Glavne funkcije celične membrane. Struktura in funkcije bioloških membran

Velika večina organizmov, ki živijo na zemlji, je sestavljena iz celic, v mnogih pogledih, podobnih kemični sestavi, strukturi in preživetju. Vsaka celica se pojavi v presnovi in \u200b\u200bpretvorbi energije. Divizija celic podlaga procese rasti in reprodukcije organizmov. Tako je celica enota strukture, razvoja in razmnoževanja organizmov.

Celica lahko obstaja le kot holistični sistem, nedeljiv na koščke. Celična integriteta zagotavlja biološke membrane. Kraj - Element sistema višjega ranga - telo. Deli in organoidi celic, ki so sestavljeni iz kompleksnih molekul, so stanovanjski sistemi nižjega položaja.

Celica je odprt sistem, povezan z okoljem okolja in energetskega okolja. To je funkcionalni sistem, v katerem vsaka molekula opravlja določene funkcije. Celica je stabilna, sposobnost samoregulacije in samoregulacije.

Celični samoupravni sistem. Kontrolni genetski sistem celice predstavlja kompleksne makromolekule - nukleinske kisline (DNA in RNA).

Leta 1838-1839. Nemški biologi M. Slelen in T. Svann je povzel znanje o celici in oblikovali glavno mesto teorije celic, ki je bistvo, ki je, da so vsi organizmi, tako zelenjavni in trebuh, sestavljeni iz celic.

Leta 1859 je R. Virchov opisal proces divizije celic in oblikoval eno od najpomembnejših določb teorije celic: "Vsaka celica se pojavi iz druge celice." Nove celice se oblikujejo kot posledica delitve materne celice, ne pa iz netotljive snovi, kot je bilo prej misel.

Odprtje ruskega znanstvenika K. Bar leta 1826. Jajca sesalcev so privedla do zaključka, da celica temelji na razvoju večceličnih organizmov.

Sodobna teorija celic vključuje naslednje določbe:

1) Celica je enota strukture in razvoj vseh organizmov;

2) Celice organizmov različnih kraljestev prosto živečih živali so podobne v strukturi, kemijski sestavi, presnovi, glavnih manifestacijah življenja;

3) Nove celice se oblikujejo kot posledica delitve materne celice;

4) v večceletnih telesnih celicah obliki tkiv;

5) Organi so sestavljeni iz tkiv.

Z uvedbo sodobnih bioloških, fizikalnih in kemijskih metod v biologijo, je bilo mogoče raziskati strukturo in delovanje različnih celičnih komponent. Ena od načinov študija celice - mikroskopiranje. Sodobni lahki mikroskop povečuje predmete 3000-krat in vam omogoča, da vidite največje celične organede, upoštevajte gibanje citoplazme, divizije celic.

Izumil v 40. letih. XX Century. Elektronski mikroskop daje povečanje več deset in sto tisočkrat. V elektronskem mikroskopu se elektronski tok uporablja namesto svetlobe in namesto objektivov - elektromagnetna polja. Zato elektronski mikroskop daje jasno podobo z bistveno velikimi zoomi. S tem mikroskopom je bilo mogoče raziskati strukturo celičnih organov.

Struktura in sestava organskih celic se preučujeta z metodo centrifugiranje. Zdrobljena tkiva z degradiranimi celičnimi lupinami se postavijo v testne cevi in \u200b\u200bse vrtijo v centrifugiranju pri visoki hitrosti. Metoda temelji na dejstvu, da imajo različni celični ganoidi drugačno maso in gostoto. Več gostih organoidov se deponirajo v cevi pri nizkih centrifugiratih, manj gostih - na visoki. Te plasti se preučujejo ločeno.

Za široko uporabo metoda celične kulture in tkivaKar je to iz ene ali več celic na posebnem hranilničnem mediju, lahko dobite skupino podobnih živali ali rastlinskih celic in celo izvlecite celotno rastlino. S to metodo lahko dobite odgovor na vprašanje, kako različna tkiva in organizemski organi so oblikovani iz ene celice.

Glavne določbe teorije celic so bile prvič oblikovane M. Shlen in T. Svanny. Celica je enota strukture, vitalna aktivnost, reprodukcija in razvoj vseh živih organizmov. Za preučevanje metod uporabe mikroskopacije celice, centrifugiranje, celično kulturo in tkiva itd.

Celice gob, rastlin in živali imajo veliko splošnega ne samo v kemični sestavi, ampak tudi v strukturi. Ko jih vidijo celice pod mikroskopom, so v njem vidne različne strukture - organifikator.. Vsak organoid opravlja določene funkcije. Trije glavni deli se razlikujejo po kletki: plazemska membrana, jedro in citoplazma (sl. 1).

Plazemska membrana Loči celico in njeno vsebino iz okolja. Na sliki 2 vidite: membrana tvorita dve plasti lipidov, molekule beljakovin pa prežemajo membransko množico.

