsorpcija. sunčeva svjetlost u obliku kvanta i buđenja signala unutar stanice.
10. Upravo ta struktura generira impulse djelovanja i odmora.
11. Mehanička zaštita stanice i njezinih struktura od malih deformacija i fizičkih utjecaja.
12. Adhezija stanica, odnosno adhezija i njihovo držanje blizu jedne druge također se provodi zahvaljujući membrani.

Stanična plazmalema i citoplazma su međusobno usko povezane. Plazma membrana je u bliskom kontaktu sa svim tvarima i molekulama, ionima koji prodiru u stanicu i slobodno se nalaze u viskoznom unutarnjem okruženju. Te veze pokušavaju ući u sve stanične strukture, ali je membrana ta koja služi kao barijera, koja je sposobna provoditi različite vrste transporta kroz sebe. Ili nemojte uopće preskakati neke vrste veza.

Vrste transporta preko stanične barijere

Prijevoz kroz plazma membranu odvija se na nekoliko načina, koje objedinjuje jedna zajednička fizikalna značajka - zakon difuzije tvari.

1. Pasivni transport ili difuzija i osmoza. To podrazumijeva slobodno kretanje iona i otapala kroz membranu duž gradijenta od područja visoke koncentracije do područja niske koncentracije. Ne zahtijeva potrošnju energije, jer teče sam. Tako radi natrij-kalijeva pumpa, izmjena kisika i ugljičnog dioksida tijekom disanja, oslobađanje glukoze u krv i tako dalje. Olakšana difuzija vrlo je česta pojava. Taj proces podrazumijeva prisutnost neke vrste pomoćne tvari koja se drži željenog spoja i vuče ga duž proteinskog kanala ili kroz lipidni sloj u stanicu.
2. Aktivni transport uključuje trošenje energije za procese apsorpcije i izlučivanja kroz membranu. Dva su glavna načina: egzocitoza - uklanjanje molekula i iona prema van. Endocitoza je hvatanje i provođenje čvrstih i tekućih čestica u stanicu. Zauzvrat, druga metoda aktivnog transporta uključuje dvije vrste procesa. Fagocitoza, koja se sastoji u gutanju čvrstih molekula, tvari, spojeva i iona putem membrane vezikula i njihovog prenošenja u stanicu. Tijekom tog procesa nastaju velike vezikule. Pinocitoza se, naprotiv, sastoji u apsorpciji kapljica tekućine, otapala i drugih tvari i prenošenju ih u stanicu. Uključuje stvaranje malih mjehurića.

Oba procesa - pinocitoza i fagocitoza - igraju važnu ulogu ne samo u transportu spojeva i tekućina, već iu zaštiti stanice od ostataka mrtvih stanica, mikroorganizama i štetnih spojeva. Može se reći da su ove metode aktivnog transporta i opcije za imunološku zaštitu stanice i njezinih struktura od raznih opasnosti.

stanična membrana naziva se i plazma (ili citoplazmatska) membrana i plazmalema. Ova struktura ne samo da odvaja unutarnji sadržaj stanice od vanjskog okruženja, već također ulazi u sastav većine staničnih organela i jezgre, zauzvrat ih odvaja od hijaloplazme (citosola) - viskozno-tekućeg dijela citoplazme. Dogovorimo se da se javimo citoplazmatska membrana onaj koji odvaja sadržaj stanice od vanjskog okruženja. Preostali pojmovi odnose se na sve membrane.

Osnova strukture stanične (biološke) membrane je dvostruki sloj lipida (masti). Formiranje takvog sloja povezano je sa značajkama njihovih molekula. Lipidi se ne otapaju u vodi, već se u njoj kondenziraju na svoj način. Jedan dio jedne molekule lipida je polarna glava (privlači je voda, tj. hidrofilna), a drugi je par dugih nepolarnih repova (ovaj dio molekule odbija voda, tj. hidrofoban) . Ovakva struktura molekula tjera ih da "sakrije" rep od vode i okreću svoje polarne glave prema vodi.

Kao rezultat toga nastaje lipidni dvosloj, u kojem su nepolarni repovi unutra (okrenuti jedni prema drugima), a polarne glave okrenute prema van (prema vanjskom okruženju i citoplazmi). Površina takve membrane je hidrofilna, ali iznutra je hidrofobna.

U staničnim membranama među lipidima prevladavaju fosfolipidi (složeni su lipidi). Njihove glave sadrže ostatak fosforne kiseline. Osim fosfolipida, tu su i glikolipidi (lipidi + ugljikohidrati) i kolesterol (spada u sterole). Potonji daje membrani krutost, jer se nalazi u njezinoj debljini između repova preostalih lipida (kolesterol je potpuno hidrofoban).

Zbog elektrostatičke interakcije, određene proteinske molekule su vezane za nabijene glave lipida, koji postaju proteini površinske membrane. Drugi proteini stupaju u interakciju s nepolarnim repovima, djelomično tonu u dvosloj ili prodiru kroz njega.

Na ovaj način, stanična membrana sastoji se od dvostrukog sloja lipida, površinskih (perifernih), uronjenih (poluintegralnih) i prodornih (integralnih) proteina. Osim toga, neki proteini i lipidi na vanjskoj strani membrane povezani su s lancima ugljikohidrata.

