Celula a fost mult timp definită ca unitatea structurală a tuturor viețuitoarelor. Și într-adevăr este. La urma urmei, miliarde din aceste structuri, precum cărămizile, formează plante și animale, bacterii și microorganisme, oameni. Fiecare organ, țesut, sistem corporal - totul este construit din celule.

Prin urmare, este foarte important să cunoașteți toate subtilitățile structurii sale interne, compoziția chimică și bio curgătoare reacții chimice. În acest articol, vom lua în considerare ce este membrana plasmatică, funcțiile pe care le îndeplinește și structura.

organele celulare

Organelele sunt cele mai mici părți structurale care se află în interiorul celulei și asigură structura și activitatea vitală a acesteia. Acestea includ mulți reprezentanți diferiți:

1. Membrană plasmatică.
2. Nucleu și nucleoli cu material cromozomial.
3. Citoplasmă cu incluziuni.
4. Lizozomi.
5. Mitocondriile.
6. Ribozomi.
7. Vacuole și cloroplaste, dacă celula este vegetală.

Fiecare dintre aceste structuri are propria sa structură complexă, este formată din DIU (substanțe cu greutate moleculară mare), îndeplinește funcții strict definite și participă la un complex de reacții biochimice care asigură activitatea vitală a întregului organism.

Structura generală a membranei

Structura membrană plasmatică studiat din secolul al XVIII-lea. Atunci a fost descoperită pentru prima dată capacitatea sa de a trece sau reține în mod selectiv substanțele. Odată cu dezvoltarea microscopiei, studiul structurii fine și al structurii membranei a devenit mai posibil și, prin urmare, astăzi se știe aproape totul despre ea.

Numele său principal este sinonim cu plasmalema. Compoziția membranei plasmatice este reprezentată de trei tipuri principale de DIU:

• proteine;
• lipide;
• carbohidrați.

Raportul dintre acești compuși și locația poate varia în celulele diferitelor organisme (plante, animale sau bacteriene).

Model de clădire mozaic fluid

Mulți oameni de știință au încercat să speculeze cum se află lipidele și proteinele în membrană. Cu toate acestea, abia în 1972, oamenii de știință Singer și Nicholson au propus un model care este și astăzi relevant, reflectând structura membranei plasmatice. Se numește lichid-mozaic, iar esența sa este următoarea: diferite tipuri de lipide sunt dispuse în două straturi, orientând capetele hidrofobe ale moleculelor spre interior, iar pe cele hidrofile spre exterior. În același timp, întreaga structură, ca un mozaic, este pătrunsă cu tipuri inegale de molecule de proteine, precum și cu o cantitate mică de hexoze (carbohidrați).

Întregul sistem propus este într-o dinamică constantă. Proteinele sunt capabile nu numai să pătrundă în stratul bilipid prin și prin, ci și să se orienteze pe una dintre laturile acestuia, înglobându-se în interior. Sau chiar „mergi” liber pe membrană, schimbând locația.

Dovada în apărarea și justificarea acestei teorii sunt datele analizei microscopice. Pe fotografii alb-negru straturile membranei sunt clar vizibile, cele superioare și inferioare sunt la fel de întunecate, iar cel din mijloc este mai deschis. De asemenea, au fost efectuate o serie de experimente, dovedind că straturile se bazează tocmai pe lipide și proteine.

Proteinele membranei plasmatice

Dacă luăm în considerare raportul procentual al lipidelor și proteinelor din membrana celulelor vegetale, atunci acesta va fi aproximativ același - 40/40%. În plasmalema animală, până la 60% sunt proteine, în cea bacteriană - până la 50%.

Membrana plasmatică este formată din tipuri diferite proteine, iar funcțiile fiecăruia dintre ele sunt de asemenea specifice.

1. Molecule periferice. Acestea sunt proteine ​​care sunt orientate pe suprafața părților interioare sau exterioare ale stratului dublu lipidic. Principalele tipuri de interacțiuni între structura moleculei și strat sunt următoarele:

• legături de hidrogen;
• interacțiuni ionice sau punți de sare;
• atracție electrostatică.

Proteinele periferice în sine sunt compuși solubili în apă, așa că nu este dificil să le separăm de plasmalemă fără deteriorare. Ce substanțe aparțin acestor structuri? Cea mai comună și numeroasă este spectrina proteinei fibrilare. Poate fi de până la 75% din masa tuturor proteinelor membranare din membranele plasmatice celulare individuale.

De ce sunt necesare și de ce depinde membrana plasmatică de ele? Funcțiile sunt următoarele:

• formarea citoscheletului celulei;
• menținerea unei forme permanente;
• limitarea mobilității excesive a proteinelor integrale;
• coordonarea și implementarea transportului ionic prin plasmalemă;
• se poate lega de lanțurile de oligozaharide și poate participa la semnalizarea receptorului de la și către membrană.

2. Proteine ​​semi-integrale. Astfel de molecule sunt cele care sunt complet sau pe jumătate scufundate în stratul dublu lipidic, la diferite adâncimi. Exemple sunt bacteriorodopsina, citocrom oxidaza și altele. Ele sunt numite și proteine ​​„ancorate”, adică parcă atașate în interiorul stratului. Ce pot contacta ei și cum prind rădăcini și țin? Cel mai adesea din cauza moleculelor speciale, care pot fi acizi miristic sau palmitic, izopreni sau steroli. Deci, de exemplu, în membrana plasmatică a animalelor există proteine ​​semi-integrale asociate cu colesterolul. Plantele și bacteriile nu au găsit încă așa ceva.

3. Proteine ​​integrale. Una dintre cele mai importante din plasmalema. Sunt structuri care formează ceva ca niște canale care pătrund prin și prin ambele straturi lipidice. De-a lungul acestor căi multe molecule intră în celulă, astfel încât lipidele să nu treacă. Prin urmare, rolul principal al structurilor integrale este formarea de canale ionice pentru transport.

Există două tipuri de permeație lipidică:

• monotopic - o dată;
• politopică – în mai multe locuri.

Varietăți de proteine ​​integrale includ, cum ar fi glicoforina, proteolipidele, proteoglicanii și altele. Toate sunt insolubile în apă și sunt strâns încorporate în stratul lipidic, deci este imposibil să le extragi fără a deteriora structura plasmalemei. Prin structura lor, aceste proteine ​​sunt globulare, capătul lor hidrofob este situat în interiorul stratului lipidic, iar capătul hidrofil este deasupra acestuia și se poate ridica deasupra întregii structuri. Din cauza ce interacțiuni sunt păstrate proteinele integrale în interior? În aceasta, ei sunt asistați de atracția hidrofobă față de radicalii acizilor grași.

Astfel, există o serie de molecule de proteine ​​diferite pe care le include membrana plasmatică. Structura și funcțiile acestor molecule pot fi combinate în mai multe puncte generale.

