เยื่อหุ้มเซลล์ หน้าที่ของเยื่อหุ้มเซลล์ โครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์

เมมเบรนทำหน้าที่ต่างๆ มากมาย:

เยื่อหุ้มเซลล์กำหนดรูปร่างของออร์แกเนลล์หรือเซลล์

สิ่งกีดขวาง: ควบคุมการแลกเปลี่ยนสารที่ละลายน้ำได้ (เช่น Na +, K +, Cl - ไอออน) ระหว่างช่องภายในและภายนอก

พลังงาน: การสังเคราะห์ ATP บนเยื่อหุ้มชั้นในของไมโตคอนเดรีย และการสังเคราะห์ด้วยแสงในเยื่อหุ้มของคลอโรพลาสต์ สร้างพื้นผิวสำหรับการไหล ปฏิกิริยาเคมี(ฟอสโฟรีเลชั่นบนเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรีย);

เป็นโครงสร้างที่ช่วยให้มั่นใจในการรับรู้สัญญาณทางเคมี (ตัวรับฮอร์โมนและสารสื่อประสาทอยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์)

มีบทบาทในการปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์และส่งเสริมการเคลื่อนไหวของเซลล์

ขนส่งผ่านเมมเบรน เมมเบรนมีความสามารถในการซึมผ่านแบบเลือกสรรกับสารที่ละลายได้ ซึ่งจำเป็นสำหรับ:

การแยกเซลล์ออกจากสภาพแวดล้อมภายนอกเซลล์

รับประกันการแทรกซึมเข้าไปในเซลล์และการเก็บรักษาโมเลกุลที่จำเป็น (เช่นไขมัน กลูโคส และกรดอะมิโน) รวมถึงการกำจัดผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึม (รวมถึงสิ่งที่ไม่จำเป็น) ออกจากเซลล์

รักษาการไล่ระดับไอออนของเมมเบรน

ออร์แกเนลล์ในเซลล์อาจมีเมมเบรนแบบเลือกสรรได้ ตัวอย่างเช่น ในไลโซโซม เมมเบรนจะรักษาความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน (H+) ให้สูงกว่าในไซโตซอลถึง 1,000-10,000 เท่า

สามารถขนส่งข้ามเมมเบรนได้ เฉยๆ, เบาลงหรือ คล่องแคล่ว.

การขนส่งแบบพาสซีฟ- นี่คือการเคลื่อนที่ของโมเลกุลหรือไอออนตามความเข้มข้นหรือการไล่ระดับเคมีไฟฟ้า นี่อาจเป็นการแพร่กระจายอย่างง่าย เช่น ในกรณีของการแทรกซึมของก๊าซ (เช่น O 2 และ CO 2) หรือโมเลกุลอย่างง่าย (เอทานอล) ผ่านพลาสมาเมมเบรน ในการแพร่กระจายอย่างง่าย โมเลกุลขนาดเล็กที่ละลายในของเหลวนอกเซลล์จะถูกละลายอย่างต่อเนื่องในเมมเบรน จากนั้นจึงละลายในของเหลวในเซลล์ กระบวนการนี้ไม่เฉพาะเจาะจงและอัตราการซึมผ่านเมมเบรนจะถูกกำหนดโดยระดับการไม่ชอบน้ำของโมเลกุลนั่นคือความสามารถในการละลายไขมัน อัตราการแพร่กระจายผ่านชั้นไขมันเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความไม่ชอบน้ำ เช่นเดียวกับการไล่ระดับความเข้มข้นของเมมเบรน หรือการไล่ระดับเคมีไฟฟ้า

การแพร่กระจายแบบอำนวยความสะดวกคือการเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วของโมเลกุลทั่วเมมเบรนโดยโปรตีนเมมเบรนจำเพาะที่เรียกว่าเพอร์มีเอส กระบวนการนี้เป็นกระบวนการเฉพาะ โดยดำเนินการได้เร็วกว่าการแพร่กระจายแบบธรรมดา แต่มีข้อจำกัดด้านความเร็วในการขนส่ง

การแพร่กระจายแบบอำนวยความสะดวกมักเป็นลักษณะของสารที่ละลายน้ำได้ ตัวขนส่งเมมเบรนส่วนใหญ่ (ถ้าไม่ใช่ทั้งหมด) เป็นโปรตีน กลไกเฉพาะของการทำงานของตัวขนส่งระหว่างการแพร่กระจายแบบอำนวยความสะดวกยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเพียงพอ พวกเขาสามารถให้การโอนโดย การเคลื่อนไหวแบบหมุนในเมมเบรน ใน เมื่อเร็วๆ นี้ข้อมูลปรากฏว่าโปรตีนพาหะเมื่อสัมผัสกับสารที่ถูกขนส่งจะเปลี่ยนโครงสร้างซึ่งเป็นผลมาจาก "ประตู" หรือช่องทางชนิดหนึ่งเปิดในเมมเบรน การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานที่ปล่อยออกมาเมื่อสารที่ถูกขนส่งจับกับโปรตีน นอกจากนี้ยังสามารถถ่ายโอนข้อมูลแบบรีเลย์ได้อีกด้วย ในกรณีนี้ ตัวพาจะยังคงไม่เคลื่อนที่ และไอออนจะเคลื่อนไปตามพันธะจากพันธะไฮโดรฟิลิกหนึ่งไปยังอีกพันธะหนึ่ง

แกรมซิดินของยาปฏิชีวนะสามารถใช้เป็นแบบจำลองสำหรับเวกเตอร์ประเภทนี้ได้ ในชั้นไขมันของเมมเบรน โมเลกุลเชิงเส้นตรงยาวจะมีรูปร่างเป็นเกลียวและสร้างช่องไฮโดรฟิลิก ซึ่ง K ไอออนสามารถเคลื่อนที่ไปตามเกรเดียนต์ได้

ได้รับหลักฐานการทดลองเกี่ยวกับการมีอยู่ของช่องทางธรรมชาติใน เยื่อหุ้มชีวภาพโอ้. โปรตีนในการขนส่งมีความเฉพาะเจาะจงสูงสำหรับสารที่ขนส่งผ่านเมมเบรน ซึ่งมีลักษณะคล้ายเอนไซม์ในคุณสมบัติหลายประการ พวกมันแสดงความไวต่อ pH มากขึ้น ถูกยับยั้งอย่างแข่งขันได้ด้วยสารประกอบที่มีโครงสร้างคล้ายกับสารที่ถูกขนส่ง และไม่สามารถแข่งขันได้โดยสารที่เปลี่ยนกลุ่มการทำงานเฉพาะของโปรตีน

การแพร่กระจายแบบอำนวยความสะดวกนั้นแตกต่างจากการแพร่กระจายแบบธรรมดาไม่เพียงแต่ในความเร็วเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความสามารถในการทำให้อิ่มตัวด้วย อัตราการถ่ายโอนสารที่เพิ่มขึ้นเกิดขึ้นตามสัดส่วนการเพิ่มขึ้นของการไล่ระดับความเข้มข้นจนถึงขีดจำกัดที่แน่นอนเท่านั้น อย่างหลังถูกกำหนดโดย "พลัง" ของผู้ขนส่ง

การขนส่งแบบแอคทีฟคือการเคลื่อนที่ของไอออนหรือโมเลกุลผ่านเมมเบรนต้านการไล่ระดับความเข้มข้นเนื่องจากพลังงานของการไฮโดรไลซิสของ ATP การขนส่งไอออนแบบแอคทีฟมีสามประเภทหลัก:

ปั๊มโซเดียมโพแทสเซียม - Na + /K + -adenosine triphosphatase (ATPase) ซึ่งขนส่ง Na + out และ K + in;