Ovaj fluidni mozaični model strukture membrane iznesena je 70-ih godina XX stoljeća. Prije toga pretpostavljen je sendvič model strukture prema kojem se lipidni dvosloj nalazi unutra, a s unutarnje i vanjske strane membrana je prekrivena kontinuiranim slojevima površinskih proteina. Međutim, akumulacija eksperimentalnih podataka opovrgnula je ovu hipotezu.

Debljina membrana u različitim stanicama je oko 8 nm. Membrane (čak i različite strane jedne) razlikuju se jedna od druge po postotku različitih vrsta lipida, proteina, enzimske aktivnosti itd. Neke su membrane tekućije i propusnije, druge su gušće.

Pukotine u staničnoj membrani lako se spajaju zbog fizikalno-kemijskih karakteristika lipidnog dvosloja. U ravnini membrane kreću se lipidi i proteini (osim ako nisu fiksirani citoskeletom).

Funkcije stanične membrane

Većina proteina uronjenih u staničnu membranu obavlja enzimsku funkciju (oni su enzimi). Često (osobito u membranama staničnih organela) enzimi su raspoređeni u određenom slijedu tako da produkti reakcije koje katalizira jedan enzim prelaze u drugi, zatim treći itd. Nastaje transporter koji stabilizira površinske proteine, jer ne dopustiti enzimima da plivaju duž lipidnog dvosloja.

Stanična membrana obavlja graničnu (barijernu) funkciju od okoliša, a ujedno i transportnu funkciju. Može se reći da je to njegova najvažnija namjena. Citoplazmatska membrana, koja ima snagu i selektivnu propusnost, održava postojanost unutarnjeg sastava stanice (njezinu homeostazu i integritet).

U tom se slučaju transport tvari odvija na različite načine. Prijevoz po gradijentu koncentracije uključuje kretanje tvari iz područja s višom koncentracijom u područje s nižom (difuzija). Tako, na primjer, plinovi difundiraju (CO 2, O 2).

Postoji i transport protiv gradijenta koncentracije, ali uz utrošak energije.

Transport je pasivan i lagan (kada mu neki prijevoznik pomogne). Za tvari topljive u mastima moguća je pasivna difuzija kroz staničnu membranu.

Postoje posebni proteini koji čine membrane propusnim za šećere i druge tvari topljive u vodi. Ti se nosači vežu na transportirane molekule i vuku ih preko membrane. Tako se glukoza transportira u crvena krvna zrnca.

Proteini koji se protežu, kada se kombiniraju, mogu formirati pore za kretanje određenih tvari kroz membranu. Takvi se nosači ne pomiču, već tvore kanal u membrani i rade slično enzimima, vežući određenu tvar. Prijenos se provodi zbog promjene konformacije proteina, zbog čega nastaju kanali u membrani. Primjer je natrij-kalijeva pumpa.

Transportna funkcija stanične membrane eukariota također se ostvaruje endocitozom (i egzocitozom). Kroz ove mehanizme, velike molekule biopolimera, čak i cijele stanice, ulaze u stanicu (i izlaze iz nje). Endo- i egzocitoza nisu karakteristične za sve eukariotske stanice (prokarioti je uopće nemaju). Dakle, endocitoza se opaža kod protozoa i nižih beskralježnjaka; kod sisavaca leukociti i makrofagi apsorbiraju štetne tvari i bakterije, tj. endocitoza obavlja zaštitnu funkciju za tijelo.

Endocitoza se dijeli na fagocitoza(citoplazma obavija velike čestice) i pinocitoza(hvatanje kapljica tekućine s tvarima otopljenim u njoj). Mehanizam ovih procesa je približno isti. Apsorbirane tvari na površini stanice okružene su membranom. Nastaje vezikula (fagocitna ili pinocitna) koja se potom kreće u stanicu.

Egzocitoza je uklanjanje tvari iz stanice citoplazmatskom membranom (hormoni, polisaharidi, proteini, masti itd.). Ove tvari su zatvorene u membranskim vezikulama koje pristaju staničnoj membrani. Obje membrane se spajaju i sadržaj je izvan stanice.

Citoplazmatska membrana obavlja funkciju receptora. Da biste to učinili, na njegovoj vanjskoj strani nalaze se strukture koje mogu prepoznati kemijski ili fizički podražaj. Neki od proteina koji prodiru u plazmalemu su izvana povezani s polisaharidnim lancima (tvoreći glikoproteine). To su osebujni molekularni receptori koji hvataju hormone. Kada se određeni hormon veže na svoj receptor, mijenja svoju strukturu. To, pak, pokreće mehanizam staničnog odgovora. Istodobno se mogu otvoriti kanali, a određene tvari mogu početi ulaziti u stanicu ili se uklanjati iz nje.

Funkcija receptora staničnih membrana dobro je proučavana na temelju djelovanja hormona inzulina. Kada se inzulin veže na svoj glikoproteinski receptor, aktivira se katalitički intracelularni dio ovog proteina (enzim adenilat ciklaza). Enzim sintetizira ciklički AMP iz ATP-a. Već aktivira ili inhibira različite enzime staničnog metabolizma.

Receptorna funkcija citoplazmatske membrane također uključuje prepoznavanje susjednih stanica istog tipa. Takve su stanice međusobno povezane raznim međustaničnim kontaktima.

U tkivima, uz pomoć međustaničnih kontakata, stanice mogu međusobno razmjenjivati ​​informacije koristeći posebno sintetizirane tvari male molekularne težine. Jedan primjer takve interakcije je kontaktna inhibicija, kada stanice prestanu rasti nakon što dobiju informaciju da je slobodni prostor zauzet.