Glavna funkcija plazemske membrane transport.. Zagotavlja pretok hranilnih snovi v kletko in izmenjujejo izdelke iz njega.

Pomembna lastnost membrane - volilna prepustnost, ali polperja, omogoča celico, da komunicira z okoljem: v njej se uporabljajo samo določene snovi in \u200b\u200bpobegnete ga. Majhne vodne molekule in nekatere druge snovi prodrejo v celico z difuzijo, deloma skozi pore v membrani.

V citoplazmi, celični sok rastlinskih celic vakuolov, sladkorja, organskih kislin, soli raztopljeni. Poleg tega je njihova koncentracija v celici bistveno višja kot v okolju. Večja je koncentracija teh snovi v celici, bolj jo absorbira vodo. Znano je, da se voda nenehno porabi za celico, zaradi česar se koncentracija celičnega soka poveča in voda pride v celico.

Vstop večjih molekul (glukoza, aminokislin) v celici zagotavlja prevozne beljakovine membrane, ki se povezujejo z molekulami prenosnih snovi, jih prenaša skozi membrano. V tem procesu so vključeni encimi cepljenja ATP.

Slika 1. Splošni vezji strukture evkariontske celice.
(Za povečavo slike kliknite na sliko)

Slika 2. Struktura plazme membrane.
1 - Piercing beljakovine, 2 - potopljene beljakovine, 3 - Zunanji beljakovini

Slika 3. Phema pitocitoze in fagocitoze.

Še večje molekule beljakovin in polisaharidov prodrejo v celico s fagocitozo (iz grščine. fagos. - požiranje I. kitos. - plovilo, kletka) in kapljice tekočine - s pitocitozo (iz grščine. pino. - Pew I. kitos.) (Slika 3).

Živalske celice, v nasprotju z rastlinskimi celicami, so obdana z mehkim in fleksibilnim "krzno plašč", ki je v glavnem z molekula polisaharidov, ki se pridružijo nekaterim beljakovinam in membranskim lipidom, obkrožajo kletko zunaj. Sestava polisaharidov je specifična za različne tkanine, zaradi česar se celice "prepoznajo" in so povezane skupaj.

Z rastlinami ni takšnih "krzna". Imajo čez plazemsko membrano celični snežniksestavljen predvsem iz celuloze. Skozi pore iz celice v celici raztezajo niti citoplazme, ki povezujejo celice med seboj. To je posledica povezave med celicami in celovitostjo telesa.

Celična lupina v rastlinah igra vlogo trdnega okostja in ščiti celico pred poškodbami.

Cell Shell ima večino bakterij in vseh gob, samo kemijska sestava drugega. V gobah je sestavljena iz snovi, podobne koči.

Celice gob, rastlin in živali imajo podobno strukturo. Trije glavni deli se razlikujejo po kletki: jedro, citoplazme in plazemske membrane. Plazemska membrana je sestavljena iz lipidov in beljakovin. Zagotavlja sprejem snovi v celico in sprostitev iz celice. V celicah rastlin, gob in večina bakterij nad plazemsko membrano je celična lupina. Izvaja zaščitno funkcijo in igra vlogo okostja. V rastlinah je celična lupina sestavljena iz celuloze, in v gobah iz hitin podobne snovi. Živalske celice so prekrite s polisaharidi, ki zagotavljajo stike med celicami enega tkiva.

Veste, da je glavni del kletke citoplaz. Vključuje vodo, aminokisline, beljakovine, ogljikove hidrate, ATP, ioni niso organske snovi. V citoplazmi so jedra in celične organede. V njem se snovi premaknejo iz enega dela celice v drugo. Citoplazma zagotavlja interakcijo vseh organoidov. Tu se pojavijo kemijske reakcije.

Vse citoplazme je prežeta s tankimi beljakovinskimi mikro mukro mukrotube citoskeletni celiceHvala, s katerim ohranja stalno obliko. Celični citoskeleton je prilagodljiv, saj so mikrotubule lahko spreminjajo svoj položaj, se premaknejo iz enega konca in skrajšajo od drugega. Različne snovi pridejo v kletko. Kaj se zgodi z njimi v kletki?

V lizosomih - majhne zaokrožene membranske mehurčke (glej sliko 1) molekule kompleksnih organskih snovi, ki uporabljajo hidrolitske encime, se razdelijo na enostavnejše molekule. Na primer, beljakovine so razdeljene v aminokisline, polisaharide - na monosaharidih, maščobe - na glicirinu in maščobne kisline. Za to funkcijo se lizosomi pogosto imenujejo "prebavne postaje" celice.

Če uničite membrano lizosomov, lahko encimi, ki jih vsebuje, prebavijo celico. Zato se včasih lisomyd z "orodja za umore umora.

