Hücre uzun zamandır tüm canlıların yapısal bir birimi olarak tanımlanmıştır. Ve gerçekten öyle. Gerçekten de, tuğlalar gibi milyarlarca bu yapı, bitkileri ve hayvanları, bakterileri ve mikroorganizmaları, insanları oluşturur. Her organ, doku, vücut sistemi - her şey hücrelerden yapılmıştır.

Bu nedenle iç yapısının, kimyasal bileşiminin ve akıcı biyolojik yapısının tüm inceliklerini bilmek çok önemlidir. kimyasal reaksiyonlar... Bu yazımızda plazma zarının ne olduğunu, yerine getirdiği işlevleri ve yapısını ele alacağız.

Hücre organelleri

Organeller, hücrenin içinde bulunan ve hücrenin yapısını ve hayati fonksiyonlarını sağlayan en küçük yapısal parçalardır. Bunlar birçok farklı temsilciyi içerir:

1. Hücre zarı.
2. Kromozomal materyalli çekirdek ve çekirdekçikler.
3. İnklüzyonlu sitoplazma.
4. Lizozomlar.
5. Mitokondri.
6. Ribozomlar.
7. Hücre bitki ise kofullar ve kloroplastlar.

Listelenen yapıların her birinin kendi karmaşık yapısı vardır, RİA (yüksek moleküler ağırlıklı maddeler) tarafından oluşturulur, kesin olarak tanımlanmış işlevleri yerine getirir ve tüm organizmanın bir bütün olarak hayati aktivitesini sağlayan bir biyokimyasal reaksiyonlar kompleksinde yer alır.

Membranın genel yapısı

Yapı hücre zarı 18. yüzyıldan beri araştırılmaktadır. Maddeleri seçici olarak geçirme veya tutma yeteneği ilk o zaman keşfedildi. Mikroskopinin gelişmesiyle, zarın ince yapısının ve yapısının incelenmesi daha mümkün hale geldi ve bu nedenle bugün hakkında neredeyse her şey biliniyor.

Ana adı plazmalemma ile eş anlamlıdır. Plazma zarının bileşimi, üç ana RİA tipi ile temsil edilir:

• proteinler;
• lipitler;
• karbonhidratlar.

Bu bileşiklerin oranı ve yeri, farklı organizmaların (bitki, hayvan veya bakteri) hücreleri arasında değişebilir.

Sıvı mozaik yapı modeli

Birçok bilim adamı, lipitlerin ve proteinlerin zarda nasıl yer aldığına dair varsayımlarda bulunmaya çalıştı. Ancak 1972'de bilim adamları Singer ve Nicholson, plazma zarının yapısını yansıtan, bugün hala geçerli olan bir model önerdiler. Buna sıvı-mozaik denir ve özü aşağıdaki gibidir: moleküllerin hidrofobik uçları tarafından içe doğru ve hidrofilik dışa doğru yönlendirilen iki katman halinde farklı lipitler düzenlenir. Ayrıca, bir mozaik gibi tüm yapı, eşit olmayan tipte protein moleküllerinin yanı sıra az miktarda heksoz (karbonhidrat) ile nüfuz eder.

Önerilen sistemin tamamı sabit dinamiktir. Proteinler, yalnızca bilipid tabakanın içinden ve içinden nüfuz etmekle kalmaz, aynı zamanda içeriye gömülerek kendilerini yanlarından birine yönlendirebilirler. Veya genel olarak, yerini değiştirerek zar boyunca "yürümekte" serbesttir.

Bu teorinin savunmasında ve gerekçesinde kanıt, mikroskobik analiz verileridir. Açık siyah beyaz fotoğraflar zarın katmanları açıkça görülebilir, üst ve alt eşit derecede karanlık ve ortası daha açık. Katmanların tam olarak lipitlere ve proteinlere dayandığını kanıtlayan bir dizi deney de yapıldı.

Plazma zarı proteinleri

Bir bitki hücresinin zarındaki lipitlerin ve proteinlerin yüzdesini düşünürsek, yaklaşık olarak aynı olacaktır - %40/40. Hayvan plazmalemmasında proteinler %60'a kadar, bakteriyelde ise %50'ye kadardır.

Plazma zarı oluşur farklı şekiller proteinler ve bunların her birinin işlevleri de özeldir.

1. Çevresel moleküller. Bunlar, lipid çift tabakasının iç veya dış kısımlarının yüzeyine yönlendirilmiş proteinlerdir. Molekül yapısı ile katman arasındaki başlıca etkileşim türleri şunlardır:

• hidrojen bağları;
• iyonik etkileşimler veya tuz köprüleri;
• elektrostatik çekim.