Međustanični kontakti su jednostavni (membrane različitih stanica su jedna uz drugu), zaključavanje (invaginacija membrane jedne stanice u drugu), dezmosomi (kada su membrane povezane snopovima poprečnih vlakana koji prodiru u citoplazmu). Osim toga, postoji varijanta međustaničnih kontakata zbog posrednika (posrednika) - sinapsi. U njima se signal prenosi ne samo kemijski, već i električni. Sinapse prenose signale između živčanih stanica, kao i od živca do mišića.

Plazma membrana zauzima poseban položaj, budući da ograničava stanicu izvana i izravno je povezan s izvanstaničnim okruženjem. Debljina je oko 10 nm i najdeblja je od staničnih membrana. Glavne komponente su proteini (više od 60%), lipidi (oko 40%) i ugljikohidrati (oko 1%). Kao i sve ostale stanične membrane, sintetizira se u EPS kanalima.

Funkcije plazmaleme.

Prijevoz.

Plazma membrana je polupropusna, t.j. kroz njega prolaze selektivno različite molekule različitim brzinama. Postoje dva načina transporta tvari kroz membranu: pasivni i aktivni transport.

Pasivni transport. Pasivni transport ili difuzija ne zahtijeva energiju. Nenabijene molekule difundiraju duž gradijenta koncentracije, transport nabijenih molekula ovisi o gradijentu koncentracije vodikovih protona i transmembranskoj potencijalnoj razlici, koji se kombiniraju u elektrokemijski protonski gradijent. Unutarnja citoplazmatska površina membrane u pravilu nosi negativan naboj, što olakšava prodiranje pozitivno nabijenih iona u stanicu. Postoje dvije vrste difuzije: jednostavna i olakšana.

Jednostavna difuzija tipična je za male neutralne molekule (H 2 O, CO 2 , O 2 ), kao i za hidrofobne organske tvari male molekularne mase. Ove molekule mogu prolaziti bez ikakve interakcije s membranskim proteinima kroz pore ili kanale membrane sve dok se održava gradijent koncentracije.

Olakšana difuzija karakteristična je za hidrofilne molekule koje se transportiraju kroz membranu također uz gradijent koncentracije, ali uz pomoć posebnih proteina nosača membrane prema principu uniport.

Olakšana difuzija je vrlo selektivna, budući da protein nosač ima vezni centar komplementaran transportiranoj tvari, a prijenos je popraćen konformacijskim promjenama u proteinu. Jedan od mogućih mehanizama olakšane difuzije je sljedeći: transportni protein (translokaza) veže tvar, zatim se približava suprotnoj strani membrane, oslobađa tu tvar, preuzima njezinu izvornu konformaciju i ponovno je spreman za obavljanje transportne funkcije. Malo se zna o tome kako se odvija kretanje samog proteina. Drugi mogući mehanizam prijenosa uključuje sudjelovanje nekoliko proteina nosača. U ovom slučaju, početno vezan spoj sam prelazi s jednog proteina na drugi, uzastopno se vežući na jedan ili drugi protein sve dok se ne nađe na suprotnoj strani membrane.

aktivni transport. Takav transport se događa kada se prijenos dogodi protiv gradijenta koncentracije. Zahtijeva potrošnju energije stanice. Aktivni transport služi za nakupljanje tvari unutar stanice. Izvor energije je često ATP. Za aktivni transport, osim izvora energije, potrebno je sudjelovanje membranskih proteina. Jedan od aktivnih transportnih sustava u životinjskoj stanici odgovoran je za prijenos Na i K+ iona kroz staničnu membranu. Ovaj sustav se zove Na + - K*-pumpa. Odgovoran je za održavanje sastava unutarstanične okoline, u kojoj je koncentracija K + iona veća od koncentracije Na * iona.

Gradijent koncentracije oba iona održava se prijenosom K + unutar stanice, a Na + izvana. Oba prijenosa odvijaju se protiv gradijenta koncentracije. Ovakva raspodjela iona određuje sadržaj vode u stanicama, podražljivost nervne ćelije te mišićne stanice i druga svojstva normalnih stanica. Na + -K + -pumpa je protein - transportna ATPaza. Molekula ovog enzima je oligomer i prodire kroz membranu. Tijekom punog ciklusa pumpe 3 Na + iona se prenose iz stanice u međustaničnu tvar, a 2 K + iona u suprotnom smjeru, pri čemu se koristi energija ATP molekule. Postoje transportni sustavi za prijenos iona kalcija (Ca 2+ -ATPaza), protonske pumpe (H + -ATPaza) itd.

Aktivni transport tvari kroz membranu, koji se provodi zbog energije gradijenta koncentracije druge tvari naziva se simport. Transportna ATPaza u ovom slučaju ima vezna mjesta za obje tvari. Antiport je kretanje tvari protiv gradijenta koncentracije. U tom se slučaju druga tvar kreće u suprotnom smjeru duž gradijenta koncentracije. Simport i antiport (kotransport) mogu nastati tijekom apsorpcije aminokiselina iz crijeva i reapsorpcije glukoze iz primarnog urina, koristeći energiju koncentracijskog gradijenta Na + iona koje stvara Na + , K + -ATPaza.

Druge 2 vrste transporta su endocitoza i egzocitoza.