1. Proteine ​​structurale periferice.
2. Proteine-enzime catalitice (semi-integrale și integrale).
3. Receptor (periferic, integral).
4. Transport (integral).

Lipidele membranei plasmatice

Stratul dublu lichid de lipide care alcătuiește membrana plasmatică poate fi foarte mobil. Faptul este că diferite molecule pot trece din stratul superior în cel inferior și invers, adică structura este dinamică. Astfel de tranziții au propriul nume în știință - „flip-flop”. S-a format din denumirea unei enzime care catalizează procesele de rearanjare a moleculelor într-un singur strat sau de la superior la inferior și invers, flipaza.

Cantitatea de lipide pe care o conține membrana plasmatică celulară este aproximativ aceeași cu numărul de proteine. Diversitatea speciilor este mare. Se pot distinge următoarele grupuri principale:

• fosfolipide;
• sfingofosfolipide;
• glicolipide;
• colesterolul.

Primul grup de fosfolipide include molecule precum glicerofosfolipidele și sfingomielinele. Aceste molecule formează coloana vertebrală a stratului dublu al membranei. Capetele hidrofobe ale compușilor sunt direcționate în interiorul stratului, capetele hidrofile sunt îndreptate spre exterior. Exemple de conexiune:

• fosfatidilcolină;
• fosfatidilserina;
• cardiolipină;
• fosfatidilinozitol;
• sfingomielină;
• fosfatidilglicerol;
• fosfatidiletanolamină.

Pentru a studia aceste molecule, se folosește o metodă de distrugere a stratului de membrană în unele părți cu fosfolipază, o enzimă specială care catalizează procesul de descompunere a fosfolipidelor.

Funcțiile compușilor enumerați sunt următoarele:

1. Ele furnizează structura și structura generală a stratului dublu plasmalemă.
2. Ele vin în contact cu proteinele de la suprafață și din interiorul stratului.
3. Se determină starea de agregare pe care o va avea membrana plasmatică a celulei în diferite condiții de temperatură.
4. Participați la permeabilitatea limitată a plasmalemei pentru diferite molecule.
5. formă tipuri diferite interacțiunile membranelor celulare între ele (desmozom, spațiu sub formă de fante, contact strâns).

Sfingofosfolipide și glicolipide membranare

Sfingomielinele sau sfingofosfolipidele sunt, prin natura lor chimică, derivați ai aminoalcoolului sfingozină. Împreună cu fosfolipidele, ele participă la formarea stratului bilipid al membranei.

Glicolipidele includ glicocalix - o substanță care determină în mare măsură proprietățile membranei plasmatice. Este un compus asemănător jeleului compus în principal din oligozaharide. Glicocalixul ocupă 10% din masa totală a plasmalemei. Membrana plasmatică, structura și funcțiile pe care le îndeplinește, este direct legată de această substanță. De exemplu, glicocalixul efectuează:

• funcția marker membranar;
• receptor;
• procesele de digestie parietala a particulelor din interiorul celulei.

Trebuie remarcat faptul că prezența glicocalixului lipidic este tipică numai pentru celulele animale, dar nu și pentru plante, bacterii și ciuperci.

Colesterol (sterol membranar)

Este o componentă importantă a stratului dublu celular la mamifere. Nu apare în plante, nici în bacterii și ciuperci. Din punct de vedere chimic, este un alcool, ciclic, monohidric.

La fel ca și alte lipide, are proprietăți de amfifilitate (prezența unui capăt hidrofil și hidrofob al moleculei). În membrană, joacă un rol important ca limitator și controlor de flux al stratului dublu. De asemenea, implicat în producerea vitaminei D, este complice în formarea hormonilor sexuali.

În celulele vegetale, există fitosteroli care nu participă la formarea membranelor animale. Potrivit unor date, se știe că aceste substanțe oferă plantelor rezistență la anumite tipuri de boli.

Membrana plasmatică este formată din colesterol și alte lipide într-o interacțiune comună, complexă.

Carbohidrați din membrană

Acest grup de substanțe reprezintă aproximativ 10% din compoziția totală a compușilor plasmalemei. ÎN formă simplă mono-, di-, polizaharide nu se gasesc, ci doar sub forma de glicoproteine ​​si glicolipide.

Funcțiile lor sunt de a controla interacțiunile intra- și intercelulare, de a menține o anumită structură și poziție a moleculelor de proteine ​​​​în membrană, precum și punerea în aplicare a recepției.

Principalele funcții ale plasmalemei

Membrana plasmatică joacă un rol foarte important în celulă. Funcțiile sale sunt multiple și importante. Să le luăm în considerare mai detaliat.

1. Separă conținutul celulei de mediu inconjuratorși protejează-l de influențele externe. Datorită prezenței membranei, aceasta este menținută la un nivel constant compoziție chimică citoplasma și conținutul acesteia.
2. Plasmalema conține o serie de proteine, carbohidrați și lipide care dau și mențin forma specifică celulei.
3. Fiecare organilă celulară, numită veziculă membranară (veziculă), are o membrană.
4. Compoziția componentelor plasmalemei îi permite să joace rolul unui „gardian” al celulei, efectuând transport selectiv în interiorul acesteia.
5. Receptori, enzime, biologic substanțe active funcționează în celulă și pătrunde în ea, cooperează cu învelișul de suprafață numai datorită proteinelor și lipidelor membranei.
6. Prin plasmalemă sunt transportați nu numai compuși de natură variată, ci și ioni importanți pentru viață (sodiu, potasiu, calciu și alții).
7. Membrana menține echilibrul osmotic în exterior și în interiorul celulei.
8. Cu ajutorul plasmalemei, ionii și compușii de natură variată, electronii, hormonii sunt transferați din citoplasmă în organele.
9. Prin ea are loc absorbția. lumina soarelui sub formă de cuante și trezirea semnalelor în interiorul celulei.
10. Această structură este cea care generează impulsuri de acțiune și odihnă.
11. Protecția mecanică a celulei și a structurilor sale de mici deformații și influențe fizice.
12. Adeziunea celulară, adică aderența și menținerea lor aproape una de alta se realizează și datorită membranei.

Plasmalema celulară și citoplasma sunt foarte strâns legate între ele. Membrana plasmatică se află în contact strâns cu toate substanțele și moleculele, ioni care pătrund în celulă și care sunt localizați liber într-un mediu intern vâscos. Aceste conexiuni încearcă să intre în toate structurile celulare, dar este membrana care servește ca o barieră, care este capabilă să efectueze diferite tipuri de transport prin ea însăși. Sau nu sări peste unele tipuri de conexiuni.

Tipuri de transport prin bariera celulară

Transportul prin membrana plasmatică se realizează în mai multe moduri, care sunt unite de o trăsătură fizică comună - legea difuziei substanțelor.