Encimsko oksidacijo majhnih aminokislin, monosaharidov, maščobnih kislin in alkoholov ter vode in vode ter se konča v citoplazma in konča v drugih organih - mitohondria.. Mitohondria - sesekljan, filamenski ali sferični organides, ločeni od citoplazme z dvema membranama (sl. 4). Zunanja membrana je gladka in notranje obrazce - crysto.ki povečajo njegovo površino. Na notranji membrani in postavljeni encimi, ki so vključeni v oksidacijske reakcije organskih snovi na ogljikov dioksid in vodo. Hkrati je energija izvzeta, ki je prekrita z celico v ATP molekulah. Zato se mitohondria imenuje "elektrarne" celice.

V kletkah organske snovi niso samo oksidirane, temveč tudi sintetizirane. Sinteza lipidov in ogljikovih hidratov se izvaja na endoplasmatskem omrežju - EPS (Sl. 5) in beljakovine - na ribosomih. Kaj je EPS? To je sistem cevastih in rezervoarjev, katerih stene se oblikujejo z membrano. Prežemajo celoten citoplazmo. Na kanalih EPS snovi se premaknejo v različne dele celice.

Obstaja gladka in groba EPS. Na površini gladkega EPC s sodelovanjem encimov, ogljikovih hidratov in lipidov se sintetizirajo. HOBNOST EPS daje majhne zaokrožene zgodbe, ki se nahajajo na njem - ribosomi (Glejte sliko 1), ki sodelujejo pri sintezi beljakovin.

Sinteza organskih snovi se pojavi pLASTIK.ki jih vsebujejo samo v rastlinskih celicah.

Sl. 4. Shema strukture mitohondrije.
1.- Zunanja membrana; 2. - notranja membrana; 3. - Gumbe notranje membrane so krista.

Sl. 5. Shema strukture grobega EPS.

Sl. 6. Shema strukture kloroplasta.
1. - zunanja membrana; 2. - notranjo membrano; 3.- Notranja vsebina kloroplasta; 4. - Gumbe notranje membrane, zbrane v "skladiščih" in oblikovanje porok.

V brezbarvnih plastičkih - leukoplasts. (iz grščine. leukos. - Bela I. plastos. - Ustvarjeno) kopičijo škrob. Zelo bogat z levkoplastom krompirja. Rumena, oranžna, rdeča barvna sadja in cvetje dajejo chromoplasts. (iz grščine. chromium. Barva I. plastos.). Sintetizirajo se s pigmenti, ki so vključeni v fotosintezo - karotenoidi. V življenju rastlin je vrednost še posebej velika chloroplasts. (iz grščine. chloros. - Greenhish I. plastos.) - Zelena plastika. Na sliki 6, vidite, da so kloroplasti prekrit z dvema membranama: zunanji in notranji. Notranje membranske oblike; Med gubami so mehurčki, položeni v skladiščih - graars.. Grand ima klorofilne molekule, ki so vključene v fotosintezo. V vsakem kloroplastu približno 50 grafov šahovskega naročila. Ta ureditev zagotavlja maksimalno osvetlitev vsakega Garbranhla.

V citoplazmo, beljakovine, lipide, ogljikovih hidratov se lahko kopičijo v obliki zrn, kristalov, kapljic. Te vključitev - Rezervna hranila, ki jih porabi celica, kot je potrebno.

V rastlinskih celicah, del rezervnih hranil, kot tudi razkrojne produkte se kopičijo v celičnem soku vakuolov (glej sliko 1). Lahko obračunajo do 90% obsega rastlinskih celic. Živalske celice imajo začasne vakuole, ki zavzemajo največ 5% njihovega obsega.

Sl. 7. Shema izgradnje kompleksa Golgi.

Na sliki 7 vidite sistem votline, obdan z membrano. to golgi Complex.ki izvaja različne funkcije v celici: sodeluje pri kopičenju in prevozu snovi, ki jih prinaša iz celice, ki tvorijo lizosome, celično lupino. Na primer, v votlini kompleksa Golgji, celuloznih molekul prihajajo, ki s pomočjo mehurčkov, se premakniti na površino celice in so vključeni v celično lupino.

Večina celic, pomnoženih z delitvijo. V tem procesu sodeluje cell Center.. Sestavljen je iz dveh centriolov, obdanih s stisnjenim citoplazmo (glej sliko 1). Na začetku divizije centriolov se celice razlikujejo do polov. Razporedijo protein niti, ki so priključeni na kromosome in zagotavljajo njihovo enako porazdelitev med dvema hči celicama.

Vse celice celice so tesno povezane. Na primer, beljakovinske molekule se sintetizirajo v ribosomih, ki se prevažajo vzdolž kanalov EPS do različnih delov celice, beljakovine pa se uničijo v lizosomih. Novo sintetizirane molekule se uporabljajo za izdelavo celičnih konstrukcij ali kopičenja v citoplazmi in vakuolov kot rezervna hranila.