Endocitoza- hvatanje velikih čestica od strane stanice. Postoji nekoliko načina endocitoze: pinocitoza i fagocitoza. Obično ispod pinocitoza razumjeti hvatanje stanicom tekućih koloidnih čestica, pod fagocitoza- hvatanje tjelešca (gušćih i velikih čestica do drugih stanica). Mehanizam pino- i fagocitoze je različit.

V opći pogled ulazak čvrstih čestica ili kapljica tekućine u stanicu izvana naziva se heterofagija. Ovaj proces je najrašireniji kod protozoa, ali je vrlo važan i kod ljudi (kao i kod drugih sisavaca). Heterofagija ima značajnu ulogu u zaštiti organizma (segmentirani neutrofili - granulociti; makrofagociti), restrukturiranju koštanog tkiva(osteoklasti), stvaranje tiroksina od strane folikula Štitnjača, reapsorpcija proteina i drugih makromolekula u proksimalnom nefronu i drugi procesi.

Pinocitoza.

Da bi vanjske molekule ušle u stanicu, prvo ih moraju vezati receptori glikokaliksa (skup molekula povezanih s površinskim proteinima membrane) (Sl.).

Na mjestu takvog vezivanja ispod plazmaleme nalaze se molekule proteina klatrina. Plazmalema, zajedno s molekulama pričvršćenim izvana i obloženim klatrinom iz citoplazme, počinje invaginirati. Invaginacija postaje dublja, njezini rubovi se približavaju, a zatim zatvaraju. Kao rezultat toga, mjehur se odcijepi od plazmaleme, noseći zarobljene molekule. Clathrin na svojoj površini izgleda kao neravni obrub na elektronskim mikrofotografijama, stoga se takvi mjehurići nazivaju obrubljenim.

Klatrin sprječava vezikule da se vežu za unutarstanične membrane. Stoga se obrubljeni vezikuli mogu slobodno transportirati u stanici upravo u ona područja citoplazme gdje treba koristiti njihov sadržaj. Dakle, posebno se steroidni hormoni isporučuju u jezgru. Međutim, obično obrubljeni vezikuli odbacuju svoju granicu ubrzo nakon odvajanja od plazmaleme. Klatrin se prenosi u plazmalemu i ponovno može sudjelovati u reakcijama endocitoze.

Na površini stanice u citoplazmi nalaze se trajnije vezikule - endosomi. Obrubljene vezikule izlučuju klatrin i spajaju se s endosomima, povećavajući volumen i površinu endosoma. Tada se višak dijela endosoma odcijepi u obliku nove vezikule, u kojoj nema tvari koje su ušle u stanicu, one ostaju u endosomu. Nova vezikula putuje do površine stanice i stapa se s membranom. Kao rezultat, obnavlja se smanjenje plazmaleme koje je nastalo kada je obrubljena vezikula odcijepljena, a njezini receptori se također vraćaju u plazmalemu.

Endosomi tonu u citoplazmu i stapaju se s membranama lizosoma. Dolazeće tvari unutar takvog sekundarnog lizosoma prolaze kroz razne biokemijske transformacije. Po završetku procesa, membrana lizosoma se može raspasti u fragmente, a proizvodi raspada i sadržaj lizosoma postaju dostupni za unutarstanične metaboličke reakcije. Tako su, na primjer, aminokiseline vezane tRNA i dostavljene ribosomima, dok glukoza može ući u Golgijev kompleks ili u tubule agranularnog ER.

Iako endosomi nemaju klatrinsku granicu, ne spajaju se svi s lizosomima. Neki od njih su usmjereni s jedne stanične površine na drugu (ako stanice tvore epitelni sloj). Tu se endosomska membrana spaja s plazma membranom i sadržaj se izbacuje. Kao rezultat toga, tvari se prenose kroz stanicu iz jedne okoline u drugu bez promjena. Ovaj proces se zove transcitoza. Proteinske molekule, posebice imunoglobulini, također se mogu prenijeti transcitozom.

Fagocitoza.

Ako velika čestica na svojoj površini ima molekularne skupine koje mogu prepoznati stanični receptori, ona se veže. Daleko nije uvijek da same vanzemaljske čestice posjeduju takve skupine. Međutim, kada uđu u tijelo, okružuju ih molekule imunoglobulina (opsonini), koji se uvijek nalaze i u krvi i u međustaničnom okruženju. Imunoglobuline uvijek prepoznaju fagocitne stanice.

Nakon što se opsonini koji pokrivaju stranu česticu vežu na receptore fagocita, aktivira se njegov površinski kompleks. Aktinski mikrofilamenti počinju komunicirati s miozinom, a konfiguracija površine stanice se mijenja. Oko čestice protežu se izrasline citoplazme fagocita. Prekrivaju površinu čestice i spajaju se iznad nje. Vanjski listovi izraslina spajaju se, zatvarajući površinu stanice.

Duboki listovi izraslina tvore membranu oko apsorbirane čestice - nastaje fagosom. Fagosom se spaja s lizosomima, što rezultira njihovim kompleksom - heterolizosom (heterosom, ili fagolizosom). U njemu dolazi do lize zarobljenih komponenti čestice. Neki od produkta lize uklanjaju se iz heterosoma i koriste ih stanica, dok neki možda nisu podložni djelovanju lizosomskih enzima. Ovi ostaci tvore rezidualna tijela.

Potencijalno sve stanice imaju sposobnost fagocitoze, ali u tijelu se samo nekoliko specijaliziralo u tom smjeru. To su neutrofilni leukociti i makrofagi.