1. Transport pasiv sau difuzie și osmoză. Implică mișcarea liberă a ionilor și a solventului prin membrană de-a lungul unui gradient de la o zonă de concentrație mare la o zonă de concentrație scăzută. Nu necesită consum de energie, deoarece curge de la sine. Așa funcționează pompa de sodiu-potasiu, schimbarea oxigenului și a dioxidului de carbon în timpul respirației, eliberarea de glucoză în sânge și așa mai departe. Difuzia facilitată este un fenomen foarte frecvent. Acest proces implică prezența unui fel de substanță auxiliară care se agață de compusul dorit și îl trage de-a lungul canalului proteic sau prin stratul lipidic în celulă.
2. Transportul activ presupune cheltuirea de energie pentru procesele de absorbție și excreție prin membrană. Există două moduri principale: exocitoza - îndepărtarea moleculelor și ionilor în exterior. Endocitoza este captarea și conducerea particulelor solide și lichide în celulă. La rândul său, a doua metodă de transport activ include două tipuri de proces. Fagocitoza, care constă în ingestia de molecule solide, substanțe, compuși și ioni de către membrana veziculelor și transportul lor în celulă. În timpul acestui proces, se formează vezicule mari. Pinocitoza, dimpotrivă, constă în absorbția picăturilor de lichide, solvenți și alte substanțe și transportarea lor în celulă. Implica formarea de bule mici.

Ambele procese - pinocitoza și fagocitoza - joacă un rol important nu numai în transportul compușilor și lichidelor, ci și în protejarea celulei de resturile de celule moarte, microorganisme și compuși nocivi. Se poate spune că aceste metode de transport activ sunt și opțiuni pentru protecția imunologică a celulei și a structurilor sale de diverse pericole.

membrana celulara numită și membrană plasmatică (sau citoplasmatică) și plasmalemă. Această structură nu numai că separă conținutul intern al celulei de mediul extern, dar intră și în compoziția majorității organitelor celulare și a nucleului, separându-le la rândul său de hialoplasmă (citosol) - partea vâscos-lichid a citoplasmei. Să fim de acord să sunăm membrana citoplasmatica una care separă conținutul celulei de mediul extern. Termenii rămași se referă la toate membranele.

Baza structurii membranei celulare (biologice) este un strat dublu de lipide (grăsimi). Formarea unui astfel de strat este asociată cu caracteristicile moleculelor lor. Lipidele nu se dizolvă în apă, ci se condensează în ea în felul lor. O parte a unei singure molecule de lipide este un cap polar (este atras de apă, adică hidrofil), iar cealaltă este o pereche de cozi lungi nepolare (această parte a moleculei este respinsă de apă, adică hidrofobă) . Această structură a moleculelor îi face să-și „ascundă” coada de apă și să-și întoarcă capetele polare către apă.

Ca urmare, se formează un strat dublu lipidic, în care cozile nepolare sunt în interior (una față de alta), iar capetele polare sunt orientate spre exterior (spre mediul extern și citoplasmă). Suprafața unei astfel de membrane este hidrofilă, dar în interior este hidrofobă.

În membranele celulare, fosfolipidele predomină printre lipide (sunt lipide complexe). Capetele lor conțin un reziduu de acid fosforic. Pe lângă fosfolipide, există glicolipide (lipide + carbohidrați) și colesterol (aparține sterolilor). Acesta din urmă conferă membranei rigiditate, fiind situat în grosimea ei între cozile lipidelor rămase (colesterolul este complet hidrofob).

Datorită interacțiunii electrostatice, anumite molecule proteice sunt atașate de capetele încărcate ale lipidelor, care devin proteine ​​membranare de suprafață. Alte proteine ​​interacționează cu cozile nepolare, se scufundă parțial în stratul dublu sau îl pătrund prin și prin el.

Prin urmare, membrana celulara constă dintr-un strat dublu de lipide, proteine ​​de suprafață (periferice), imersate (semi-integrale) și penetrante (integrale). În plus, unele proteine ​​și lipide din exteriorul membranei sunt asociate cu lanțuri de carbohidrați.

Acest model mozaic fluid al structurii membranei a fost propusă în anii 70 ai secolului XX. Înainte de aceasta, a fost presupus un model sandwich al structurii, conform căruia stratul dublu lipidic este situat în interior, iar în interior și în exterior membrana este acoperită cu straturi continue de proteine ​​de suprafață. Cu toate acestea, acumularea de date experimentale a infirmat această ipoteză.

Grosimea membranelor din diferite celule este de aproximativ 8 nm. membrane (chiar laturi diferite unul) diferă unul de altul în procente diferite feluri lipide, proteine, activitate enzimatică etc. Unele membrane sunt mai lichide și mai permeabile, altele sunt mai dense.

Rupele membranei celulare se îmbină cu ușurință datorită caracteristicilor fizico-chimice ale stratului dublu lipidic. În planul membranei, lipidele și proteinele (cu excepția cazului în care sunt fixate de citoschelet) se mișcă.

Funcțiile membranei celulare

Majoritatea proteinelor scufundate în membrana celulară îndeplinesc o funcție enzimatică (sunt enzime). Adesea (în special în membranele organelelor celulare) enzimele sunt aranjate într-o anumită secvență, astfel încât produsele de reacție catalizate de o enzimă trec la a doua, apoi la a treia etc. Se formează un transportor care stabilizează proteinele de suprafață, deoarece nu permite enzimelor să înoate de-a lungul stratului dublu lipidic.

Membrana celulară îndeplinește o funcție de delimitare (barieră) față de mediu și în același timp o funcție de transport. Se poate spune că acesta este scopul său cel mai important. Membrana citoplasmatică, având rezistență și permeabilitate selectivă, menține constanta compoziției interne a celulei (homeostazia și integritatea acesteia).

În acest caz, are loc transportul de substanțe căi diferite. Transportul de-a lungul unui gradient de concentrație presupune deplasarea substanțelor dintr-o zonă cu o concentrație mai mare într-o zonă cu una mai mică (difuzie). Deci, de exemplu, gazele difuze (CO 2, O 2).

Există și transport împotriva gradientului de concentrație, dar cu cheltuirea energiei.

Transportul este pasiv și ușor (când îl ajută un transportator). Difuzia pasivă prin membrana celulară este posibilă pentru substanțele solubile în grăsimi.

Există proteine ​​speciale care fac membranele permeabile la zaharuri și alte substanțe solubile în apă. Acești purtători se leagă de moleculele transportate și le trage prin membrană. Acesta este modul în care glucoza este transportată în celulele roșii din sânge.

Proteinele spanning, atunci când sunt combinate, pot forma un por pentru mișcarea anumitor substanțe prin membrană. Astfel de purtători nu se mișcă, ci formează un canal în membrană și funcționează similar enzimelor, legând o substanță specifică. Transferul se realizează datorită unei modificări a conformației proteinei, datorită căreia se formează canale în membrană. Un exemplu este pompa de sodiu-potasiu.