ปั๊มแคลเซียม (Ca 2+) - Ca 2+ -ATPase ซึ่งขนส่ง Ca 2+ จากเซลล์หรือไซโตโซลไปยังเรติคูลัมซาร์โคพลาสมิก

ปั๊มโปรตอน - H + -ATPase การไล่ระดับไอออนที่สร้างขึ้นโดยการขนส่งแบบแอคทีฟสามารถนำมาใช้สำหรับการขนส่งแบบแอคทีฟของโมเลกุลอื่นๆ เช่น กรดอะมิโนและน้ำตาลบางชนิด (การขนส่งแบบแอคทีฟทุติยภูมิ)

การขนส่งร่วมคือการขนส่งไอออนหรือโมเลกุลควบคู่กับการถ่ายโอนไอออนอื่น ซิมพอร์ต- การถ่ายโอนโมเลกุลทั้งสองพร้อมกันไปในทิศทางเดียว ต่อต้าน- การถ่ายโอนโมเลกุลทั้งสองพร้อมกันในทิศทางตรงกันข้าม หากการขนส่งไม่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนไอออนอื่น กระบวนการนี้เรียกว่า ยูนิพอร์ต- การขนส่งร่วมเป็นไปได้ทั้งระหว่างการแพร่กระจายแบบอำนวยความสะดวกและระหว่างการขนส่งแบบแอคทีฟ

กลูโคสสามารถขนส่งได้โดยการแพร่กระจายแบบอำนวยความสะดวกโดยใช้ประเภทสัญลักษณ์ ไอออน Cl และ HCO 3 ถูกขนส่งผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เม็ดเลือดแดงโดยอำนวยความสะดวกในการแพร่กระจายโดยพาหะที่เรียกว่าแบนด์ 3 ซึ่งเป็นประเภทต่อต้านพอร์ต ในกรณีนี้ Cl - และ HCO 3 - จะถูกถ่ายโอนในทิศทางตรงกันข้ามและทิศทางของการถ่ายโอนจะถูกกำหนดโดยการไล่ระดับความเข้มข้นที่เกิดขึ้น

การขนส่งไอออนแบบแอคทีฟต่อการไล่ระดับความเข้มข้นต้องใช้พลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างการไฮโดรไลซิสของ ATP ไปยัง ADP: ATP ADP + P (อนินทรีย์ฟอสเฟต) การขนส่งที่ใช้งานอยู่ตลอดจนการแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวกนั้นมีลักษณะเฉพาะโดย: ความจำเพาะข้อ จำกัด ของความเร็วสูงสุด (นั่นคือเส้นโค้งจลน์ถึงที่ราบสูง) และการมีอยู่ของสารยับยั้ง ตัวอย่างคือการขนส่งที่ใช้งานหลักที่ดำเนินการโดย Na + /K + - ATPase สำหรับการทำงานของระบบต่อต้านพอร์ตของเอนไซม์นี้ จำเป็นต้องมี Na +, K + และแมกนีเซียมไอออน มีอยู่ในเซลล์สัตว์แทบทุกชนิด และความเข้มข้นของมันจะสูงเป็นพิเศษในเนื้อเยื่อที่ถูกกระตุ้น (เช่น เส้นประสาทและกล้ามเนื้อ) และในเซลล์ที่มีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการเคลื่อนไหวของ Na + ผ่านพลาสมาเมมเบรน (เช่น ในเยื่อหุ้มสมองไต) และต่อมน้ำลาย)

เอนไซม์ ATPase นั้นเป็นโอลิโกเมอร์ที่ประกอบด้วย 2 หน่วยย่อย 110 kDa และไกลโคโปรตีน 2 หน่วย หน่วยย่อยละ 55 kDa.. ในระหว่างการไฮโดรไลซิสของ ATP ฟอสโฟรีเลชั่นแบบพลิกกลับได้ของแอสพาเทตที่ตกค้างบนหน่วยย่อยจะเกิดขึ้นพร้อมกับการก่อตัวของ -แอสปาร์ตามิล ฟอสเฟต.. ฟอสโฟรีเลชั่นต้องการ Na + และ Mg 2+ แต่ไม่ใช่ K + ในขณะที่ดีฟอสโฟรีเลชั่นต้องการ K + แต่ไม่ใช่ Na + หรือ Mg 2+ มีการอธิบายสถานะโครงสร้างของโปรตีนเชิงซ้อนที่มีระดับพลังงานต่างกันสองสถานะ ซึ่งโดยปกติจะเรียกว่า E 1 และ E 2 ดังนั้น ATPase จึงถูกเรียกว่า พิมพ์เวกเตอร์ E 1 - อี 2 - ไกลโคไซด์การเต้นของหัวใจ เช่น ดิจอกซินและ อูเบนยับยั้งการทำงานของ ATPase เนื่องจากสามารถละลายน้ำได้ดีเยี่ยม จึงมีการใช้ ouabain กันอย่างแพร่หลาย การศึกษาเชิงทดลองเพื่อศึกษาปั๊มโซเดียม

แนวคิดที่ยอมรับกันโดยทั่วไปเกี่ยวกับวิธีการทำงานของ Na + /K + - ATPase มีดังนี้ ไอออน Na และ ATP เข้าร่วมโมเลกุล ATPase เมื่อมี Mg 2+ การจับกันของ Na ไอออนจะกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของ ATP ซึ่งส่งผลให้เกิดการก่อตัวของ ADP และรูปแบบฟอสโฟรีเลตของเอนไซม์ ฟอสโฟรีเลชั่นทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของโปรตีนเอนไซม์ไปสู่สถานะโครงสร้างใหม่และบริเวณหรือบริเวณที่มีแบริ่งนาหันไปทาง สภาพแวดล้อมภายนอก- ที่นี่ Na + ถูกแลกเปลี่ยนกับ K + เนื่องจากรูปแบบของเอนไซม์ฟอสโฟรีเลชั่นนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยความสัมพันธ์สูงกับ K ไอออน การเปลี่ยนผ่านของเอนไซม์ไปสู่โครงสร้างดั้งเดิมนั้นเริ่มต้นโดยการกำจัดไฮโดรไลติกของกลุ่มฟอสโฟรีลในรูปแบบ อนินทรีย์ฟอสเฟตและมาพร้อมกับการปล่อย K + เข้าไปในช่องว่างภายในของเซลล์ บริเวณที่มีฤทธิ์ดีฟอสโฟรีเลชั่นของเอนไซม์สามารถเกาะติดโมเลกุล ATP ใหม่และวงจรจะเกิดซ้ำ

ปริมาณไอออน K และ Na ที่เข้าสู่เซลล์ซึ่งเป็นผลมาจากปั๊มไม่เท่ากัน สำหรับ Na ไอออนที่ถูกกำจัดออกไปสามไอออน จะมี K ไอออนที่แนะนำสองตัวที่มีการไฮโดรไลซิสพร้อมกันของโมเลกุล ATP หนึ่งโมเลกุล การเปิดและปิดช่องที่ด้านตรงข้ามของเมมเบรนและการเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพของการจับ Na และ K สลับกันนั้นได้มาจากพลังงานของการไฮโดรไลซิสของ ATP ไอออนที่ถูกขนส่ง - Na และ K - เป็นปัจจัยร่วมของปฏิกิริยาเอนไซม์นี้ ตามทฤษฎีแล้ว มีความเป็นไปได้ที่จะจินตนาการถึงปั๊มต่างๆ ที่ทำงานบนหลักการนี้ แม้ว่าในปัจจุบันจะมีเพียงไม่กี่เครื่องเท่านั้นที่ทราบก็ตาม