Egzocitoza.

To je uklanjanje tvari iz stanice. Prvo, makromolekularni spojevi se segregiraju u Golgijevom kompleksu u obliku transportnih vezikula. Potonji se, uz sudjelovanje mikrotubula, usmjeravaju na površinu stanice. Membrana mjehurića je ugrađena u plazmalemu, a sadržaj vezikule je izvan stanice (sl.).Spajanje vezikule s plazmalemom može se dogoditi bez ikakvih dodatnih signala. Ova egzocitoza se zove konstitutivni. Tako se iz stanica uklanja većina produkata vlastitog metabolizma. Brojne stanice, međutim, namijenjene su za sintezu posebnih spojeva - tajni koje se koriste u tijelu u drugim njegovim dijelovima. Da bi se transportni mjehur s tajnom spojio s plazmalemom, potrebni su signali izvana. Tek tada će doći do spajanja i tajna će biti objavljena. Ova egzocitoza se zove regulirano. Signalne molekule koje pospješuju izlučivanje sekreta nazivaju se liberini (oslobađajući čimbenici), i one koje sprječavaju uklanjanje - statini.

funkcije receptora.

Uglavnom ih osiguravaju glikoproteini koji se nalaze na površini plazmaleme i sposobni su se vezati za svoje ligande. Ligand odgovara svom receptoru poput ključa od brave. Vezanje liganda na receptor uzrokuje promjenu konformacije polipeptida. S takvom promjenom transmembranskog proteina uspostavlja se poruka između ekstra- i intracelularnog okruženja.

vrste receptora.

Receptori povezani s proteinskim ionskim kanalima. Oni su u interakciji sa signalnom molekulom koja privremeno otvara ili zatvara kanal za prolaz iona. (Na primjer, receptor neurotransmitera acetilkolina je protein koji se sastoji od 5 podjedinica koje tvore ionski kanal. U nedostatku acetilkolina kanal se zatvara, a nakon vezanja otvara se i propušta natrijeve ione).

katalitičkih receptora. Sastoje se od izvanstaničnog dijela (sam receptor) i intracelularnog citoplazmatskog dijela koji funkcionira kao enzim prolinkinaze (na primjer, receptori za hormon rasta).

Receptori povezani s G-proteinima. To su transmembranski proteini koji se sastoje od receptora u interakciji s ligandom i G-proteina (regulatorni protein povezan s gvanozin trifosfatom) koji prenosi signal na membranski vezan enzim (adenilat ciklazu) ili na ionski kanal. Kao rezultat, aktiviraju se ciklički AMP ili ioni kalcija. (Tako funkcionira sustav adenilat ciklaze. Na primjer, u stanicama jetre postoji receptor za hormon inzulin. Supracelularni dio receptora se veže na inzulin. To uzrokuje aktivaciju unutarstaničnog dijela, enzima adenilat ciklaze. sintetizira ciklički AMP iz ATP-a, koji regulira brzinu različitih unutarstaničnih procesa, uzrokujući aktivaciju ili inhibiciju tih ili drugih metaboličkih enzima).

Receptori koji percipiraju fizički čimbenici. Na primjer, fotoreceptorski protein rodopsin. Kad se svjetlost apsorbira, mijenja svoju konformaciju i pobuđuje živčani impuls.

Stanična membrana, također nazvana plazmalema, citolema ili plazma membrana, je molekularna struktura koja je elastična po prirodi i sastoji se od različitih proteina i lipida. Odvaja sadržaj bilo koje stanice od vanjskog okruženja, regulirajući time njezina zaštitna svojstva, a također osigurava razmjenu između vanjskog okruženja i izravno unutarnjeg sadržaja stanice.

Plazmalema je septum smješten iznutra, neposredno iza ljuske. Ona dijeli stanicu na određene odjeljke, koji su usmjereni na odjeljke ili organele. Sadrže specijalizirane uvjete okoliša. Stanična stijenka u potpunosti prekriva cijelu staničnu membranu. Izgleda kao dvostruki sloj molekula.

Osnovne informacije

Sastav plazmaleme su fosfolipidi ili, kako ih još nazivaju, složeni lipidi. Fosfolipidi imaju nekoliko dijelova: rep i glavu. Stručnjaci nazivaju hidrofobne i hidrofilne dijelove: ovisno o građi životinje odn biljna stanica. Dijelovi, koji se nazivaju glava, okrenuti su prema unutrašnjoj strani ćelije, a repovi prema van. Plazmalemi su strukturno nepromjenjivi i vrlo slični u različitim organizmima; najčešća iznimka mogu biti arheje, kod kojih se pregrade sastoje od raznih alkohola i glicerola.

Debljina plazmaleme približno 10 nm.

Postoje pregrade koje se nalaze s vanjske ili vanjske strane dijela uz membranu - nazivaju se površinskim. Neke vrste proteina mogu biti svojevrsne kontaktne točke za staničnu membranu i ljusku. Unutar stanice nalazi se citoskelet i vanjska stijenka. Određene vrste integralnog proteina mogu se koristiti kao kanali u receptorima za transport iona (paralelno sa živčanim završetcima).

Ako koristite elektronski mikroskop, možete dobiti podatke na temelju kojih možete izgraditi dijagram strukture svih dijelova stanice, kao i glavnih komponenti i membrana. Gornji uređaj će se sastojati od tri podsustava:

• složena supramembranska inkluzija;
• mišićno-koštani aparat citoplazme, koji će imati submembranski dio.