Funcția de transport a membranei celulare eucariote se realizează și prin endocitoză (și exocitoză). Datorită acestor mecanisme, molecule mari de biopolimeri, chiar și celule întregi, intră în celulă (și din ea). Endo- și exocitoza nu sunt caracteristice tuturor celulelor eucariote (procariotele nu o au deloc). Deci endocitoza se observă la protozoare și nevertebrate inferioare; la mamifere, leucocitele și macrofagele absorb Substanțe dăunătoareși bacterii, adică endocitoza îndeplinește o funcție de protecție pentru organism.

Endocitoza se împarte în fagocitoză(citoplasma învelește particule mari) și pinocitoza(captarea picăturilor lichide cu substanțe dizolvate în el). Mecanismul acestor procese este aproximativ același. Substanțele absorbite de pe suprafața celulei sunt înconjurate de o membrană. Se formează o veziculă (fagocitară sau pinocitară), care apoi se deplasează în celulă.

Exocitoza este îndepărtarea substanțelor din celulă de către membrana citoplasmatică (hormoni, polizaharide, proteine, grăsimi etc.). Aceste substanțe sunt închise în vezicule membranare care se potrivesc cu membrana celulară. Ambele membrane se contopesc, iar conținutul se află în afara celulei.

Membrana citoplasmatică îndeplinește o funcție de receptor. Pentru a face acest lucru, pe partea sa exterioară există structuri care pot recunoaște un stimul chimic sau fizic. Unele dintre proteinele care pătrund în plasmalemă sunt conectate extern la lanțuri de polizaharide (formând glicoproteine). Aceștia sunt receptori moleculari specifici care captează hormoni. Când un anumit hormon se leagă de receptorul său, își schimbă structura. Aceasta, la rândul său, declanșează mecanismul de răspuns celular. În același timp, canalele se pot deschide și anumite substanțe pot începe să intre în celulă sau să fie îndepărtate din ea.

Funcția receptorilor membranelor celulare a fost bine studiată pe baza acțiunii hormonului insulinei. Când insulina se leagă de receptorul său de glicoproteină, partea catalitică intracelulară a acestei proteine ​​(enzima adenilat ciclază) este activată. Enzima sintetizează AMP ciclic din ATP. Deja activează sau inhibă diverse enzime ale metabolismului celular.

Funcția de receptor a membranei citoplasmatice include și recunoașterea celulelor vecine de același tip. Astfel de celule sunt atașate între ele prin diferite contacte intercelulare.

În țesuturi, cu ajutorul contactelor intercelulare, celulele pot face schimb de informații între ele folosind substanțe cu greutate moleculară mică, special sintetizate. Un exemplu de astfel de interacțiune este inhibarea contactului, atunci când celulele încetează să crească după ce primesc informații că spațiul liber este ocupat.

Contactele intercelulare sunt simple (membranele diferitelor celule sunt adiacente una cu cealaltă), blocare (invaginarea membranei unei celule în alta), desmozomi (când membranele sunt conectate prin mănunchiuri de fibre transversale care pătrund în citoplasmă). În plus, există o variantă a contactelor intercelulare datorate mediatorilor (intermediarilor) - sinapsele. În ele, semnalul este transmis nu numai chimic, ci și electric. Sinapsele transmit semnale între celulele nervoase, precum și de la nerv la mușchi.

Membrana plasmatică ocupă poziție specială, deoarece limitează celula din exterior și este direct legată de mediul extracelular. Are o grosime de aproximativ 10 nm și este cea mai groasă dintre membranele celulare. Componentele principale sunt proteinele (mai mult de 60%), lipidele (aproximativ 40%) și carbohidrații (aproximativ 1%). Ca toate celelalte membrane celulare, este sintetizat în canalele EPS.

Funcțiile plasmalemei.

Transport.

Membrana plasmatică este semi-permeabilă, adică. prin ea trec selectiv diferite molecule cu viteze diferite. Există două moduri de a transporta substanțele pe o membrană: transport pasiv și activ.

Transport pasiv. Transportul pasiv sau difuzia nu necesită energie. Moleculele neîncărcate difuzează de-a lungul gradientului de concentrație, transportul moleculelor încărcate depinde de gradientul de concentrație al protonilor de hidrogen și de diferența de potențial transmembranar, care sunt combinate într-un gradient de protoni electrochimic. De regulă, suprafața citoplasmatică interioară a membranei poartă o sarcină negativă, care facilitează pătrunderea ionilor încărcați pozitiv în celulă. Există două tipuri de difuzie: simplă și facilitată.

Difuzia simplă este tipică pentru molecule neutre mici (H 2 O, CO 2 , O 2), precum și pentru substanțele organice hidrofobe cu greutate moleculară mică. Aceste molecule pot trece fără nicio interacțiune cu proteinele membranei prin porii sau canalele membranei atâta timp cât se menține gradientul de concentrație.

Difuzia facilitată este caracteristică moleculelor hidrofile care sunt transportate prin membrană și de-a lungul unui gradient de concentrație, dar cu ajutorul proteinelor speciale de transport membranare conform principiului uniport.

Difuzia facilitată este foarte selectivă, deoarece proteina purtătoare are un centru de legare complementar substanței transportate, iar transferul este însoțit de modificări conformaționale ale proteinei. Unul dintre mecanismele posibile de difuzie facilitată este următorul: o proteină de transport (translocaza) leagă o substanță, apoi se apropie de partea opusă a membranei, eliberează această substanță, își asumă conformația inițială și este din nou gata să îndeplinească funcția de transport. Se știe puțin despre modul în care se realizează mișcarea proteinei în sine. Un alt mecanism posibil de transfer implică participarea mai multor proteine ​​purtătoare. În acest caz, compusul legat inițial în sine trece de la o proteină la alta, legându-se secvenţial de una sau alta proteină până când se află pe partea opusă a membranei.

transport activ. Un astfel de transport are loc atunci când transferul are loc în raport cu un gradient de concentrație. Necesită cheltuirea de energie de către celulă. Transportul activ servește la acumularea de substanțe în interiorul celulei. Sursa de energie este adesea ATP. Pentru transportul activ, pe lângă o sursă de energie, este necesară participarea proteinelor membranare. Unul dintre sistemele de transport active din celula animală este responsabil pentru transferul ionilor de Na și K + prin membrana celulară. Acest sistem este numit N / A + - K*-pompa. Este responsabil pentru menținerea compoziției mediului intracelular, în care concentrația ionilor K + este mai mare decât cea a ionilor Na *.

Gradientul de concentrație al ambilor ioni este menținut prin transferul K+ în interiorul celulei, iar Na+ în exterior. Ambele transporturi au loc pe un gradient de concentrație. Această distribuție a ionilor determină conținutul de apă din celule, excitabilitatea celule nervoaseși celulele musculare și alte proprietăți ale celulelor normale. Na + -K + -pompa este o proteină - transport ATPaza. Molecula acestei enzime este un oligomer și pătrunde în membrană. Pentru un ciclu complet al pompei de la cușcă la substanță intercelulară Se transferă 3 ioni Na +, iar în direcția opusă - 2 ioni K +, în timp ce se utilizează energia moleculei ATP. Există sisteme de transport pentru transferul ionilor de calciu (Ca 2+ -ATPaza), pompe de protoni (H + -ATPaza), etc.