Celica je napolnjena s citoplazmo. V citoplazmi so jedra in različne organoide: lizosomi, mitohondria, plasts, vakuole, EPS, celični center, Golgi kompleks. Razlikujejo se v strukturi in funkcijah. Vsi citoplazmoidi medsebojno delujejo med seboj, ki zagotavlja normalno delovanje celic.

Tabela 1. Struktura celice

Najpomembnejša vloga v vitalni dejavnosti in delitvi celic gob, rastlin in živali pripada jedru in kromosomi v njem. Večina celic teh organizmov ima eno jedro, vendar obstajajo multi-jele celice, kot so mišice. Jedro se nahaja v citoplazmi in ima zaokrožen ali ovalni obliki. Pokrita je z lupino, ki jo sestavljajo dve membrani. Jedrska lupina je pore, skozi katero se pojavi metabolizem med jedrom in citoplazmo. Jedro je napolnjeno z jedrskim sokom, v katerem se nahajajo nukle in kromosomi.

Jedra - ta "delavnica za proizvodnjo" z ribosomi, ki se tvorijo iz ribosomske RNA ribosomske in sintetizirajo v citoplazma beljakovin.

Glavna funkcija jedra - shranjevanje in prenos dednih informacij - v zvezi z kromosomi. Vsaka vrsta telesa ima svoj niz kromosomov: določeno število, obliko in dimenzije.

Vse telesne celice, razen spola, se imenujejo somat. (iz grščine. soma. - telo). Celice organizma ene vrste vsebujejo isti niz kromosomov. Na primer, oseba v vsakem celičnem telesu vsebuje 46 kromosomov, v sadnih mulah Drosofile - 8 kromosomov.

Somatske celice imajo ponavadi dvojni kromosomski komplet. Se imenuje diploid In označuje 2. n.. Torej, oseba ima 23 parov kromosomov, to je 2 n. \u003d 46. V spolnih celicah je vsebovano dvakrat manj kromosomov. Je samski ali haploid., Set. Osebno 1. n. = 23.

Vsi kromosomi v somatskih celicah, za razliko od kromosoma v spolnih celicah, parne sobe. Kromosomi, ki sestavljajo en par, so enaki drug drugemu. Poklicani kromosomi homologno. Kromosomi, ki se nanašajo na različne pare in se razlikujejo v obliki in velikostih negomološko (Sl. 8).

V nekaterih vrstah se lahko število Chromo SOM sovpada. Na primer, detelja rdečega in graha sejanja 2 n. \u003d 14. Vendar pa se kromosomi razlikujejo po obliki, dimenzijah, nukleotidni sestavi DNA molekul.

Sl. 8. niz kromosomov v celicah Drosofila.

Sl. 9. Struktura kromosoma.

Da bi razumeli vlogo kromosomov pri prenosu dednih informacij, se je treba seznaniti s svojo strukturo in kemično sestavo.

Kromosomi podvrženih celic imajo obliko dolgih tankih niti. Vsak kromosom pred delitvijo celice je sestavljen iz dveh enakih niti - kromatid.ki so povezani med Lasty baterije - (Sl. 9).

Kromosom je sestavljen iz DNK in beljakovin. Ker se sestava nukleotidne DNA razlikuje v različnih vrstah, je sestava kromosomov edinstvena za vsako vrsto.

Vsaka celica, poleg bakterij, ima jedro, v katerem se nahajajo jedra in kromosom. Za vsako vrsto je značilen določen sklop kromosomov: število, oblika in velikost. V somatskih celicah večine organizmov niza kromosomov Diploid, v genitalni - Haploid. Seznanjeni kromosomi se imenujejo homologni. Kromosom je sestavljen iz DNK in beljakovin. Molekule DNK zagotavljajo skladiščenje in prenos dednih informacij od celice do celice in iz telesa do telesa.

Podelal sem te teme, bi morali biti sposobni:

1. Če želite povedati, v kakšnih primerih je treba uporabiti lahek mikroskop (struktura), prenosnega elektronskega mikroskopa.
2. Opišite strukturo celične membrane in pojasnite povezavo med membransko strukturo in njegovo zmožnostjo, da izvedemo metabolizem med celico in medijem.
3. Razpršeni procesi: difuzija, difuzija svetlobe, aktivni prevoz, endocitoza, eksocitoza in osmoza. Določite razlike med temi postopki.
4. Pokličite funkcije struktur in navedite, v katerih celice (rastlina, živali ali prokariontski) so: jedro, jedrska membrana, nukleoplazma, kromosom, plazemska membrana, ribosom, mitohondrija, celična stena, kloroplastična, vakuola, lizosoma, endoplasmatska omrežja gladka (agranularna ) In grobo (granularno), celični center, avto golgi, cilia, stališča, mezosoma, žaga ali phimberry.
5. Ime vsaj tri znake, ki jih lahko razlikuje rastlinska celica iz živali.
6. Navedite najpomembnejše razlike med prokariotsko in evkariotsko celico.