Ovaj se aparat može pripisati citoskeletu stanice. Citoplazma s organelama i jezgrom naziva se nuklearni aparat. Citoplazmatska ili, drugim riječima, membrana plazma stanice, nalazi se ispod stanične membrane.

Riječ "membrana" dolazi od latinska riječ membrum, što se može prevesti kao "koža" ili "ljuska". Pojam je predložen prije više od 200 godina i češće se nazivao rubovima stanice, no u razdoblju kada je počela uporaba različite elektroničke opreme, ustanovljeno je da plazma citoleme čine mnogo različitih elemenata membrane.

Elementi su najčešće strukturni, kao što su:

• mitohondrije;
• lizosomi;
• plastidi;
• pregrade.

Jednu od prvih hipoteza o molekularnom sastavu plazmaleme iznio je 1940. znanstveni institut u Velikoj Britaniji. Već 1960. William Roberts predložio je svijetu hipotezu "O elementarnoj membrani". Pretpostavila je da se sve stanične plazma membrane sastoje od određenih dijelova, zapravo, formiraju se prema općem principu za sva carstva organizama.

Početkom sedamdesetih godina XX. stoljeća otkriveno je mnoštvo podataka na temelju kojih su 1972. znanstvenici iz Australije predložili novi mozaično-tekući model stanične strukture.

Struktura plazma membrane

Model iz 1972. univerzalno je poznat do danas. Odnosno, u suvremenoj znanosti, razni znanstvenici koji rade s ljuskom oslanjaju se na teorijski rad "Struktura biološke membrane fluidno-mozaičnog modela".

Proteinske molekule povezane su s lipidnim dvoslojem i prodiru u cijelosti kroz cijelu membranu – integralni proteini (jedan od uobičajenih naziva su transmembranski proteini).

Školjka u sastavu ima različite komponente ugljikohidrata koje će izgledati kao polisaharidni ili saharidni lanac. Lanac će pak biti povezan lipidima i proteinima. Lanci povezani proteinskim molekulama nazivaju se glikoproteini, a molekule lipida nazivaju se glikozidi. Ugljikohidrati se nalaze na vanjskoj strani membrane i djeluju kao receptori u životinjskim stanicama.

Glikoproteini – su kompleks supramembranskih funkcija. Naziva se i glikokaliks (od grčkih riječi glik i kalyx, što znači "slatko" i "šalica"). Kompleks potiče staničnu adheziju.

Funkcije plazma membrane

Prepreka

Pomaže odvojiti unutarnje komponente stanične mase od onih tvari koje su izvan. Štiti tijelo od ulaska raznih tvari koje će mu biti strane i pomaže u održavanju unutarstanične ravnoteže.

Prijevoz

Stanica ima svoj "pasivni transport" i koristi ga za smanjenje potrošnje energije. Transportna funkcija radi u sljedećim procesima:

• endocitoza;
• egzocitoza;
• metabolizam natrija i kalija.

Na vanjskoj strani membrane nalazi se receptor, na čijem mjestu dolazi do miješanja hormona i raznih regulatornih molekula.

Pasivni transport Proces u kojem tvar prolazi kroz membranu bez trošenja energije. Drugim riječima, tvar se isporučuje iz područja stanice s visokom koncentracijom na stranu gdje će koncentracija biti niža.

Postoje dvije vrste:

• jednostavna difuzija- svojstveno malim neutralnim molekulama H2O, CO2 i O2 i nekim hidrofobnim organskim tvarima male molekularne mase te, sukladno tome, bez problema prolaze kroz membranske fosfolipide. Ove molekule mogu prodrijeti kroz membranu sve dok gradijent koncentracije ne postane stabilan i nepromijenjen.
• Olakšana difuzija- karakteristika raznih molekula hidrofilnog tipa. Oni također mogu proći kroz membranu slijedeći gradijent koncentracije. Međutim, proces će se provoditi uz pomoć različitih proteina koji će formirati specifične kanale ionskih spojeva u membrani.

aktivni transport- ovo je kretanje različitih komponenti kroz zid membrane za razliku od gradijenta. Takav prijenos zahtijeva značajan utrošak energetskih resursa u stanici. Najčešće je aktivni promet glavni izvor potrošnje energije.

Postoji nekoliko sorti aktivni transport uz sudjelovanje proteina nosača:

• Natrij-kalijeva pumpa. Dobivanje potrebnih minerala i elemenata u tragovima od strane stanice.
• Endocitoza- proces u kojem stanica hvata čvrste čestice (fagocitoza) ili razne kapljice bilo koje tekućine (pinocitoza).
• Egzocitoza- proces kojim se određene čestice oslobađaju iz stanice u vanjski okoliš. Proces je protuteža endocitozi.

Pojam "endocitoza" dolazi od grčkih riječi "enda" (iznutra) i "ketosis" (šalica, posuda). Proces karakterizira hvatanje vanjskog sastava od strane stanice i provodi se tijekom proizvodnje membranskih vezikula. Ovaj termin je 1965. godine predložio belgijski profesor citologije Christian Bales, koji je proučavao apsorpciju različitih tvari stanicama sisavaca, kao i fagocitozu i pinocitozu.