Se numește transportul activ al unei substanțe printr-o membrană, realizat datorită energiei gradientului de concentrație al unei alte substanțe simport. ATPaza de transport în acest caz are locuri de legare pentru ambele substanțe. Antiport este mișcarea unei substanțe față de gradientul său de concentrație. În acest caz, cealaltă substanță se mișcă în direcția opusă de-a lungul gradientului său de concentrație. Simportul și antiportul (cotransportul) pot apărea în timpul absorbției aminoacizilor din intestin și reabsorbției glucozei din urina primară, folosind energia gradientului de concentrație al ionilor de Na + creat de Na + , K + -ATPaza.

Alte 2 tipuri de transport sunt endocitoza si exocitoza.

Endocitoza- captarea particulelor mari de către celulă. Există mai multe moduri de endocitoză: pinocitoză și fagocitoză. De obicei sub pinocitozaînțelege captarea de către celulă a particulelor coloidale lichide, sub fagocitoză- captarea corpusculilor (particule mai dense si mai mari pana la alte celule). Mecanismul de pino- și fagocitoză este diferit.

ÎN vedere generala intrarea particulelor solide sau a picăturilor lichide în celulă din exterior se numește heterofagie. Acest proces este cel mai răspândit la protozoare, dar este foarte important și la oameni (precum și la alte mamifere). Heterofagia joacă un rol semnificativ în protejarea organismului (neutrofile segmentate - granulocite; macrofagocite), restructurare țesut osos(osteoclaste), formarea tiroxinei de către foliculi glanda tiroida, reabsorbția proteinelor și a altor macromolecule în nefronul proximal și alte procese.

Pinocitoza.

Pentru ca moleculele externe să intre în celulă, acestea trebuie mai întâi legate de receptorii glicocalix (un set de molecule asociate cu proteinele de suprafață ale membranei) (Fig.).

La locul unei astfel de legături sub plasmalemă se găsesc molecule de proteină clatrină. Plasmalema, împreună cu moleculele atașate din exterior și căptușite cu clatrină din citoplasmă, începe să se invagineze. Invaginatia devine mai profunda, marginile ei se apropie si apoi se inchid. Ca rezultat, o bulă este desprinsă de plasmalemă, transportând moleculele prinse. Clathrin pe suprafața sa arată ca o margine neuniformă pe microfotografiile electronice; prin urmare, astfel de bule se numesc mărginite.

Clathrin previne atașarea veziculelor de membranele intracelulare. Prin urmare, veziculele mărginite pot fi transportate liber în celulă exact în acele zone ale citoplasmei unde ar trebui să fie folosit conținutul lor. Astfel, la nucleu sunt livrate, în special, hormoni steroizi. Cu toate acestea, veziculele mărginite de obicei își dispar granița la scurt timp după desprinderea de plasmalemă. Clatrina este transferată în plasmalemă și poate participa din nou la reacțiile de endocitoză.

La suprafața celulei din citoplasmă există mai multe vezicule permanente - endozomi. Veziculele mărginite elimină clatrina și fuzionează cu endozomii, crescând volumul și suprafața endozomilor. Apoi, partea în exces a endozomilor este despărțită sub forma unei noi vezicule, în care nu există substanțe care au intrat în celulă, acestea rămânând în endozom. Noua veziculă călătorește la suprafața celulei și fuzionează cu membrana. Ca rezultat, scăderea plasmalemei care a avut loc atunci când vezicula marginită a fost scindată este restabilită, iar receptorii săi revin și ei la plasmalemă.

Endozomii se scufundă în citoplasmă și fuzionează cu membranele lizozomilor. Substanțele care intră în interiorul unui astfel de lizozom secundar suferă diferite transformări biochimice. La finalizarea procesului, membrana lizozomului se poate dezintegra în fragmente, iar produsele de degradare și conținutul lizozomului devin disponibile pentru reacții metabolice intracelulare. De exemplu, aminoacizii sunt legați de ARNt și eliberați la ribozomi, în timp ce glucoza poate intra în complexul Golgi sau în tubii ER agranulare.

Deși endozomii nu au o margine de clatrină, nu toți fuzionează cu lizozomi. Unele dintre ele sunt direcționate de la o suprafață celulară la alta (dacă celulele formează un strat epitelial). Acolo, membrana endozomală fuzionează cu membrana plasmatică și conținutul este expulzat. Ca urmare, substanțele sunt transferate prin celulă dintr-un mediu în altul fără modificări. Acest proces se numește transcitoza. Moleculele de proteine, în special imunoglobulinele, pot fi de asemenea transferate prin transcitoză.

Fagocitoză.

Dacă o particulă mare are pe suprafața sa grupe moleculare care pot fi recunoscute de receptorii celulari, se leagă. Este departe de a fi întotdeauna faptul că particulele extraterestre în sine posedă astfel de grupări. Cu toate acestea, atunci când intră în organism, sunt înconjurate de molecule de imunoglobuline (opsonine), care se găsesc întotdeauna atât în ​​sânge, cât și în mediul intercelular. Imunoglobulinele sunt întotdeauna recunoscute de celulele fagocitare.

După ce opsoninele care acoperă particulele străine s-au legat de receptorii fagocitei, complexul său de suprafață este activat. Microfilamentele de actină încep să interacționeze cu miozina, iar configurația suprafeței celulare se modifică. Excrescențe ale citoplasmei fagocitei se extind în jurul particulei. Acopera suprafața particulei și se combină deasupra acesteia. Foile exterioare ale excrescentelor se îmbină, închizând suprafața celulei.

Plăcile adânci de excrescențe formează o membrană în jurul particulei absorbite - se formează fagozom. Fagozomul fuzionează cu lizozomii, rezultând complexul lor - heterolizozom (heterozom, sau fagolizozom).În ea, are loc liza componentelor prinse ale particulei. Unii dintre produșii de liză sunt îndepărtați din heterozom și utilizați de celulă, în timp ce unii nu pot fi susceptibili la acțiunea enzimelor lizozomale. Aceste reziduuri formează corpuri reziduale.

Potenţial toate celulele au capacitatea de a fagocitoză, dar în organism doar câteva sunt specializate în această direcţie. Acestea sunt leucocite neutrofile și macrofage.

exocitoză.