Periferik proteinlerin kendileri suda çözünür bileşiklerdir, bu nedenle onları plazmalemmadan zarar görmeden ayırmak zor değildir. Bu yapılara hangi maddeler aittir? En yaygın ve çok sayıda olanı spektrin fibriller proteinidir. Bireysel hücre plazmalemmalarındaki tüm zar proteinlerinin kütlesinde %75'e kadar olabilir.

Neden ihtiyaç duyulur ve plazma zarı onlara nasıl bağlıdır? Fonksiyonlar aşağıdaki gibidir:

• hücrenin hücre iskeletinin oluşumu;
• sabit bir form korumak;
• integral proteinlerin aşırı hareketliliğinin kısıtlanması;
• iyonların plazmolemma yoluyla taşınmasının koordinasyonu ve uygulanması;
• oligosakkarit zincirlerine bağlanabilir ve zardan ve zara reseptör sinyal iletimine katılabilir.

2. Yarı integral proteinler. Bu moleküllere, lipid çift tabakasına tamamen veya yarıya, farklı derinliklerde daldırılan moleküller denir. Örnekler arasında bakteriorhodopsin, sitokrom oksidaz ve diğerleri bulunur. Bunlara "bağlı" proteinler de denir, yani sanki tabakanın iç kısmına bağlıymış gibi. Ne ile iletişime geçebilirler ve nasıl kök salıp tutunurlar? Çoğu zaman, miristik veya palmitik asitler, izopren veya steroller olabilen özel moleküller nedeniyle. Örneğin, hayvanların plazmalemmasında kolesterol ile ilişkili yarı integral proteinler vardır. Bunlar henüz bitkilerde ve bakterilerde bulunmamıştır.

3. İntegral proteinler. Plazmolemmanın en önemlilerinden bazıları. Her iki lipit katmanına da nüfuz eden kanallar gibi bir şey oluşturan yapılardır. Lipidlerin geçmemesi için birçok molekül hücreye bu yollardan girer. Bu nedenle, ayrılmaz yapıların ana rolü, taşıma için iyon kanallarının oluşumudur.

Lipid tabakasının iki tür geçirgenliği vardır:

• monotopik - bir kez;
• politopik - birkaç yerde.

İntegral protein türleri arasında glikoforin, proteolipidler, proteoglikanlar ve diğerleri bulunur. Hepsi suda çözünmezler ve lipid tabakasına sıkıca gömülürler, bu nedenle plazma zarının yapısına zarar vermeden onları çıkarmak imkansızdır. Yapıları gereği bu proteinler küreseldir, hidrofobik uçları lipid tabakasının içinde bulunur ve hidrofilik uçları bunun üzerindedir ve tüm yapının üzerine çıkabilir. İntegral proteinler hangi etkileşimlerle içeride tutulur? Bunda yağ asidi radikallerine hidrofobik çekim ile yardımcı olurlar.

Bu nedenle, plazma zarının içerdiği bir dizi farklı protein molekülü vardır. Bu moleküllerin yapısı ve işlevi birkaç genel noktada birleştirilebilir.

1. Yapısal periferik proteinler.
2. Katalitik enzim proteinleri (yarı integral ve integral).
3. Alıcı (çevresel, integral).
4. Taşıma (entegre).

Plazmalemma lipidleri

Plazma zarını temsil eden sıvı çift lipid tabakası çok hareketli olabilir. Gerçek şu ki, farklı moleküller üst katmandan alt katmana geçebilir ve bunun tersi de yapı dinamiktir. Bu tür geçişlerin bilimde kendi adları vardır - "flip-flop". Bir tek tabaka içinde veya yukarıdan aşağıya ve tersi, flipaz içindeki moleküllerin yeniden düzenlenmesi işlemlerini katalize eden bir enzimin adından oluşturulmuştur.

Hücre plazma zarının içerdiği lipid miktarı, protein sayısı kadardır. Tür çeşitliliği geniştir. Aşağıdaki ana gruplar ayırt edilebilir:

• fosfolipidler;
• sfingofospolipidler;
• glikolipidler;
• kolesterol.

İlk fosfolipid grubu, gliserofosfolipidler ve sfingomiyelinler gibi molekülleri içerir. Bu moleküller, membran çift tabakasının omurgasını oluşturur. Bileşiklerin hidrofobik uçları tabakanın içine doğru, hidrofilik uçları ise dışa doğru yönlendirilir. Bağlantı örnekleri:

• fosfatidilkolin;
• fosfatidilserin;
• kardiyolipin;
• fosfatidilinositol;
• sfingomyelin;
• fosfatidilgliserol;
• fosfatidiletanolamin.

Bu molekülleri incelemek için, fosfolipidlerin parçalanma sürecini katalize eden özel bir enzim olan fosfolipaz tarafından bazı kısımlardaki zar tabakasını yok etmek için bir yöntem kullanılır.