Ivanova T.V., Kalina GS, programska oprema A.N. "Splošna biologija". Moskva, "razsvetljenje", 2000

• Tema 1. "Plazemska membrana." §1, §8 str. 5; 20
• Tema 2. "Celica". §8-10 str. 20-30
• Tema 3. "Prokariontska celica. Virusi." §11 str. 31-34

Študija organizmov, kot tudi živali in človeških rastlin, se ukvarja z oddelkom za biologijo, imenovano citologijo. Znanstveniki so ugotovili, da je vsebina celice, ki je v njem zelo težka. Obdan je s tako imenovanim površinskim aparatom, ki vključuje zunanjo celično membrano, zgornje ročne strukture: glikocalix in tudi mikro in mikrokube, pelikula in mikrotubule, ki tvorijo njen suhable kompleks.

V tem članku bomo preučili strukturo in funkcije zunanje celične membrane, ki je del površinskega aparata različnih vrst celic.

Katere funkcije opravljajo zunanjo celično membrano

Kot je prej opisano, je zunanja membrana del površinskega aparata vsake celice, ki uspešno ločuje svoje notranje vsebine in ščiti celične organele iz škodljivih okoljskih pogojev. Druga funkcija je zagotoviti presnovo med celično vsebnostjo in tkivno tekočino, tako da zunanja celična membrana prenaša molekule in ioni, ki vstopajo v citoplazmo, in tudi pomaga odstraniti žlindre in odvečnih strupenih snovi iz celice.

Struktura celične membrane

Membrane ali plazmamama različnih vrst celic se razlikujejo zelo različni. Predvsem je kemijska struktura, kot tudi relativna vsebina lipidov, glikoproteinov, beljakovin v njih, in ustrezno, narava receptorjev v njih. Zunanji del, ki ga določi predvsem s posameznim sestavo glikoproteinov, sodeluje pri priznavanju dražil zunanjega okolja in v reakcijah celice samega na njihova dejanja. Nekatere vrste virusov lahko komunicirajo z beljakovinami in glikolipidom celičnih membran, kar pomeni, da prodrejo v celico. Herpes in virusi gripe lahko uporabijo svojo zaščitno lupino.

In virusi in bakterije, tako imenovane bakteriofage so pritrjene na celično membrano in na kontaktnem mestu ga raztopijo s posebnim encimom. Potem v dobrani luknji prehaja molekulo Virus DNA.

Značilnosti stavbe Plasmalema Eukaryot

Spomnimo se, da zunanja celična membrana opravlja funkcijo prevoza, to je prenos snovi v in iz njega na zunanje okolje. Za izvajanje takega postopka zahteva posebno strukturo. Dejansko je plazmamama stalna, univerzalna za ves sistem površinskega aparata. To je tanek (2-10 nm), vendar dokaj gost večplastni film, ki pokriva celotno celico. Njegova struktura je bila preučevana leta 1972 s strani takšnih znanstvenikov kot D. Singer in Nicholson, sta ustvarila model tekočega mozaika celične membrane.

Glavne kemijske spojine, ki jih oblikujejo, so urejene razporejene molekule beljakovin in določene fosfolipide, ki se vstavijo v tekoči lipidni medij in spominjajo na mozaik. Tako je celična membrana sestavljena iz dveh plasti lipidov, ki niso polarne hidrofobne "repe" znotraj membrane, polarne hidrofilne glave pa so naslovljene na citoplazmo celice in na medcelično tekočino.

Lipidni sloj prežema z velikimi beljakovinskimi molekulami, ki tvorijo hidrofilne pore. To je skozi njih, da se vodne raztopine glukoze in mineralnih soli prevažajo. Nekatere beljakovinske molekule so na zunanji in na notranji površini plazmamame. Tako so na zunanji celični membrani v celicah vseh organizmov, ki imajo jedra ogljikovih hidratov molekule, povezane s kovalentnimi vezi z glikolipidi in glikoproteinov. Vsebnost ogljikovih hidratov v celičnih membranah se giblje od 2 do 10%.

Struktura plazmalem prokariontskih organizmov

Zunanja celična membrana v prokariotih izvaja podobne funkcije s plazmalami celic jedrskih organizmov, in sicer: zaznavanje in posredovanje informacij, ki prihajajo iz zunanjega okolja, prevoz ionov in rešitev v celico in iz njega, zaščita citoplazme reagentov od zunaj. Lahko oblikuje mezosome - strukture, ki se pojavijo, ko je plazmalemma navznoter v celici. Lahko so encimi, ki so vključeni v presnovne reakcije prokariotov, na primer v replikaciji DNA, sintezo beljakovin.

Mezosomi vsebujejo tudi redox encime in fotosinteza so bakterioofill (v bakteriji) in ficobilin (v cianobakterijah).