Aceasta este eliminarea substanțelor din celulă. În primul rând, compușii macromoleculari sunt segregați în complexul Golgi sub formă de vezicule de transport. Acestea din urmă, cu participarea microtubulilor, sunt direcționate către suprafața celulei. Membrana veziculei este construită în plasmalemă, iar conținutul veziculei se află în afara celulei (Fig.) Fuziunea veziculei cu plasmalema poate avea loc fără semnale suplimentare. Această exocitoză se numește constitutiv. Acesta este modul în care majoritatea produselor propriului metabolism sunt îndepărtate din celule. O serie de celule, cu toate acestea, sunt destinate sintezei de compuși speciali - secrete care sunt folosite în organism în alte părți ale acestuia. Pentru ca bula de transport cu secretul să se îmbine cu plasmalema, sunt necesare semnale din exterior. Abia atunci va avea loc fuziunea și secretul va fi eliberat. Această exocitoză se numește reglementate. Se numesc molecule de semnalizare care promovează excreția secrețiilor liberine (factori de eliberare),și cele care împiedică îndepărtarea - statine.

funcțiile receptorilor.

Ele sunt furnizate în principal de glicoproteinele situate pe suprafața plasmalemei și capabile să se lege de liganzii lor. Ligandul corespunde receptorului său ca o cheie a unui lacăt. Legarea ligandului la receptor determină o modificare a conformației polipeptidei. Cu o astfel de modificare a proteinei transmembranare, se stabilește un mesaj între mediul extracelular și cel intracelular.

tipuri de receptori.

Receptorii asociați cu canalele ionice proteice. Ele interacționează cu o moleculă semnal care deschide sau închide temporar canalul pentru trecerea ionilor. (De exemplu, receptorul neurotransmițătorului de acetilcolină este o proteină formată din 5 subunități care formează un canal ionic. În absența acetilcolinei, canalul este închis, iar după atașare se deschide și permite trecerea ionilor de sodiu).

receptori catalitici. Ele constau dintr-o parte extracelulară (receptorul însuși) și o parte citoplasmatică intracelulară care funcționează ca enzimă prolinkinază (de exemplu, receptorii hormonului de creștere).

Receptorii asociați cu proteinele G. Acestea sunt proteine ​​transmembranare constând dintr-un receptor care interacționează cu ligand și o proteină G (proteina reglatoare legată de guanozin trifosfat) care transmite un semnal unei enzime legate de membrană (adenilat ciclază) sau unui canal ionic. Ca rezultat, AMP ciclic sau ionii de calciu sunt activați. (Așa funcționează sistemul de adenil ciclază. De exemplu, există un receptor pentru hormonul insulină în celulele hepatice. Partea supracelulară a receptorului se leagă de insulină. Aceasta determină activarea părții intracelulare, enzima adenil ciclază. Sintetizează AMP ciclic din ATP, care reglează viteza diferitelor procese intracelulare, determinând activarea sau inhibarea acelor sau a altor enzime metabolice).

Receptorii care percep factori fizici. De exemplu, proteina fotoreceptor rodopsina. Când lumina este absorbită, aceasta își schimbă conformația și excită un impuls nervos.

Membrana celulară, numită și plasmalemă, citolemă sau membrană plasmatică, este o structură moleculară care este de natură elastică și este alcătuită din diferite proteine ​​și lipide. Separă conținutul oricărei celule de mediul extern, reglând astfel proprietățile sale protectoare și, de asemenea, asigură un schimb între mediul extern și conținutul direct intern al celulei.

Plasmalema este un sept situat în interior, direct în spatele cochiliei. Împarte celula în anumite compartimente, care sunt direcționate către compartimente sau organite. Acestea conțin condiții de mediu specializate. perete celular acopera complet intreaga membrana celulara. Arată ca un strat dublu de molecule.

Informatii de baza

Compoziția plasmalemei este fosfolipide sau, așa cum sunt numite și lipide complexe. Fosfolipidele au mai multe părți: o coadă și un cap. Experții numesc părți hidrofobe și hidrofile: în funcție de structura animalului sau celula plantei. Secțiunile, care se numesc cap, sunt orientate spre interiorul celulei, iar cozile spre exterior. Plasmalemms sunt structural invariabile și foarte asemănătoare în diferite organisme; cea mai comună excepție poate fi arheea, în care partițiile sunt formate din diverși alcooli și glicerol.

Grosimea plasmalemei de aproximativ 10 nm.

Există pereți despărțitori care se află în exteriorul sau în exteriorul părții adiacente membranei - se numesc superficiale. Unele tipuri de proteine ​​pot fi un fel de puncte de contact pentru membrana celulară și înveliș. În interiorul celulei se află citoscheletul și peretele exterior. Anumite tipuri proteina integrală poate fi folosită ca canale în receptorii de transport ionic (în paralel cu terminațiile nervoase).

Dacă utilizați un microscop electronic, puteți obține date pe baza cărora puteți construi o diagramă a structurii tuturor părților celulei, precum și a principalelor componente și membrane. Aparatul superior va consta din trei subsisteme:

• incluziune supramembranară complexă;
• aparatul musculo-scheletic al citoplasmei, care va avea o porțiune submembranară.

Acest aparat poate fi atribuit citoscheletului celulei. Citoplasma cu organele și nucleul se numește aparat nuclear. Membrana citoplasmatică sau, cu alte cuvinte, membrana celulelor plasmatice, este situată sub membrana celulară.

Cuvântul „membrană” provine de la cuvânt latin membrum, care poate fi tradus prin „piele” sau „cochilie”. Termenul a fost propus acum mai bine de 200 de ani și a fost numit mai des marginile celulei, dar în perioada în care a început utilizarea diferitelor echipamente electronice, s-a stabilit că citolemele plasmatice alcătuiesc multe elemente diferite ale membranei.

Elementele sunt cel mai adesea structurale, cum ar fi:

• mitocondriile;
• lizozomi;
• plastide;
• despărțitori.

Una dintre primele ipoteze privind compoziția moleculară a plasmalemei a fost înaintată în 1940 de un institut științific din Marea Britanie. Deja în 1960, William Roberts a propus lumii ipoteza „Pe membrana elementară”. Ea a presupus că toate membranele plasmatice ale unei celule constau din anumite părți, de fapt, ele sunt formate conform unui principiu general pentru toate regnurile organismelor.

La începutul anilor șaptezeci ai secolului XX, au fost descoperite o mulțime de date, pe baza cărora, în 1972, oamenii de știință din Australia au propus un nou model mozaic-lichid al structurii celulare.

Structura membranei plasmatice

Modelul din 1972 este universal recunoscut până astăzi. Adică în stiinta moderna, diverși oameni de știință care lucrează cu coaja se bazează pe lucrarea teoretică „Structura membranei biologice a modelului fluid-mozaic”.

Moleculele de proteine ​​sunt asociate cu stratul dublu lipidic și pătrund complet întreaga membrană - proteine ​​integrale (una dintre denumirile comune este proteinele transmembranare).

Învelișul din compoziție are diverse componente de carbohidrați care vor arăta ca un lanț de polizaharidă sau zaharidă. Lanțul, la rândul său, va fi conectat prin lipide și proteine. Lanțurile legate de molecule proteice se numesc glicoproteine, iar moleculele de lipide sunt numite glicozide. Carbohidrații sunt localizați pe partea exterioară a membranei și acționează ca receptori în celulele animale.