การขนส่งกลูโคสการขนส่งกลูโคสสามารถเกิดขึ้นได้ตามประเภทของการแพร่กระจายหรือการขนส่งแบบแอคทีฟ และในกรณีแรกจะดำเนินการเป็นแบบ uniport ในกรณีที่สอง - เป็นแบบ symport กลูโคสสามารถขนส่งเข้าสู่เซลล์เม็ดเลือดแดงได้โดยการอำนวยความสะดวกในการแพร่กระจาย ค่าคงที่มิคาลิส (Km) สำหรับการขนส่งกลูโคสไปยังเซลล์เม็ดเลือดแดงคือประมาณ 1.5 มิลลิโมล/ลิตร (นั่นคือ ที่ความเข้มข้นของกลูโคสนี้ ประมาณ 50% ของโมเลกุลเพอร์มีเอสที่มีอยู่จะถูกจับกับโมเลกุลกลูโคส) เนื่องจากความเข้มข้นของกลูโคสในเลือดมนุษย์อยู่ที่ 4-6 มิลลิโมล/ลิตร การดูดซึมโดยเซลล์เม็ดเลือดแดงจึงเกิดขึ้นที่ความเร็วเกือบสูงสุด ความจำเพาะของเพอร์มีเอสปรากฏอยู่แล้วในความจริงที่ว่า L-isomer แทบจะไม่ถูกขนส่งไปยังเม็ดเลือดแดง ซึ่งแตกต่างจาก D-galactose และ D-mannose แต่จำเป็นต้องมีความเข้มข้นที่สูงกว่าเพื่อให้ระบบการขนส่งมีความอิ่มตัวครึ่งหนึ่ง เมื่อเข้าไปในเซลล์ กลูโคสจะเข้าสู่กระบวนการฟอสโฟรีเลชั่นและไม่สามารถออกจากเซลล์ได้อีกต่อไป กลูโคสเพอร์มีเอสเรียกอีกอย่างว่าดี-เฮกโซสเพอร์มีเอส เป็นโปรตีนเมมเบรนที่มีน้ำหนักโมเลกุล 45 kDa

นอกจากนี้ กลูโคสยังสามารถขนส่งโดยระบบสมมาตรที่ขึ้นกับ Na + ที่พบในเยื่อหุ้มพลาสมาของเนื้อเยื่อจำนวนหนึ่ง รวมถึงท่อไตและเยื่อบุผิวในลำไส้ ในกรณีนี้ โมเลกุลกลูโคสหนึ่งโมเลกุลจะถูกขนส่งโดยการแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวกให้กับการไล่ระดับความเข้มข้น และ Na ไอออนหนึ่งตัวจะถูกขนส่งไปตามการไล่ระดับความเข้มข้น ในที่สุดทั้งระบบจะทำงานผ่านฟังก์ชันการสูบของ Na + /K + - ATPase ดังนั้น Symport จึงเป็นระบบขนส่งรองที่ใช้งานอยู่ การขนส่งกรดอะมิโนในลักษณะเดียวกัน

ปั๊ม Ca2+เป็นระบบการขนส่งแบบแอคทีฟของประเภท E 1 - E 2 ซึ่งประกอบด้วยโปรตีนเมมเบรนหนึ่งซึ่งในระหว่างการถ่ายโอน Ca 2+ จะถูกฟอสโฟรีเลชั่นที่สารแอสพาเทตที่ตกค้าง ในระหว่างการไฮโดรไลซิสของโมเลกุล ATP แต่ละโมเลกุล Ca 2+ ไอออนสองตัวจะถูกถ่ายโอน ในเซลล์ยูคาริโอต Ca 2+ สามารถจับกับโปรตีนที่จับกับแคลเซียมที่เรียกว่า ความสงบและสารเชิงซ้อนทั้งหมดจับกับปั๊ม Ca 2+ โปรตีนที่จับกับ Ca 2+ ยังรวมถึงโทรโปนิน C และพาร์วัลบูมิน

Ca ไอออน เช่นเดียวกับ Na ไอออน จะถูกกำจัดออกจากเซลล์โดย Ca 2+ -ATPase เยื่อหุ้มของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมมีโปรตีนปั๊มแคลเซียมจำนวนมากเป็นพิเศษ ลูกโซ่ของปฏิกิริยาเคมีที่นำไปสู่การไฮโดรไลซิสของ ATP และการถ่ายโอน Ca 2+ สามารถเขียนได้ในรูปแบบของสมการต่อไปนี้:

2Ca n + ATP + E 1 Ca 2 - E - P + ADP

Ca 2 - E - P 2Ca ต่อ + PO 4 3- + E 2

San - Ca2+ ตั้งอยู่ด้านนอกอยู่ที่ไหน

Ca ต่อ - Ca 2+ ตั้งอยู่ภายใน;

E 1 และ E 2 เป็นโครงสร้างที่แตกต่างกันของเอนไซม์ตัวขนส่งซึ่งการเปลี่ยนผ่านจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งนั้นสัมพันธ์กับการใช้พลังงาน ATP

ระบบสำหรับการกำจัด H + ออกจากไซโตพลาสซึมนั้นได้รับการสนับสนุนจากปฏิกิริยาสองประเภท: กิจกรรมของห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน (ห่วงโซ่รีดอกซ์) และการไฮโดรไลซิสของ ATP ทั้งปั๊มรีดอกซ์และไฮโดรไลติก H + ตั้งอยู่ในเมมเบรนที่สามารถแปลงพลังงานแสงหรือเคมีเป็นพลังงาน H + (นั่นคือพลาสมาเมมเบรนของโปรคาริโอต, เยื่อหุ้มผันของคลอโรพลาสต์และไมโตคอนเดรีย) จากการทำงานของ H + ATPase และ/หรือสายโซ่รีดอกซ์ โปรตอนจะถูกย้ายตำแหน่ง และแรงเคลื่อนของโปรตอน (H +) จะปรากฏบนเมมเบรน การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการไล่ระดับเคมีไฟฟ้าของไอออนไฮโดรเจนสามารถใช้สำหรับการขนส่งแบบควบคู่ได้ (การขนส่งแบบแอคทีฟทุติยภูมิ) จำนวนมากสารเมตาบอไลต์ - แอนไอออน, กรดอะมิโน, น้ำตาล ฯลฯ

ที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมของพลาสมาเมมเบรนคือสิ่งที่รับประกันการดูดซึมของสารของแข็งและของเหลวที่มีน้ำหนักโมเลกุลขนาดใหญ่โดยเซลล์ - ฟาโกไซโตซิสและ พิโนไซโทซิส(จากเกิร์ช. ฟาโกส- มี , ปิโนส- ดื่ม, ไซโตส- เซลล์) เยื่อหุ้มเซลล์ก่อให้เกิดโพรงหรือ invaginations ที่ดึงสารจากภายนอกเข้ามา จากนั้นการบุกรุกดังกล่าวจะถูกแยกออกและล้อมรอบหยดของสภาพแวดล้อมภายนอก (pinocytosis) หรืออนุภาคของแข็ง (phagocytosis) ด้วยเมมเบรน ภาวะพิโนไซโทซิสพบได้ในเซลล์หลากหลายชนิด โดยเฉพาะในอวัยวะที่เกิดกระบวนการดูดซึม