Vloga zunanjih membran v medcelularnih stikih

Nadaljevanje odziva na vprašanje, katere funkcije opravljajo zunanjo celično membrano, bomo prebivali na njegovo vlogo v zelenjavnih celicah v stenah zunanje celične membrane, pore se oblikujejo, obračajo v celulozo plast. Skozi njih je citoplazma celic celice zunaj, taki tanki kanali imenujejo plazme-načini.

Zahvaljujoč njim je povezava med sosednjimi rastlinskimi celicami zelo trpežna. V človeških celicah in živalih se stiki sosednjih celičnih membran imenujejo desmosomi. Značilni so za endotelijske in epitelne celice, pa se pojavijo tudi v kardiomiocitih.

Pomožne formacije Plasmamama.

Da bi ugotovili, kaj se razlikujejo rastlinske celice, ki se razlikujejo od živali, pomaga pri študiji značilnosti strukture njihovih plazmalamov, ki so odvisne od tega, na katera deluje zunanja celična membrana. Nad njo v živalskih celicah je glikokalična plast. Oblikujejo ga molekule polisaharidov, povezanih z beljakovinami in lipidi zunanje celične membrane. Zahvaljujoč glikokalkalnostjo med celicami, adhezijo (adhezijo) se pojavi, kar vodi do tvorbe tkiv, zato je sodeloval pri funkciji signala plazmamame - prepoznavanje dražilcev zunanjega okolja.

Kako je pasivni prevoz nekaterih snovi skozi celične membrane

Kot smo že omenili, zunanja celična membrana sodeluje v procesu prevoza snovi med celico in zunanjemu okoljem. Obstajata dve vrsti prenosa preko Plasmamber: pasivno (DYFUZION) in aktivni prevoz. Prva je difuzija, lahka difuzija in osmoza. Gibanje snovi v okviru koncentracijskega gradienta je odvisno predvsem na masi in velikosti molekul, ki potekajo skozi celično membrano. Na primer, majhne ne-polarne molekule se zlahka raztopijo v srednjem lipidni plasti Plasmalame, se premikajo skozi to in se izkažejo za citoplazme.

Velike organske snovi Molekule prodrejo v citoplazmo s posebnimi nosilnimi proteini. Imajo posebnost vrst in, ki se povezujejo z delci ali ionom, brez stroškov energije pasivno prenesejo skozi membrano vzdolž koncentracijskega gradienta (pasivni prevoz). Ta proces temelji na tej lastnini plazmame, kot selektivna prepustnost. V procesu se energija molekul ATP ne uporablja, in celica ga shrani na druge presnovne reakcije.

Aktivni prevoz kemičnih spojin skozi plazmo

Ker zunanja celična membrana zagotavlja prenos molekul in ionov iz zunanjega medija v celico in nazaj, postane možno, da se izdelki izsiljevanja, ki so toksini, navzven, to je v medcelularni tekočini. Pojavi se proti koncentracijskem gradientu in zahteva uporabo energije v obliki molekul ATP. Vključuje tudi beljakovine, ki se imenujejo ATP-AZA, ki so obe encimi istočasno.

Primer takega prevoza je natrija-kalijeva črpalka (natrijev ioni se gibljejo iz citoplazma na zunanje okolje, kalijeve ione pa se vbrizgajo v citoplazmo). Epitelne celice črevesja in ledvic so sposobne. Sorte take metode prenosa so procesi pitocitoze in fagocitoze. Tako, ko je preučevala, kaj funkcije, je zunanja celična membrana opravlja, je mogoče ugotoviti, da heterotrofne zaščite, kot tudi celice višjih živali, na primer, levkocite lahko obdelujejo. Pino in fagocitoza.

Bioeelektrični procesi v celičnih membranah

Ugotovljeno je bilo, da obstaja potencialna razlika med zunanjo površino plazmamame (zaračunamo pozitivno) in zaprti plast citoplazme, ki se zaračuna negativno. Imenuje se potencial miru, in je neločljivo povezana z vsemi živimi celicami. In nervozno tkivo ni le potencial za počitek, temveč je sposoben izvajati šibke biotok, ki se imenuje proces vzbujanja. Zunanje membrane živčnih celic-nevronov, ki jemljejo draženje receptorjev, začnejo spreminjati stroške: natrijeve ione so masivne v celici, površina plazmamame pa postane elektrone. Zaprta plast citoplazme zaradi presežnih kations dobi pozitivno naboj. To pojasnjuje zaradi tega, zaradi česar je nevronska zunanja celična membrana ponovno napolnjena, kar povzroča živčne impulze, ki so podlaga za proces vzbujanja.