Glicoproteine ​​- sunt un complex de funcții supramembranare. Se mai numește și glicocalix (din cuvintele grecești glik și kalyx, care înseamnă „dulce” și „cană”). Complexul favorizează aderența celulară.

Funcțiile membranei plasmatice

Barieră

Ajută la separarea componentelor interne ale masei celulare de acele substanțe care se află în exterior. Protejează organismul de pătrunderea diferitelor substanțe care îi vor fi străine și ajută la menținerea echilibrului intracelular.

Transport

Celula are propriul său „transport pasiv” și îl folosește pentru a reduce consumul de energie. Funcția de transport funcționează în următoarele procese:

• endocitoză;
• exocitoză;
• metabolismul sodiului și potasiului.

Pe partea exterioară a membranei există un receptor, pe locul căruia are loc amestecul de hormoni și diferite molecule de reglare.

Transport pasiv Proces în care o substanță trece printr-o membrană fără a consuma energie. Cu alte cuvinte, substanța este livrată dintr-o zonă a celulei cu o concentrație mare în partea în care concentrația va fi mai mică.

Există două tipuri:

• difuzie simplă- inerente micilor molecule neutre H2O, CO2 si O2 si unor substante organice hidrofobe cu greutate moleculara mica si, in consecinta, trec fara probleme prin fosfolipidele membranare. Aceste molecule pot pătrunde în membrană până când gradientul de concentrație este stabil și neschimbat.
• Difuzare facilitată- caracteristica diverselor molecule de tip hidrofil. De asemenea, pot trece prin membrană urmând un gradient de concentrație. Totuși, procesul se va desfășura cu ajutorul diferitelor proteine ​​care vor forma canale specifice de compuși ionici în membrană.

transport activ- aceasta este mișcarea diferitelor componente prin peretele membranei spre deosebire de un gradient. Un astfel de transfer necesită o cheltuială semnificativă de resurse energetice în celulă. Cel mai adesea, transportul activ este principala sursă de consum de energie.

Există mai multe soiuri transport activ cu participarea proteinelor purtătoare:

• Pompa sodiu-potasiu. Obținerea de către celulă a mineralelor și oligoelementelor necesare.
• Endocitoza- un proces prin care celula captează particule solide (fagocitoză) sau diverse picături de orice lichid (pinocitoză).
• exocitoză- procesul prin care anumite particule sunt eliberate din celulă în mediul extern. Procesul este o contrabalansare a endocitozei.

Termenul „endocitoză” provine din cuvintele grecești „enda” (din interior) și „cetoză” (cană, recipient). Procesul caracterizează captarea compoziției externe de către celulă și se efectuează în timpul producției de vezicule membranare. Acest termen a fost propus în 1965 de profesorul belgian de citologie Christian Bales, care a studiat absorbția diferitelor substanțe de către celulele mamiferelor, precum și fagocitoza și pinocitoza.

Fagocitoză

Apare atunci când o celulă captează anumite particule solide sau celule vii. Și pinocitoza este un proces în care picăturile de lichid sunt captate de celulă. Fagocitoza (din cuvintele grecești „devorator” și „receptacul”) este procesul prin care sunt capturate și consumate obiecte foarte mici ale vieții sălbatice, precum și părțile solide ale diferitelor organisme unicelulare.

Descoperirea procesului îi aparține unui fiziolog din Rusia - Vyacheslav Ivanovich Mechnikov, care a determinat direct procesul, în timp ce a efectuat diverse teste cu stele de mare și daphnie minuscule.

Nutriția organismelor heterotrofe unicelulare se bazează pe capacitatea lor de a digera și de a captura diferite particule.

Mechnikov a descris un algoritm pentru absorbția bacteriilor de către o amibă și principiu general fagocitoză:

• adeziune - aderența bacteriilor la membrana celulară;
• absorbţie;
• formarea unei vezicule cu o celulă bacteriană;
• barbotarea bulei.

Pe baza acestui fapt, procesul de fagocitoză constă din următoarele etape:

1. Particula absorbită este atașată de membrană.
2. Înconjurarea particulei absorbite de membrană.
3. Formarea unei vezicule membranare (fagozom).
4. Detașarea unei vezicule membranare (fagozom) în interiorul celulei.
5. Asocierea fagozomilor și lizozomului (digestia), precum și mișcarea internă a particulelor.

Se poate observa digestia totală sau parțială.

În cazul digestiei parțiale, cel mai adesea se formează un corp rezidual, care va rămâne în interiorul celulei pentru o perioadă de timp. Acele reziduuri care nu vor fi digerate sunt retrase (evacuate) din celulă prin exocitoză. În cursul evoluției, această funcție de înclinație fagocitară s-a separat treptat și s-a mutat de la diferite celule unicelulare la celule specializate (cum ar fi cele digestive la celenterate și bureți), și apoi la celule speciale la mamifere și oameni.

Limfocitele și leucocitele din sânge sunt predispuse la fagocitoză. Procesul de fagocitoză în sine necesită o cheltuială mare de energie și este direct combinat cu activitatea membranei celulare exterioare și a lizozomului, care conțin enzime digestive.

pinocitoza

Pinocitoza este captarea de către suprafața unei celule a unui lichid în care diverse substanțe. Descoperirea fenomenului de pinocitoză aparține omului de știință Fitzgerald Lewis. Acest eveniment a avut loc în 1932.

Pinocitoza este unul dintre principalele mecanisme prin care compușii macromoleculari intră în celulă, de exemplu, diverse glicoproteine ​​sau proteine ​​solubile. Activitatea pinocitotică, la rândul său, este imposibilă fără starea fiziologică a celulei și depinde de compoziția acesteia și de compoziția mediului. Putem observa cea mai activă pinocitoză la amibe.

La om, pinocitoza este observată în celulele intestinale, în vase, tubii renali și, de asemenea, în ovocitele în creștere. Pentru a descrie procesul de pinocitoză, care se va desfășura cu ajutorul leucocitelor umane, se poate face o proeminență a membranei plasmatice. În acest caz, piesele vor fi dantelate și separate. Procesul de pinocitoză necesită consum de energie.

Etape în procesul de pinocitoză:

1. Pe plasmalema celulară exterioară apar excrescențe subțiri, care înconjoară picăturile de lichid.
2. Această secțiune a carcasei exterioare devine mai subțire.
3. Formarea unei vezicule membranoase.
4. Zidul sparge (eșuează).
5. Vezicula se deplasează în citoplasmă și poate fuziona cu diferite vezicule și organite.

exocitoză

Termenul provine din cuvintele grecești „exo” – extern, extern și „citoză” – un vas, un bol. Procesul constă în eliberarea anumitor particule de către partea celulară în mediul extern. Procesul de exocitoză este opusul pinocitozei.