1 – หัวขั้วของโมเลกุลฟอสโฟลิพิด

2 – ส่วนท้ายของกรดไขมันของโมเลกุลฟอสโฟไลปิด

3 – โปรตีนอินทิกรัล

4 – โปรตีนส่วนปลาย

5 – โปรตีนกึ่งอินทิกรัล

6 – ไกลโคโปรตีน

7 - ไกลโคลิพิด

เยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอกมีอยู่ในทุกเซลล์ (สัตว์และพืช) มีความหนาประมาณ 7.5 (สูงถึง 10) นาโนเมตร และประกอบด้วยโมเลกุลของไขมันและโปรตีน

ปัจจุบันรูปแบบการก่อสร้างโมเสกของเหลวแพร่หลาย เยื่อหุ้มเซลล์- ตามแบบจำลองนี้ โมเลกุลของไขมันถูกจัดเรียงเป็นสองชั้น โดยปลายที่กันน้ำได้ (ชอบน้ำ - ละลายในไขมัน) หันหน้าเข้าหากัน และปลายที่ละลายน้ำได้ (ชอบน้ำ) หันหน้าไปทางขอบ โมเลกุลโปรตีนฝังอยู่ในชั้นไขมัน บางส่วนตั้งอยู่บนพื้นผิวด้านนอกหรือด้านในของส่วนไขมันส่วนบางส่วนจมอยู่ใต้น้ำหรือทะลุผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

หน้าที่ของเมมเบรน :

ป้องกัน, ชายแดน, สิ่งกีดขวาง;

ขนส่ง;

ตัวรับ - ดำเนินการเนื่องจากโปรตีน - ตัวรับที่มีความสามารถในการคัดเลือกสารบางชนิด (ฮอร์โมนแอนติเจน ฯลฯ ) เข้าสู่ปฏิกิริยากับพวกมัน ปฏิกิริยาทางเคมีนำสัญญาณภายในเซลล์

มีส่วนร่วมในการก่อตัวของการติดต่อระหว่างเซลล์

ให้การเคลื่อนไหวของเซลล์บางส่วน (การเคลื่อนไหวของอะมีบา)

เซลล์สัตว์มีชั้นไกลโคคาลิกซ์บางๆ อยู่ด้านบนของเยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอก เป็นกลุ่มคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่มีไขมันและคาร์โบไฮเดรตที่มีโปรตีน glycocalyx เกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมของออร์แกเนลล์ส่วนใหญ่มีโครงสร้างที่เหมือนกันทุกประการ

คุณ เซลล์พืชภายนอกเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม ตั้งอยู่ ผนังเซลล์ซึ่งประกอบด้วยเซลลูโลส

การลำเลียงสารผ่านเยื่อหุ้มไซโตพลาสซึม .

มีสองกลไกหลักในการเข้าหรือออกจากเซลล์:

1.การขนส่งแบบพาสซีฟ

2. การขนส่งที่ใช้งานอยู่

การขนส่งสารแบบพาสซีฟเกิดขึ้นโดยไม่มีการใช้พลังงาน ตัวอย่างของการขนส่งดังกล่าว ได้แก่ การแพร่กระจายและออสโมซิสซึ่งการเคลื่อนที่ของโมเลกุลหรือไอออนเกิดขึ้นจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า เช่น โมเลกุลของน้ำ

การขนส่งแบบแอคทีฟ - ในการขนส่งประเภทนี้ โมเลกุลหรือไอออนจะแทรกซึมเข้าไปในเมมเบรนเพื่อป้องกันการไล่ระดับความเข้มข้นซึ่งต้องใช้พลังงาน ตัวอย่างของการขนส่งแบบแอคทีฟคือปั๊มโซเดียม-โพแทสเซียม ซึ่งจะสูบโซเดียมออกจากเซลล์อย่างแข็งขันและดูดซับโพแทสเซียมไอออนจากสภาพแวดล้อมภายนอก เพื่อขนส่งพวกมันเข้าไปในเซลล์ ปั๊มเป็นโปรตีนเมมเบรนชนิดพิเศษที่ขับเคลื่อน ATP

การเคลื่อนย้ายแบบแอคทีฟช่วยให้มั่นใจได้ถึงการรักษาปริมาตรของเซลล์และศักยภาพของเมมเบรนให้คงที่

การขนส่งสารสามารถทำได้โดย endocytosis และ exocytosis

Endocytosis คือการแทรกซึมของสารเข้าไปในเซลล์ exocytosis มาจากเซลล์

ในระหว่างกระบวนการเอนโดโทซิส พลาสมาเมมเบรนจะก่อให้เกิดการบุกรุกหรือส่วนที่ยื่นออกมา ซึ่งจะห่อหุ้มสารไว้และเมื่อปล่อยออกมาจะกลายเป็นถุง

เอนโดโทซิสมีสองประเภท:

1) phagocytosis - การดูดซึมของอนุภาคของแข็ง (เซลล์ phagocyte)

2) pinocytosis - การดูดซึมของวัสดุของเหลว Pinocytosis เป็นลักษณะของโปรโตซัวอะมีบา

โดย exocytosis สารต่าง ๆ จะถูกกำจัดออกจากเซลล์: พวกมันจะถูกกำจัดออกจากแวคิวโอลย่อยอาหาร ซากที่ไม่ได้ย่อยอาหาร การหลั่งของเหลวจะถูกกำจัดออกจากเซลล์ที่หลั่ง

ไซโตพลาสซึม –(ไซโตพลาสซึม + นิวเคลียสก่อตัวเป็นโปรโตพลาสซึม) ไซโตพลาสซึมประกอบด้วยสารพื้นดินที่เป็นน้ำ (เมทริกซ์ไซโตพลาสซึม, ไฮยาพลาสซึม, ไซโตโซล) และออร์แกเนลล์ต่างๆ และสารรวมที่อยู่ในนั้น

รวม-ของเสียจากเซลล์ การรวมมี 3 กลุ่ม - ความสำคัญทางโภชนาการ, การหลั่ง (เซลล์ต่อม) และความสำคัญพิเศษ (เม็ดสี)

ออร์แกเนลล์ –เหล่านี้เป็นโครงสร้างถาวรของไซโตพลาสซึมที่ทำหน้าที่บางอย่างในเซลล์

ออร์แกเนลล์ถูกแยกออกจากกัน ความหมายทั่วไปและพิเศษ ลักษณะพิเศษจะพบได้ในเซลล์ส่วนใหญ่ แต่มีอยู่ในปริมาณที่มีนัยสำคัญเฉพาะในเซลล์ที่ทำหน้าที่เฉพาะเท่านั้น เหล่านี้รวมถึง microvilli ของเซลล์เยื่อบุผิวในลำไส้, cilia ของเยื่อบุผิวของหลอดลมและหลอดลม, flagella, myofibrils (ทำให้กล้ามเนื้อหดตัว ฯลฯ )

ออร์แกเนลล์ที่มีความสำคัญโดยทั่วไป ได้แก่ ER, กอลจิคอมเพล็กซ์, ไมโตคอนเดรีย, ไรโบโซม, ไลโซโซม, เซนทริโอลของศูนย์กลางเซลล์, เพอรอกซิโซม, ไมโครทูบูล, ไมโครฟิลาเมนต์ ในเซลล์พืชจะมีพลาสติดและแวคิวโอล ออร์แกเนลล์ที่มีความสำคัญทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นออร์แกเนลที่มีโครงสร้างเมมเบรนและไม่ใช่เมมเบรน

ออร์แกเนลล์ที่มีโครงสร้างเมมเบรนมีทั้งแบบเมมเบรนสองชั้นหรือเมมเบรนเดี่ยว ไมโตคอนเดรียและพลาสติดจัดเป็นเซลล์เมมเบรนสองชั้น เซลล์เมมเบรนเดี่ยว ได้แก่ เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม, กอลไจคอมเพล็กซ์, ไลโซโซม, เพอรอกซิโซม และแวคิวโอล