Glede na funkcionalne značilnosti lahko celična membrana razdelimo na 9 izvedenih funkcij.
Funkcije celične membrane:
1. Prevoz. Proizvaja transportne snovi iz celice v celici;
2. pregrada. Ima prepustnost volitev, zagotavlja potreben presnovo;
3. receptor. Nekateri beljakovini v membrani so receptorji;
4. Mehanska. Zagotavlja avtonomijo celice in njegovih mehanskih struktur;
5. MATRIX. Zagotavlja optimalno interakcijo in usmeritev matričnih proteinov;
6. Energija. V membranah obstajajo sistemi za prenos energije s celičnim dihanjem v mitohondriji;
7. encimski. Membranske beljakovine so včasih encimi. Na primer, črevesne celične membrane;
8. Označevanje. Membrana ima antigene (glikoproteine), ki omogočajo, da se celica identificira;
9. Ustvarjanje. Izvaja generacijo in izvajanje biopotacij.

Možno je videti, kako je celična membrana izgleda kot primer strukture živalske celice ali rastlinske celice.

& nbsp.

Slika prikazuje strukturo celične membrane.
Komponente celične membrane vključujejo različne celice celične membrane (kroglasto, periferno, površino), kot tudi lipide celične membrane (glikolipid, fosfolipid). Enako v strukturi celične membrane vsebuje ogljikove hidrate, holesterol, glikoprotein in protein alfa spiralo.

Sestava celične membrane

Glavna sestava celične membrane vključuje:
1. beljakovine - odgovorne za različne lastnosti membrane;
2. Lipidi treh vrst (fosfolipidi, glikolipidi in holesterola), ki so odgovorni za togost membrane.
Beljakovine celične membrane:
1. Globularni beljakovin;
2. površinski protein;
3. Perepherični protein.

Glavni namen celične membrane

Glavni namen celične membrane:
1. uravnava izmenjavo med celico in medijem;
2. Vsebino vsake celice iz zunanjega okolja, s čimer zagotovite njeno integriteto;
3. Intracelularne membrane delijo celico v specializirane zaprte predelke - organele ali predelke, v katerih so podprti nekateri okoljski pogoji.

Struktura celične membrane

Struktura celične membrane je dvodimenzionalna raztopina globularnih integralnih beljakovin, raztopljenega v matrici tekoče fosfolipide. Ta model membranske strukture je predlagal dva znanstvenika Nikolson in pevka leta 1972. Tako je osnova membrane bimolekularni lipidni sloj, z naročeno razporeditvijo molekul, ki jih lahko vidite.

Celična membrana - To je celična lupina, ki izvaja naslednje funkcije: ločevanje vsebine celice in zunanjega okolja, selektivne transportne snovi (izmenjava z zunanjim okoljem za celico), lokacijo nekaterih biokemičnih reakcij, kombiniranje celic v tkivu in sprejema .

Celične membrane so razdeljene na plazmo (intracelularno) in zunanje. Glavna lastnost katere koli membrane je pol-zaznavanje, to je zmožnost preskoka samo določenih snovi. To omogoča volilno izmenjavo med celico in zunanjemu okoljem ali izmenjavo med celičnimi predelki.

Plazemske membrane so lipoproteinske strukture. Lipidi spontano tvorijo dvoposteljni (dvojni sloj), in membranske beljakovine "plavajo" v njem. Obstaja več tisoč različnih beljakovin v membranah: strukturni, prevozniki, encimi itd. Med beljakovinskimi molekulami so pore, skozi katere prehajajo hidrofilne snovi (neposredna penetracija v celico posega v Lipid Bilay). Nekatere molekule na površini membrane so pritrjene glikozilne skupine (monosaharidi in polisaharidi), ki so vključene v proces prepoznavanja celic pri oblikovanju tkiv.

Membrane se razlikujejo po njihovi debelini, običajno pa sega od 5 do 10 nm. Debelina je določena z dimenzijami amfifilne lipidne molekule in je 5,3 nm. Nadaljnje povečanje debeline membrane je posledica velikosti membranskih proteinskih kompleksov. Glede na zunanje pogoje (regulator je holesterol), se lahko struktura dvoslojevanja, tako da postane bolj gosta ali tekoča - stopnja gibanja snovi vzdolž membranov je odvisna od tega.

Celične membrane vključujejo: Plasmolm, Carmolamma, membrana endoplazmičnega omrežja, Golgi, Lizosoma, Peroxis, Mitohondria, vključki itd.

Lipidi niso topni v vodi (hidrofobičnost), vendar so dobro raztopljeni v organskih topilih in maščobah (lipofiličnost). Sestava lipidov v različnih membranah neenake. Na primer, plazemska membrana vsebuje veliko holesterola. Od lipidov v membrane, fosfolipide (glicertosphatide), Spingomyelin (Spingolipidi), glikolipidi in holesterol najpogosteje najdemo.

Fosfolipidi, spingomilin, glikolipidi so sestavljeni iz dveh funkcionalno različnih delov: hidrofobnih ne polarna, ki ne prevaža stroških - "repov", ki sestoji iz maščobnih kislin, in hidrofilnih, ki vsebujejo napolnjene polarne "glave" - \u200b\u200balkoholne skupine (na primer glicerin).