Fagocitoza

Javlja se kada stanica uhvati određene čvrste čestice ili žive stanice. A pinocitoza je proces u kojem stanica hvata kapljice tekućine. Fagocitoza (od grčkih riječi "žder" i "sprema") je proces kojim se hvataju i konzumiraju vrlo mali predmeti divljih životinja, kao i čvrsti dijelovi raznih jednostanični organizmi.

Otkriće procesa pripada fiziologu iz Rusije - Vjačeslavu Ivanoviču Mečnikovu, koji je izravno odredio proces, dok je proveo razne testove s morskim zvijezdama i sićušnim dafnijama.

Ishrana jednostaničnih heterotrofnih organizama temelji se na njihovoj sposobnosti probave i hvatanja različitih čestica.

Mečnikov je opisao algoritam za apsorpciju bakterija amebom i opći princip fagocitoza:

• adhezija - prianjanje bakterija na staničnu membranu;
• apsorpcija;
• stvaranje vezikule s bakterijskom stanicom;
• mjehurića mjehurića.

Na temelju toga, proces fagocitoze sastoji se od sljedećih faza:

1. Apsorbirana čestica je pričvršćena na membranu.
2. Okružuje apsorbiranu česticu membranom.
3. Stvaranje membranskog vezikula (fagosoma).
4. Odvajanje membranske vezikule (fagosoma) u unutrašnjost stanice.
5. Povezivanje fagosoma i lizosoma (probava), kao i unutarnje kretanje čestica.

Može se promatrati potpuna ili djelomična probava.

U slučaju djelomične probave najčešće nastaje rezidualno tijelo koje će neko vrijeme ostati unutar stanice. Oni ostaci koji se neće probaviti povlače se (evakuiraju) iz stanice egzocitozom. Tijekom evolucije, ova funkcija sklonosti fagocitama postupno se odvojila i preselila iz različitih jednostaničnih u specijalizirane stanice (kao što su probavne kod koelenterata i spužvi), a zatim u posebne stanice u sisavaca i ljudi.

Limfociti i leukociti u krvi su predisponirani na fagocitozu. Sam proces fagocitoze zahtijeva veliki utrošak energije i izravno je povezan s aktivnošću vanjske stanične membrane i lizosoma, koji sadrže probavne enzime.

pinocitoza

Pinocitoza je hvatanje površinom stanice tekućine u kojoj razne tvari. Otkriće fenomena pinocitoze pripada znanstveniku Fitzgeraldu Lewisu. Taj se događaj zbio 1932. godine.

Pinocitoza je jedan od glavnih mehanizama kojim makromolekularni spojevi ulaze u stanicu, na primjer, različiti glikoproteini ili topljivi proteini. Pinocitotička aktivnost je pak nemoguća bez fiziološkog stanja stanice i ovisi o njezinom sastavu i sastavu okoliša. Najaktivniju pinocitozu možemo uočiti kod amebe.

U ljudi se pinocitoza opaža u crijevnim stanicama, u žilama, bubrežnim tubulima, a također i u rastućim jajnim stanicama. Kako bi se dočarao proces pinocitoze, koji će se provoditi uz pomoć ljudskih leukocita, može se napraviti izbočina plazma membrane. U ovom slučaju, dijelovi će biti vezani i odvojeni. Proces pinocitoze zahtijeva utrošak energije.

Koraci u procesu pinocitoze:

1. Na vanjskoj staničnoj plazmalemi pojavljuju se tanke izrasline koje okružuju kapljice tekućine.
2. Ovaj dio vanjske ljuske postaje tanji.
3. Formiranje membranozne vezikule.
4. Zid se probija (propada).
5. Vezikula putuje u citoplazmi i može se spojiti s raznim vezikulama i organelama.

Egzocitoza

Pojam dolazi od grčkih riječi "exo" - vanjski, vanjski i "cytosis" - posuda, zdjela. Proces se sastoji u oslobađanju određenih čestica od strane staničnog dijela u vanjsko okruženje. Proces egzocitoze je suprotan od pinocitoze.

U procesu ekocitoze, mjehurići unutarstanične tekućine napuštaju stanicu i prelaze na vanjsku membranu stanice. Sadržaj unutar mjehurića može se otpustiti prema van, a stanična membrana se spaja s ljuskom vezikula. Dakle, većina makromolekularnih spojeva će se pojaviti na ovaj način.

Egzocitoza obavlja niz zadataka:

• dostava molekula na vanjsku staničnu membranu;
• transport kroz stanicu tvari koje će biti potrebne za rast i povećanje površine membrane, na primjer, određenih proteina ili fosfolipida;
• oslobađanje ili povezivanje raznih dijelova;
• izlučivanje štetnih i otrovnih proizvoda koji se pojavljuju tijekom metabolizma, npr. klorovodične kiseline izlučuju stanice želučane sluznice;
• transporta pepsinogena, kao i signalnih molekula, hormona ili neurotransmitera.

Specifične funkcije biološke membrane :

• stvaranje impulsa koji se javlja na razini živaca, unutar neuronske membrane;
• sinteza polipeptida, kao i lipida i ugljikohidrata grube i glatke mreže endoplazmatskog retikuluma;
• promjena svjetlosne energije i njezina pretvorba u kemijsku energiju.

Video

Iz našeg videa naučit ćete puno zanimljivih i korisnih stvari o strukturi stanice.

Niste dobili odgovor na svoje pitanje? Predložite temu autorima.