ออร์แกเนลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้ม: ไรโบโซม, ศูนย์เซลล์, ไมโครทูบูล, ไมโครฟิลาเมนต์

ไมโตคอนเดรีย – เหล่านี้เป็นออร์แกเนลล์ที่มีรูปร่างกลมหรือวงรี ประกอบด้วยเมมเบรนสองแผ่น: ภายในและภายนอก เยื่อหุ้มชั้นในมีส่วนยื่นที่เรียกว่า คริสเต ซึ่งแบ่งไมโตคอนเดรียออกเป็นส่วนต่างๆ ช่องต่างๆ เต็มไปด้วยสาร - เมทริกซ์ เมทริกซ์ประกอบด้วย DNA, mRNA, tRNA, ไรโบโซม, เกลือแคลเซียมและแมกนีเซียม การสังเคราะห์โปรตีนอัตโนมัติเกิดขึ้นที่นี่ หน้าที่หลักของไมโตคอนเดรียคือการสังเคราะห์พลังงานและการสะสมในโมเลกุล ATP ไมโตคอนเดรียใหม่เกิดขึ้นในเซลล์อันเป็นผลมาจากการแบ่งตัวของไมโตคอนเดรียเก่า

พลาสติด – ออร์แกเนลล์ที่พบในเซลล์พืชเป็นหลัก มีสามประเภท: คลอโรพลาสซึ่งมีเม็ดสีเขียว; โครโมพลาสต์ (เม็ดสีสีแดง, สีเหลือง, สีส้ม); เม็ดเลือดขาว (ไม่มีสี)

คลอโรพลาสต์ต้องขอบคุณคลอโรฟิลล์เม็ดสีเขียวที่สามารถสังเคราะห์ได้ สารอินทรีย์จากอนินทรีย์โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์

โครโมพลาสต์ให้สีสดใสแก่ดอกไม้และผลไม้

เม็ดเลือดขาวสามารถสะสมสารอาหารสำรองได้ เช่น แป้ง ไขมัน โปรตีน ฯลฯ

ตาข่ายเอนโดพลาสมิก (กำไรต่อหุ้น ) เป็นระบบที่ซับซ้อนของแวคิวโอลและช่องที่ล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้ม มี EPS แบบเรียบ (เป็นเม็ด) และแบบหยาบ (เป็นเม็ด) สมูทไม่มีไรโบโซมอยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์ ประกอบด้วยการสังเคราะห์ไขมัน ไลโปโปรตีน การสะสมและการกำจัดสารพิษออกจากเซลล์ Granular ER มีไรโบโซมอยู่บนเยื่อหุ้มซึ่งมีการสังเคราะห์โปรตีน จากนั้นโปรตีนจะเข้าสู่ Golgi complex และจากที่นั่นออกไป

Golgi complex (อุปกรณ์ Golgi)มันเป็นกองถุงเมมเบรนที่แบน - ถังเก็บน้ำและระบบฟองอากาศที่เกี่ยวข้อง กองถังเก็บน้ำเรียกว่าไดกโยโซม

หน้าที่ของ Golgi complex : การดัดแปลงโปรตีน การสังเคราะห์โพลีแซ็กคาไรด์ การขนส่งสาร การสร้างเยื่อหุ้มเซลล์ การสร้างไลโซโซม

ไลโซโซม – เป็นถุงที่มีเอนไซม์ล้อมรอบเยื่อหุ้มเซลล์ พวกมันทำการสลายสารในเซลล์และแบ่งออกเป็นระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษา ไลโซโซมปฐมภูมิประกอบด้วยเอนไซม์ในรูปแบบที่ไม่ใช้งาน หลังจากเข้าสู่ออร์แกเนลล์แล้ว สารต่างๆเอนไซม์ถูกกระตุ้นและกระบวนการย่อยอาหารเริ่มต้นขึ้น - สิ่งเหล่านี้คือไลโซโซมทุติยภูมิ

เพอรอกซิโซมพวกมันดูเหมือนฟองอากาศที่ล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์เดียว ประกอบด้วยเอนไซม์ที่สลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ซึ่งเป็นพิษต่อเซลล์

แวคิวโอล – เหล่านี้เป็นออร์แกเนลล์ของเซลล์พืชที่มีน้ำนมในเซลล์ ใน น้ำนมเซลล์อาจมีสารอาหาร เม็ดสี และของเสียเหลืออยู่ แวคิวโอลมีส่วนร่วมในการสร้างแรงดัน turgor และควบคุมการเผาผลาญเกลือของน้ำ

ไรโบโซม – ออร์แกเนลล์ที่ประกอบด้วยหน่วยย่อยขนาดใหญ่และขนาดเล็ก สามารถอยู่ในห้องฉุกเฉินหรืออยู่ในเซลล์ได้อย่างอิสระ ทำให้เกิดเป็นโพลีโซม ประกอบด้วย rRNA และโปรตีน และก่อตัวขึ้นในนิวเคลียส การสังเคราะห์โปรตีนเกิดขึ้นในไรโบโซม

ศูนย์เซลล์ – พบในเซลล์สัตว์ เชื้อรา พืชชั้นล่างและไม่มีอยู่ในพืชชั้นสูง ประกอบด้วยเซนทริโอล 2 อัน และทรงกลมแผ่รังสี 1 อัน เซนทริโอลมีลักษณะเป็นทรงกระบอกกลวง ผนังประกอบด้วยไมโครทูบูล 9 ก้อน เมื่อเซลล์แบ่งตัว พวกมันจะก่อตัวเป็นเกลียวสปินเดิลแบบไมโทติค ซึ่งรับประกันการแยกโครมาทิดแบบอะนาเฟสของไมโทซิสและโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันระหว่างไมโอซิส

ไมโครทูบูล – การก่อตัวของท่อที่มีความยาวต่างๆ พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของเซนทริโอล, ไมโทติสสปินเดิล, แฟลเจลลา, ซีเลีย, ทำหน้าที่รองรับและส่งเสริมการเคลื่อนไหวของโครงสร้างภายในเซลล์

ไมโครฟิลาเมนต์ – การก่อตัวเป็นเส้นใยบาง ๆ ที่อยู่ทั่วไซโตพลาสซึม แต่มีจำนวนมากโดยเฉพาะภายใต้เยื่อหุ้มเซลล์ เมื่อรวมกับไมโครทูบูลพวกมันจะสร้างโครงร่างโครงร่างของเซลล์กำหนดการไหลของไซโตพลาสซึมการเคลื่อนไหวภายในเซลล์ของถุงคลอโรพลาสต์และออร์แกเนลล์อื่น ๆ

วิวัฒนาการของเซลล์

วิวัฒนาการของเซลล์มีสองขั้นตอน:

1. สารเคมี.