În procesul de ecocitoză, bulele de lichid intracelular părăsesc celula și trec în membrana exterioară a celulei. Conținutul din interiorul veziculelor poate fi eliberat în exterior, iar membrana celulară se contopește cu învelișul veziculelor. Astfel, majoritatea compușilor macromoleculari se vor produce în acest fel.

Exocitoza îndeplinește o serie de sarcini:

• livrarea de molecule către membrana celulară exterioară;
• transportul în întreaga celulă a substanțelor care vor fi necesare pentru creștere și o creștere a zonei membranei, de exemplu, anumite proteine ​​sau fosfolipide;
• eliberare sau conectare diverse părți;
• excreția de produse nocive și toxice care apar în timpul metabolismului, de exemplu, de acid clorhidric secretat de celulele mucoasei gastrice;
• transportul pepsinogenului, precum și al moleculelor de semnalizare, hormonilor sau neurotransmițătorilor.

Funcții specifice membrane biologice :

• generarea unui impuls care are loc la nivel nervos, în interiorul membranei neuronului;
• sinteza polipeptidelor, precum și a lipidelor și carbohidraților din rețeaua aspră și netedă a reticulului endoplasmatic;
• modificarea energiei luminoase și conversia acesteia în energie chimică.

Video

Din videoclipul nostru veți învăța o mulțime de lucruri interesante și utile despre structura celulei.

Nu ai primit răspuns la întrebarea ta? Propuneți autorilor un subiect.

Nucleul este responsabil pentru stocarea materialului genetic înregistrat pe ADN și, de asemenea, controlează toate procesele celulei. Citoplasma conține organele, fiecare având propriile sale funcții, cum ar fi, de exemplu, sinteza substanțelor organice, digestia etc. Și despre ultima componentă vom vorbi mai detaliat în acest articol.

in biologie?

vorbind limbaj simplu, este o coajă. Cu toate acestea, nu este întotdeauna complet impenetrabil. Transportul anumitor substanțe prin membrană este aproape întotdeauna permis.

În citologie, membranele pot fi împărțite în două tipuri principale. Prima este membrana plasmatică care acoperă celula. Al doilea este membranele organitelor. Există organite care au una sau două membrane. Celulele cu o singură membrană includ reticulul endoplasmatic, vacuolele și lizozomii. Plastidele și mitocondriile aparțin celor cu două membrane.

De asemenea, membranele pot fi în interiorul organelelor. De obicei, aceștia sunt derivați ai membranei interioare a organitelor cu două membrane.

Cum sunt dispuse membranele organitelor cu două membrane?

Plastidele și mitocondriile au două învelișuri. Membrana exterioară a ambelor organele este netedă, dar cea interioară formează structurile necesare pentru funcționarea organoidului.

Deci, coaja mitocondriilor are proeminențe spre interior - crestae sau creste. Pe ele are loc ciclul reacțiilor chimice necesare respirației celulare.

Derivații membranei interioare a cloroplastelor sunt saci în formă de disc - tilacoizi. Ele sunt adunate în grămezi - boabe. Granele separate sunt combinate între ele cu ajutorul lamelelor - structuri lungi formate tot din membrane.

Structura membranelor organitelor cu o singură membrană

Aceste organite au o singură membrană. Este de obicei o membrană netedă compusă din lipide și proteine.

Caracteristicile structurii membranei plasmatice a celulei

Membrana este alcătuită din substanțe precum lipide și proteine. Structura membranei plasmatice asigură grosimea acesteia de 7-11 nanometri. Cea mai mare parte a membranei este alcătuită din lipide.

Structura membranei plasmatice asigură prezența a două straturi în ea. Primul este un strat dublu de fosfolipide, iar al doilea este un strat de proteine.

Lipidele membranei plasmatice

Lipidele care alcătuiesc membrana plasmatică sunt împărțite în trei grupe: steroizi, sfingofosfolipide și glicerofosfolipide. Molecula acestuia din urmă are în compoziția sa reziduul alcoolului trihidroxil glicerol, în care atomii de hidrogen ai două grupări hidroxil sunt înlocuiți cu lanțuri de acizi grași, iar atomul de hidrogen al celei de-a treia grupări hidroxil este înlocuit cu un rest de acid fosforic. , la care, la rândul său, se atașează reziduul uneia dintre bazele azotate.

Molecula de glicerofosfolipide poate fi împărțită în două părți: cap și cozi. Capul este hidrofil (adică se dizolvă în apă), iar cozile sunt hidrofobe (alungă apa, dar se dizolvă în solvenți organici). Datorită acestei structuri, molecula de glicerofosfolipide poate fi numită amfifilă, adică atât hidrofobă, cât și hidrofilă în același timp.

Sfingofosfolipidele sunt similare în structura chimica pentru glicerofosfolipide. Dar se deosebesc de cele menționate mai sus prin aceea că în compoziția lor, în loc de reziduu de glicerol, au un reziduu de alcool sfingozin. Moleculele lor au și cap și coadă.

Imaginea de mai jos arată clar structura membranei plasmatice.

Proteinele membranei plasmatice

În ceea ce privește proteinele care alcătuiesc structura membranei plasmatice, acestea sunt în principal glicoproteine.

În funcție de locația lor în carcasă, acestea pot fi împărțite în două grupe: periferice și integrale. Primele sunt cele care se află pe suprafața membranei, iar al doilea sunt cele care pătrund pe toată grosimea membranei și se află în interiorul stratului lipidic.

În funcție de funcțiile pe care le îndeplinesc proteinele, acestea pot fi împărțite în patru grupe: enzime, structurale, de transport și receptor.

Toate proteinele care se află în structura membranei plasmatice nu sunt asociate chimic cu fosfolipidele. Prin urmare, se pot deplasa liber în stratul principal al membranei, se pot aduna în grupuri etc. De aceea, structura membranei plasmatice a celulei nu poate fi numită statică. Este dinamic, deoarece se schimbă tot timpul.

Care este rolul membranei celulare?

Structura membranei plasmatice îi permite să facă față celor cinci funcții.

Prima și principala este restrângerea citoplasmei. Datorită acestui fapt, celula are o formă și o dimensiune constantă. Această funcție este asigurată de faptul că membrana plasmatică este puternică și elastică.

Al doilea rol este asigurarea Datorită elasticității lor, membranele plasmatice pot forma excrescențe și pliuri la joncțiunile lor.

Următoarea funcție a membranei celulare este transportul. Este furnizat de proteine ​​speciale. Datorită acestora, substanțele necesare pot fi transportate în celulă, iar substanțele inutile pot fi eliminate din aceasta.

În plus, membrana plasmatică îndeplinește o funcție enzimatică. Se realizează și datorită proteinelor.

Și ultima funcție este semnalizarea. Datorită faptului că proteinele sub influența anumitor condiții își pot schimba structura spatiala, membrana plasmatică poate trimite semnale către celule.

Acum știți totul despre membrane: ce este o membrană în biologie, ce sunt acestea, cum sunt aranjate membrana plasmatică și membranele organoide, ce funcții îndeplinesc.