Hidrofobni del molekule je običajno sestavljen iz dveh maščobnih kislin. Ena od kislin je meja, druga pa je nepredvidena. To določa zmožnost lipidov, da spontano tvorijo dvoslojna (BILIPID) membranske strukture. Lipidi membranov izvajajo naslednje funkcije: pregrada, transport, beljakovinsko mikro okolje, električno upornost membrane.

Membrane se med seboj razlikujejo z vrsto proteinskih molekul. Mnogi membranski proteini so sestavljeni iz območij, bogatih s polarnimi aminokislinami in deli z ne-polarnimi aminokislinami (glicin, alanin, valin, levcin). Takšni beljakovini v lipidnih slojih membranov se nahajajo na tak način, da so njihovi ne-polarni deli potopljeni v del membrane "maščob", kjer so hidrofobni lipidi. Polarni (hidrofilni) isti del teh proteinov sodeluje z glavami lipidov in obrnjena proti vodni fazi.

Biološke membrane imajo skupne lastnosti:

membrane so zaprti sistemi, ki ne dovoljujejo menjave vsebine celice in njegovih predelkov. Netrka membranske celovitosti lahko privede do celične smrti;

površinska (letala, lateralna) mobilnost. V membranah je neprekinjeno gibanje snovi na površini;

asimetrija membrane. Struktura zunanjih in površinskih plasti je kemično, strukturno in funkcionalno nehomogeno.

Celična membrana je struktura, ki pokriva celico zunaj. Imenuje se tudi Cytlemma ali Plasmolem.

Ta tvorba je zgrajena iz BILIPID plasti (Bilayer) z beljakovinami, ki je vgrajena v njega. Ogljikovi hidrati, vključeni v plazmolemmo, so v pridruženem stanju.

Porazdelitev glavnih komponent plazmola je naslednja: Več kot polovica kemične sestave pade na beljakovine, četrtina zavzema fosfolipidov, deseti del - holesterol.

Celične membrane in njene vrste

Celična membrana je tanek film, ki je osnova plasti lipoproteinov in beljakovin.

Lokalizacija odlikuje membranske organele, ki imajo nekatere značilnosti rastlinskih in živalskih celic:

• mitohondria;
• jedro;
• endoplazemski retikulum;
• golgi kompleks;
• lizosomi;
• kloroplasti (v rastlinskih celicah).

Obstaja tudi notranja in zunanja (plazmolm) celična membrana.

Struktura celične membrane

Celična membrana vsebuje ogljikove hidrate, ki ga pokrivajo v obliki glicical. To je struktura supermarketov, ki opravlja funkcijo pregrade. Proteini, ki se nahajajo tukaj v prostem stanju. Brez obvez beljakovin so vključeni v encimske reakcije, ki zagotavljajo zunajcelično delitev snovi.

Citoplazmenske membranske beljakovine predstavljajo glikoproteini. S kompozicijo kemične, beljakovine, vključene v lipidno plast, so popolnoma (vse več) - integralne beljakovine. Tudi periferna, ki ne doseže ene od površin plazmolemme.

Prve funkcije kot receptorji, ki vežejo na nevrotransmiterje, hormone in druge snovi. Vstavite proteine, ki so potrebni za gradnjo ionskih kanalov, s katerimi se izvedejo prevoz ionov, hidrofilnih substratov. Drugi so encimi, ki katalizirajo znotrajcelične reakcije.

Glavne lastnosti plazme membrane

Lipid Bilayer preprečuje prodor vode. Lipidi - hidrofobne spojine, predstavljene v fosfolipidni celici. Fosfatna skupina se izkaže in je sestavljena iz dveh plasti: zunanji, usmerjen v zunajcelični medij, in notranje, izkopavanje intracelularne vsebine.

Vodni topni odseki se imenujejo hidrofilne glave. Oddelki z maščobno kislino so usmerjeni v celico, v obliki hidrofobnih repov. Hidrofobni del sodeluje s sosednjimi lipidi, ki zagotavljajo njihovo pritrditev drug drugemu. Dvojna plast ima prepustnost volitev v različnih odsekih.

Tako so na sredini membrane neprepustne za glukozo in sečnino, se tukaj objavljajo hidrofobne snovi: ogljikov dioksid, kisik, alkohol. Holesterol je pomemben, vsebina slednje določa viskoznost plazmolemme.

Funkcije zunanjih membranskih celic

Značilnosti funkcij so na kratko navedene v tabeli:

Kakšna vrednost je celična membrana

Celična membrana sodeluje pri ohranjanju homeostaze zaradi visoke selektivnosti dohodnih in izstopajočih snovi iz celice (v biologiji se imenuje volilna prepustnost).

Plasmolm raste, loči celice do predelkov (oddelki), ki so odgovorni za opravljanje določenih funkcij. Posebno urejene membrane, ki ustrezajo shemi tekočega mozaika, zagotavljajo celovitost celice.