2.ทางชีวภาพ

ระยะเคมีเริ่มต้นเมื่อประมาณ 4.5 พันล้านปีก่อน ภายใต้อิทธิพล รังสีอัลตราไวโอเลต,การแผ่รังสี,การปล่อยฟ้าผ่า (แหล่งพลังงาน), การก่อตัวอย่างง่าย สารประกอบเคมี– โมโนเมอร์และจากนั้นก็ซับซ้อนกว่า – โพลีเมอร์และสารเชิงซ้อน (คาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน กรดนิวคลีอิก)

ขั้นตอนทางชีววิทยาของการสร้างเซลล์เริ่มต้นด้วยการปรากฏตัวของโปรไบโอต์ - ระบบที่ซับซ้อนที่แยกได้ซึ่งมีความสามารถในการสืบพันธุ์ด้วยตนเอง การควบคุมตนเอง และการคัดเลือกโดยธรรมชาติ Probionts เกิดขึ้นเมื่อ 3-3.8 พันล้านปีก่อน แบคทีเรียเซลล์โปรคาริโอตกลุ่มแรกมีต้นกำเนิดมาจากโปรไบโอติก เซลล์ยูคาริโอตวิวัฒนาการมาจากโปรคาริโอต (1-1.4 พันล้านปีก่อน) ในสองวิธี:

1) ผ่าน symbiosis ของเซลล์โปรคาริโอตหลายเซลล์ - นี่คือสมมติฐานทางชีวภาพ

2) โดยการรุกรานของเยื่อหุ้มเซลล์ สาระสำคัญของสมมติฐานการรุกรานคือเซลล์โปรคาริโอตมีจีโนมหลายตัวที่ติดอยู่กับผนังเซลล์ จากนั้นการรุกรานก็เกิดขึ้น - การรุกราน, การปลดเยื่อหุ้มเซลล์และจีโนมเหล่านี้กลายเป็นไมโตคอนเดรีย, คลอโรพลาสต์และนิวเคลียส

การแยกเซลล์และความเชี่ยวชาญเฉพาะทาง .

ความแตกต่างคือการก่อตัวของเซลล์และเนื้อเยื่อประเภทต่าง ๆ ในระหว่างการพัฒนาสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ สมมติฐานหนึ่งเชื่อมโยงความแตกต่างกับการแสดงออกของยีนในระหว่างการพัฒนาส่วนบุคคล การแสดงออกเป็นกระบวนการเปลี่ยนยีนบางตัวให้ทำงาน ซึ่งสร้างเงื่อนไขสำหรับการสังเคราะห์สารตามเป้าหมาย ดังนั้นเนื้อเยื่อจึงพัฒนาและเชี่ยวชาญไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง

ข้อมูลที่เกี่ยวข้อง.

เยื่อหุ้มเซลล์เรียกอีกอย่างว่าพลาสมา (หรือไซโตพลาสซึม) เมมเบรนและพลาสมาเล็มมา โครงสร้างนี้ไม่เพียงแต่แยกเนื้อหาภายในของเซลล์ออกจากสภาพแวดล้อมภายนอกเท่านั้น แต่ยังเป็นส่วนหนึ่งของออร์แกเนลล์ของเซลล์และนิวเคลียสส่วนใหญ่ด้วย ซึ่งจะแยกพวกมันออกจากไฮยาพลาสซึม (ไซโตซอล) ซึ่งเป็นส่วนของเหลวหนืดของไซโตพลาสซึม ตกลงจะโทรไป. ไซโต พลาสมาเมมเบรน สิ่งที่แยกเนื้อหาของเซลล์ออกจากสภาพแวดล้อมภายนอก เงื่อนไขที่เหลือหมายถึงเมมเบรนทั้งหมด

โครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์ (ชีวภาพ) ขึ้นอยู่กับไขมัน (ไขมัน) สองชั้น การก่อตัวของชั้นดังกล่าวสัมพันธ์กับลักษณะของโมเลกุล ไขมันไม่ละลายในน้ำ แต่จะควบแน่นด้วยวิธีของมันเอง ส่วนหนึ่งของโมเลกุลไขมันเดี่ยวคือหัวที่มีขั้ว (ถูกดึงดูดโดยน้ำ เช่น ชอบน้ำ) และอีกส่วนหนึ่งเป็นหางยาวที่ไม่มีขั้วคู่หนึ่ง (ส่วนหนึ่งของโมเลกุลนี้ถูกผลักด้วยน้ำ กล่าวคือ ไม่ชอบน้ำ) โครงสร้างของโมเลกุลนี้ทำให้พวกเขา "ซ่อน" หางจากน้ำและหันหัวขั้วโลกไปทางน้ำ

ผลที่ได้คือชั้นไขมันสองชั้น โดยหางที่ไม่มีขั้วอยู่ด้านใน (หันหน้าเข้าหากัน) และส่วนหัวของขั้วอยู่ด้านนอก (หันไปทางสภาพแวดล้อมภายนอกและไซโตพลาสซึม) พื้นผิวของเมมเบรนดังกล่าวเป็นแบบที่ชอบน้ำ แต่ภายในเป็นแบบไม่ชอบน้ำ

ในเยื่อหุ้มเซลล์ ฟอสโฟลิพิดมีชัยเหนือในบรรดาลิพิด (พวกมันอยู่ในลิพิดเชิงซ้อน) หัวของพวกเขามีกรดฟอสฟอริกตกค้าง นอกจากฟอสโฟลิพิดแล้ว ยังมีไกลโคลิพิด (ลิพิด + คาร์โบไฮเดรต) และโคเลสเตอรอล (เกี่ยวข้องกับสเตอรอล) ส่วนหลังให้ความแข็งแกร่งแก่เมมเบรนโดยอยู่ที่ความหนาระหว่างหางของไขมันที่เหลือ (โคเลสเตอรอลไม่เข้ากับน้ำอย่างสมบูรณ์)

เนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างไฟฟ้าสถิต โมเลกุลโปรตีนบางชนิดจึงเกาะติดกับหัวไขมันที่มีประจุ ซึ่งกลายเป็นโปรตีนจากเยื่อหุ้มผิว โปรตีนชนิดอื่นๆ ทำปฏิกิริยากับหางที่ไม่มีขั้ว ถูกฝังบางส่วนในชั้นสองชั้น หรือทะลุผ่านหางนั้น

ดังนั้นเยื่อหุ้มเซลล์จึงประกอบด้วยชั้นไขมันสองชั้น พื้นผิว (อุปกรณ์ต่อพ่วง) โปรตีนที่ฝังตัว (กึ่งอินทิกรัล) และโปรตีนที่ซึมผ่าน (อินทิกรัล) นอกจากนี้โปรตีนและไขมันบางชนิดที่อยู่ด้านนอกของเมมเบรนยังสัมพันธ์กับสายโซ่คาร์โบไฮเดรตอีกด้วย

นี้ แบบจำลองโมเสกของเหลวของโครงสร้างเมมเบรนถูกหยิบยกขึ้นมาในยุค 70 ของศตวรรษที่ XX ก่อนหน้านี้ มีการใช้แบบจำลองโครงสร้างแบบแซนด์วิช โดยที่ชั้นไขมัน bilayer ตั้งอยู่ด้านใน และด้านในและด้านนอกของเมมเบรนถูกปกคลุมด้วยชั้นโปรตีนพื้นผิวที่ต่อเนื่องกัน อย่างไรก็ตาม การสะสมข้อมูลการทดลองได้หักล้างสมมติฐานนี้

ความหนาของเยื่อหุ้มเซลล์ต่าง ๆ อยู่ที่ประมาณ 8 นาโนเมตร เมมเบรน (แม้กระทั่ง ด้านที่แตกต่างกันหนึ่ง) แตกต่างกันเป็นเปอร์เซ็นต์ ประเภทต่างๆไขมัน, โปรตีน, กิจกรรมของเอนไซม์เป็นต้น เมมเบรนบางชนิดมีของเหลวมากกว่าและซึมผ่านได้มากกว่า ส่วนเมมเบรนบางชนิดมีความหนาแน่นมากกว่า

เยื่อหุ้มเซลล์แตกตัวรวมกันได้ง่ายเนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของชั้นไขมัน ในระนาบของเมมเบรน ไขมันและโปรตีน (เว้นแต่ว่าพวกมันจะถูกยึดโดยโครงร่างโครงกระดูก) จะเคลื่อนไหว