Jezgra je odgovorna za pohranjivanje genetskog materijala zabilježenog na DNK, a također kontrolira sve procese u stanici. Citoplazma sadrži organele, od kojih svaka ima svoje funkcije, kao što je, na primjer, sinteza organskih tvari, probava itd. A o posljednjoj komponenti ćemo detaljnije govoriti u ovom članku.

u biologiji?

razgovarajući prostim jezikom, to je školjka. Međutim, nije uvijek potpuno neprobojna. Prijevoz određenih tvari kroz membranu gotovo je uvijek dopušten.

U citologiji se membrane mogu podijeliti u dvije glavne vrste. Prva je plazma membrana koja prekriva stanicu. Drugi su membrane organela. Postoje organele koje imaju jednu ili dvije membrane. Jednomembranske stanice uključuju endoplazmatski retikulum, vakuole i lizosome. Plastidi i mitohondriji pripadaju dvomembranskim.

Također, membrane mogu biti unutar organela. Obično su to derivati ​​unutarnje membrane dvomembranskih organela.

Kako su raspoređene membrane dvomembranskih organela?

Plastidi i mitohondriji imaju dvije ljuske. Vanjska membrana obiju organela je glatka, ali unutarnja tvori strukture potrebne za funkcioniranje organoida.

Dakle, ljuska mitohondrija ima izbočine prema unutra - kriste ili grebene. Na njima se odvija ciklus kemijskih reakcija potrebnih za stanično disanje.

Derivati ​​unutarnje membrane kloroplasta su vrećice u obliku diska - tilakoidi. Skupljaju se u hrpe - zrna. Odvojene grane se međusobno kombiniraju uz pomoć lamela - dugih struktura također formiranih od membrana.

Struktura membrana jednomembranskih organela

Ove organele imaju samo jednu membranu. Obično je to glatka membrana sastavljena od lipida i proteina.

Značajke strukture plazma membrane stanice

Membrana se sastoji od tvari kao što su lipidi i proteini. Struktura plazma membrane osigurava njenu debljinu od 7-11 nanometara. Glavninu membrane čine lipidi.

Struktura plazma membrane osigurava prisutnost dva sloja u njoj. Prvi je dvostruki sloj fosfolipida, a drugi sloj proteina.

Lipidi plazma membrane

Lipidi koji čine plazma membranu podijeljeni su u tri skupine: steroidi, sfingofosfolipidi i glicerofosfolipidi. Molekula potonjeg u svom sastavu ima ostatak trihidričnog alkohola glicerola, u kojem su atomi vodika dviju hidroksilnih skupina zamijenjeni lancima masnih kiselina, a atom vodika treće hidroksilne skupine zamijenjen je ostatkom fosforne kiseline. , na koji je, pak, vezan ostatak jedne od dušičnih baza.

Molekula glicerofosfolipida može se podijeliti na dva dijela: glavu i rep. Glava je hidrofilna (odnosno otapa se u vodi), a repovi su hidrofobni (odbijaju vodu, ali se otapaju u organskim otapalima). Zbog ove strukture, molekula glicerofosfolipida se može nazvati amfifilnom, odnosno hidrofobnom i hidrofilnom u isto vrijeme.

Sfingofosfolipidi su slični u kemijska struktura za glicerofosfolipide. Ali razlikuju se od gore spomenutih po tome što u svom sastavu, umjesto ostatka glicerola, imaju ostatak sfingozin alkohola. Njihove molekule također imaju glavu i rep.

Slika ispod jasno prikazuje strukturu plazma membrane.

Proteini plazma membrane

Što se tiče proteina koji čine strukturu plazma membrane, to su uglavnom glikoproteini.

Ovisno o položaju u ljusci, mogu se podijeliti u dvije skupine: periferne i integralne. Prvi su oni koji se nalaze na površini membrane, a drugi su oni koji prodiru u cijelu debljinu membrane i nalaze se unutar lipidnog sloja.

Ovisno o funkcijama koje proteini obavljaju, mogu se podijeliti u četiri skupine: enzimske, strukturne, transportne i receptorske.

Svi proteini koji se nalaze u strukturi plazma membrane nisu kemijski povezani s fosfolipidima. Stoga se mogu slobodno kretati u glavnom sloju membrane, okupljati se u skupine itd. Zato se struktura plazma membrane stanice ne može nazvati statičkom. Dinamičan je, jer se stalno mijenja.

Koja je uloga stanične membrane?

Struktura plazma membrane omogućuje joj da se nosi s pet funkcija.

Prvi i glavni je ograničenje citoplazme. Zbog toga stanica ima konstantan oblik i veličinu. Ova funkcija je osigurana činjenicom da je plazma membrana jaka i elastična.

Druga uloga je opskrba Zbog svoje elastičnosti, plazma membrane mogu formirati izrasline i nabore na svojim spojevima.

Sljedeća funkcija stanične membrane je transport. Omogućuju ga posebni proteini. Zahvaljujući njima, potrebne tvari se mogu transportirati u stanicu, a nepotrebne se iz nje odlagati.

Osim toga, plazma membrana obavlja enzimsku funkciju. Također se provodi zahvaljujući proteinima.

I posljednja funkcija je signalizacija. Zbog činjenice da proteini pod utjecajem određenih uvjeta mogu promijeniti svoje prostorna struktura, plazma membrana može slati signale stanicama.

Sada znate sve o membranama: što je membrana u biologiji, što su, kako su raspoređene plazma membrana i organoidne membrane, koje funkcije obavljaju.