หน้าที่ของเยื่อหุ้มเซลล์

โปรตีนส่วนใหญ่ที่แช่อยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่ของเอนไซม์ (คือเอนไซม์)

บ่อยครั้ง (โดยเฉพาะในเยื่อหุ้มเซลล์ของออร์แกเนลล์) เอนไซม์อยู่ในลำดับที่แน่นอนเพื่อให้ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาที่ถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ตัวหนึ่งเคลื่อนที่ไปยังตัวที่สองจากนั้นตัวที่สามเป็นต้น เครื่องลำเลียงถูกสร้างขึ้นเพื่อรักษาเสถียรภาพของโปรตีนบนพื้นผิวเนื่องจากไม่ได้ ปล่อยให้เอนไซม์ลอยไปตามชั้นไลปิด

เยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่กำหนดขอบเขต (สิ่งกีดขวาง) จากสิ่งแวดล้อมและในขณะเดียวกันก็ทำหน้าที่ขนส่ง เราสามารถพูดได้ว่านี่คือจุดประสงค์ที่สำคัญที่สุด เมมเบรนไซโตพลาสซึมซึ่งมีความแข็งแรงและความสามารถในการซึมผ่านแบบเลือกได้ช่วยรักษาความคงที่ขององค์ประกอบภายในของเซลล์ (สภาวะสมดุลและความสมบูรณ์ของมัน)ในกรณีนี้จะมีการขนส่งสารเกิดขึ้น

ในรูปแบบต่างๆ

- การขนส่งตามระดับความเข้มข้นเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของสารจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงกว่าไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า (การแพร่กระจาย) ตัวอย่างเช่น ก๊าซ (CO 2 , O 2 ) แพร่กระจาย

นอกจากนี้ยังมีการขนส่งแบบไล่ระดับความเข้มข้นด้วย แต่มีการใช้พลังงาน

การคมนาคมสามารถเป็นแบบพาสซีฟและอำนวยความสะดวกได้ (เมื่อได้รับความช่วยเหลือจากผู้ให้บริการขนส่งบางประเภท) การแพร่กระจายแบบพาสซีฟผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เป็นไปได้สำหรับสารที่ละลายในไขมัน

มีโปรตีนพิเศษที่ทำให้เมมเบรนซึมผ่านน้ำตาลและสารที่ละลายน้ำได้อื่นๆ ตัวพาดังกล่าวจับกับโมเลกุลที่ถูกขนส่งและดึงพวกมันผ่านเมมเบรน นี่คือวิธีการขนส่งกลูโคสภายในเซลล์เม็ดเลือดแดงโปรตีนที่ร้อยเกลียวรวมกันเพื่อสร้างรูพรุนสำหรับการเคลื่อนที่ของสารบางชนิดผ่านเมมเบรน พาหะดังกล่าวไม่เคลื่อนที่ แต่ก่อตัวเป็นช่องทางในเมมเบรนและทำงานคล้ายกับเอนไซม์ซึ่งจับกับสารเฉพาะ การถ่ายโอนเกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างโปรตีน ส่งผลให้เกิดการสร้างช่องในเมมเบรน ตัวอย่างคือปั๊มโซเดียมโพแทสเซียม สารอันตรายและแบคทีเรีย เช่น เอ็นโดไซโทซิสทำหน้าที่ปกป้องร่างกาย

Endocytosis แบ่งออกเป็น ฟาโกไซโตซิส(ไซโตพลาสซึมห่อหุ้มอนุภาคขนาดใหญ่) และ พิโนไซโทซิส(จับหยดของเหลวที่มีสารที่ละลายอยู่ในนั้น) กลไกของกระบวนการเหล่านี้ใกล้เคียงกัน สารที่ถูกดูดซับบนพื้นผิวของเซลล์จะถูกล้อมรอบด้วยเมมเบรน เกิดตุ่ม (phagocytic หรือ pinocytic) ซึ่งจะเคลื่อนเข้าสู่เซลล์

Exocytosis คือการกำจัดสารออกจากเซลล์ (ฮอร์โมน โพลีแซ็กคาไรด์ โปรตีน ไขมัน ฯลฯ) โดยเยื่อหุ้มเซลล์ สารเหล่านี้มีอยู่ในถุงเมมเบรนที่พอดีกับเยื่อหุ้มเซลล์ เยื่อหุ้มทั้งสองผสานกันและเนื้อหาปรากฏอยู่นอกเซลล์

เมมเบรนไซโตพลาสซึมทำหน้าที่รับเมื่อต้องการทำเช่นนี้ โครงสร้างจะอยู่ที่ด้านนอกซึ่งสามารถรับรู้ถึงสิ่งกระตุ้นทางเคมีหรือกายภาพ โปรตีนบางชนิดที่ทะลุพลาสมาเลมมานั้นเชื่อมต่อจากด้านนอกเข้ากับโซ่โพลีแซ็กคาไรด์ (ก่อตัวเป็นไกลโคโปรตีน) เหล่านี้คือตัวรับโมเลกุลที่แปลกประหลาดซึ่งจับฮอร์โมน เมื่อฮอร์โมนตัวใดตัวหนึ่งจับกับตัวรับ มันจะเปลี่ยนโครงสร้างของมัน ซึ่งจะกระตุ้นให้เกิดกลไกการตอบสนองของเซลล์ ในกรณีนี้ ช่องสามารถเปิดได้ และสารบางชนิดสามารถเริ่มเข้าหรือออกจากเซลล์ได้

การทำงานของตัวรับของเยื่อหุ้มเซลล์ได้รับการศึกษาอย่างดีโดยพิจารณาจากการกระทำของฮอร์โมนอินซูลิน เมื่ออินซูลินจับกับตัวรับไกลโคโปรตีน ตัวเร่งปฏิกิริยาภายในเซลล์ของโปรตีนนี้ (เอนไซม์อะดีนิเลตไซคลอส) จะถูกกระตุ้น เอนไซม์สังเคราะห์ cyclic AMP จาก ATP มันกระตุ้นหรือยับยั้งเอนไซม์ต่างๆ ของการเผาผลาญของเซลล์แล้ว

การทำงานของตัวรับของเมมเบรนไซโตพลาสซึมยังรวมถึงการจดจำเซลล์ข้างเคียงที่เป็นชนิดเดียวกันด้วย เซลล์ดังกล่าวเกาะติดกันด้วยการสัมผัสระหว่างเซลล์ต่างๆ

ในเนื้อเยื่อด้วยความช่วยเหลือของการสัมผัสระหว่างเซลล์ เซลล์สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกันโดยใช้สารโมเลกุลต่ำที่สังเคราะห์ขึ้นเป็นพิเศษ ตัวอย่างหนึ่งของปฏิสัมพันธ์ดังกล่าวคือการยับยั้งการสัมผัส เมื่อเซลล์หยุดการเจริญเติบโตหลังจากได้รับข้อมูลว่าพื้นที่ว่างถูกครอบครอง

การติดต่อระหว่างเซลล์สามารถทำได้ง่าย (เยื่อหุ้มเซลล์ต่าง ๆ ติดกัน), การล็อค (การบุกรุกของเยื่อหุ้มเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง), เดสโมโซม (เมื่อเยื่อหุ้มเชื่อมต่อกันด้วยมัดของเส้นใยตามขวางที่เจาะเข้าไปในไซโตพลาสซึม) นอกจากนี้ยังมีการติดต่อระหว่างเซลล์หลายแบบเนื่องจากผู้ไกล่เกลี่ย (ตัวกลาง) - ไซแนปส์ ในนั้นสัญญาณจะถูกส่งไม่เพียงแต่ทางเคมีเท่านั้น แต่ยังส่งสัญญาณทางไฟฟ้าด้วย ไซแนปส์ส่งสัญญาณระหว่าง เซลล์ประสาทตลอดจนจากประสาทไปจนถึงกล้ามเนื้อ

ด้านนอกของเซลล์ถูกปกคลุมด้วยพลาสมาเมมเบรน (หรือเยื่อหุ้มเซลล์ด้านนอก) ที่มีความหนาประมาณ 6-10 นาโนเมตร

เยื่อหุ้มเซลล์เป็นฟิล์มหนาแน่นของโปรตีนและไขมัน (ส่วนใหญ่เป็นฟอสโฟลิปิด) โมเลกุลของไขมันถูกจัดเรียงอย่างเป็นระเบียบ ตั้งฉากกับพื้นผิวเป็นสองชั้น เพื่อให้ส่วนที่ทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างเข้มข้น (ชอบน้ำ) หันออกด้านนอก และส่วนที่เฉื่อยต่อน้ำ (ไม่ชอบน้ำ) หันเข้าด้านใน

โมเลกุลของโปรตีนตั้งอยู่ในชั้นที่ไม่ต่อเนื่องกันบนพื้นผิวของโครงไขมันทั้งสองด้าน บางส่วนถูกแช่อยู่ในชั้นไขมันและบางส่วนก็ผ่านเข้าไปทำให้เกิดพื้นที่ที่น้ำซึมเข้าไปได้ โปรตีนเหล่านี้ทำงาน ฟังก์ชั่นต่างๆ- บางส่วนเป็นเอนไซม์ส่วนบางชนิดเป็นโปรตีนขนส่งที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนสารบางชนิดจากสิ่งแวดล้อมไปยังไซโตพลาสซึมและไปในทิศทางตรงกันข้าม

หน้าที่พื้นฐานของเยื่อหุ้มเซลล์

คุณสมบัติหลักอย่างหนึ่งของเยื่อชีวภาพคือการซึมผ่านแบบเลือกสรร (การซึมผ่านแบบกึ่ง)- สารบางชนิดผ่านเข้าไปได้ยาก ส่วนสารอื่นๆ ทะลุผ่านได้ง่ายและมีความเข้มข้นสูงกว่าด้วยซ้ำ ดังนั้น สำหรับเซลล์ส่วนใหญ่ ความเข้มข้นของ Na ไอออนภายในจึงต่ำกว่าในอย่างมีนัยสำคัญ สิ่งแวดล้อม- ความสัมพันธ์ตรงกันข้ามเป็นเรื่องปกติสำหรับ K ไอออน: ความเข้มข้นภายในเซลล์สูงกว่าภายนอก ดังนั้น Na ไอออนมักจะทะลุผ่านเซลล์ และ K ไอออนมักจะออกไป การทำให้ความเข้มข้นของไอออนเหล่านี้เท่ากันถูกป้องกันโดยการมีอยู่ในเมมเบรนของระบบพิเศษที่ทำหน้าที่เป็นปั๊ม ซึ่งจะปั๊ม Na ไอออนออกจากเซลล์และปั๊ม K ไอออนภายในพร้อมกัน

แนวโน้มของ Na ไอออนที่จะเคลื่อนที่จากภายนอกสู่ภายในนั้นใช้เพื่อขนส่งน้ำตาลและกรดอะมิโนเข้าสู่เซลล์ ด้วยการกำจัด Na ไอออนออกจากเซลล์อย่างแข็งขัน เงื่อนไขจะถูกสร้างขึ้นสำหรับการป้อนกลูโคสและกรดอะมิโนเข้าไป

ในหลายเซลล์ สารต่างๆ จะถูกดูดซึมโดยฟาโกไซโตซิสและพิโนไซโทซิสเช่นกัน ที่ ฟาโกไซโตซิสเยื่อหุ้มชั้นนอกที่ยืดหยุ่นจะก่อให้เกิดการกดขนาดเล็กซึ่งทำให้อนุภาคที่ถูกจับตกลงไป ช่องนี้จะเพิ่มขึ้น และอนุภาคจะจมอยู่ในไซโตพลาสซึมของเซลล์ที่ล้อมรอบด้วยส่วนของเยื่อหุ้มชั้นนอก ปรากฏการณ์ของ phagocytosis เป็นลักษณะของอะมีบาและโปรโตซัวอื่น ๆ เช่นเดียวกับเม็ดเลือดขาว (phagocytes) เซลล์ดูดซับของเหลวที่มี กรงที่จำเป็นสาร ปรากฏการณ์นี้ถูกเรียกว่า พิโนไซโทซิส.

เยื่อหุ้มชั้นนอกของเซลล์ต่าง ๆ มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในทั้งสองเซลล์ องค์ประกอบทางเคมีโปรตีนและไขมัน และตามปริมาณที่สัมพันธ์กัน เป็นคุณสมบัติเหล่านี้ที่กำหนดความหลากหลายในกิจกรรมทางสรีรวิทยาของเยื่อหุ้มเซลล์ต่าง ๆ และบทบาทในชีวิตของเซลล์และเนื้อเยื่อ

ตาข่ายเอนโดพลาสซึมของเซลล์เชื่อมต่อกับเยื่อหุ้มชั้นนอก ด้วยความช่วยเหลือของเยื่อหุ้มชั้นนอกพวกเขาจะดำเนินการ ประเภทต่างๆการติดต่อระหว่างเซลล์เช่น การสื่อสารระหว่างแต่ละเซลล์

เซลล์หลายประเภทมีลักษณะเฉพาะโดยการปรากฏอยู่บนพื้นผิว ปริมาณมากส่วนที่ยื่นออกมา, รอยพับ, ไมโครวิลลี่ มีส่วนทำให้พื้นที่ผิวของเซลล์เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและการเผาผลาญที่ดีขึ้น เช่นเดียวกับการเชื่อมต่อที่แน่นแฟ้นยิ่งขึ้นระหว่างเซลล์แต่ละเซลล์และแต่ละเซลล์

เซลล์พืชมีเยื่อหุ้มเซลล์หนาอยู่ด้านนอกเยื่อหุ้มเซลล์ มองเห็นได้ชัดเจนด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ประกอบด้วยเส้นใย (เซลลูโลส) พวกมันสร้างการรองรับเนื้อเยื่อพืช (ไม้) อย่างแข็งแกร่ง

เซลล์สัตว์บางชนิดยังมีโครงสร้างภายนอกจำนวนหนึ่งอยู่ด้านบนของเยื่อหุ้มเซลล์และมีลักษณะเป็นการป้องกัน ตัวอย่างคือไคตินของเซลล์แมลง

หน้าที่ของเยื่อหุ้มเซลล์ (สั้น ๆ )

การทำงาน	คำอธิบาย
สิ่งกีดขวางป้องกัน	แยกออร์แกเนลล์ของเซลล์ภายในออกจากสภาพแวดล้อมภายนอก
กฎระเบียบ	ควบคุมการเผาผลาญระหว่างเนื้อหาภายในเซลล์และสภาพแวดล้อมภายนอก
การแบ่งส่วน (การแบ่งส่วน)	การแบ่งพื้นที่ภายในของเซลล์ออกเป็นบล็อกอิสระ (ช่อง)
พลังงาน	- การสะสมและการเปลี่ยนแปลงพลังงาน - ปฏิกิริยาแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสงในคลอโรพลาสต์ - การดูดซึมและการหลั่ง
ตัวรับ (ข้อมูล)	มีส่วนร่วมในการก่อตัวของความเร้าอารมณ์และความประพฤติ
มอเตอร์	ดำเนินการเคลื่อนไหวของเซลล์หรือแต่ละส่วน