Listelenen bileşiklerin işlevleri aşağıdaki gibidir:

1. Plazma zarı çift tabakasının genel yapısını ve yapısını sağlayın.
2. Yüzeydeki ve tabaka içindeki proteinlerle temas halindedir.
3. Hücrenin plazma zarının çeşitli sıcaklık koşulları altında sahip olacağı kümelenme durumunu belirleyin.
4. Farklı moleküller için plazmolemmanın sınırlı geçirgenliğine katılın.
5. Şekil farklı şekiller hücre zarlarının birbirleriyle etkileşimleri (dezmozom, yarık boşluk, sıkı temas).

Sfingofosfolipidler ve zar glikolipidleri

Sfingomyelinler veya sfingofosfolipidler, kimyasal yapıları gereği, amino alkol sfingozinin türevleridir. Fosfolipidlerle birlikte, zarın bilipid tabakasının oluşumunda yer alırlar.

Glikolipidler, plazma zarının özelliklerini büyük ölçüde belirleyen bir madde olan glikokaliks içerir. Esas olarak oligosakkaritlerden oluşan jöle benzeri bir bileşiktir. Glikokaliks, plazma zarının toplam kütlesinin %10'unu kaplar. Plazma zarı bu maddeyle, yaptığı yapı ve işlevlerle doğrudan ilişkilidir. Örneğin, glikokaliks şunları gerçekleştirir:

• membran işaretleyici işlevi;
• alıcı;
• hücre içindeki parçacıkların parietal sindirim süreçleri.

Glikokaliks lipidinin varlığının sadece hayvan hücreleri için karakteristik olduğu, bitki, bakteri ve mantarlar için olmadığı belirtilmelidir.

Kolesterol (membran sterolü)

Memelilerde hücre çift tabakasının önemli bir bileşenidir. Bitkilerde, bakteri ve mantarlarda da bulunmaz. Kimyasal açıdan, bir alkol, siklik, monohidriktir.

Diğer lipidler gibi amfifilik özelliklere sahiptir (molekülün hidrofilik ve hidrofobik ucunun varlığı). İki tabakanın sınırlayıcı ve akış kontrolü olarak membranda önemli bir rol oynar. Ayrıca D vitamini üretimine katılır, seks hormonlarının oluşumunda suç ortağıdır.

Bitki hücrelerinde, hayvan zarlarının oluşumunda yer almayan fitosteroller bulunur. Bazı verilere göre bu maddelerin belirli hastalık türlerine karşı bitki direnci sağladığı bilinmektedir.

Plazma zarı, genel bir etkileşimde, bir komplekste kolesterol ve diğer lipidler tarafından oluşturulur.

membran karbonhidratlar

Bu madde grubu, plazmalemma bileşiklerinin toplam bileşiminin yaklaşık %10'unu oluşturur. V basit biçim mono-, di-, polisakaritler bulunmaz, sadece glikoproteinler ve glikolipidler şeklinde bulunur.

İşlevleri, hücre içi ve hücreler arası etkileşimler üzerinde kontrol uygulamak, protein moleküllerinin zardaki belirli bir yapısını ve konumunu korumak ve ayrıca alımı gerçekleştirmektir.

Plazmalemmanın ana işlevleri

Plazma zarının hücrede oynadığı rol çok önemlidir. İşlevleri çok yönlü ve önemlidir. Onları daha ayrıntılı olarak ele alalım.

1. Hücrenin içeriğini sınırlar Çevre ve onu dış etkilerden korur. Bir zarın varlığı nedeniyle, sabit bir seviyede tutulur kimyasal bileşim sitoplazma, içeriği.
2. Plazmalemma, hücreye belirli bir şekil veren ve koruyan bir dizi protein, karbonhidrat ve lipit içerir.
3. Her hücre organelinde zar vezikül (vezikül) adı verilen bir zar bulunur.
4. Plazmalemmanın bileşen bileşimi, içinde seçici taşıma gerçekleştirerek hücrenin "koruyucusu" rolünü oynamasına izin verir.
5. Reseptörler, enzimler, biyolojik olarak aktif maddeler hücrede işlev görür ve hücreye nüfuz eder, ancak zarın proteinleri ve lipitleri sayesinde yüzey zarı ile işbirliği yapar.
6. Plazmalemma yoluyla, sadece çeşitli doğalardaki bileşikler değil, aynı zamanda hayati aktivite için önemli olan iyonlar da (sodyum, potasyum, kalsiyum ve diğerleri) taşınır.
7. Zar, hücrenin dışında ve içinde ozmotik dengeyi sağlar.
8. Plazmalemma, iyonlar ve çeşitli doğadaki bileşikler, elektronlar, hormonlar yardımıyla sitoplazmadan organellere aktarılır.
9. Emilim onun aracılığıyla gerçekleşir. Güneş ışığı kuanta ve hücre içindeki sinyallerin uyanışı şeklinde.
10. Hareket ve dinlenme dürtülerini üreten bu yapıdır.
11. Hücrenin ve yapılarının küçük deformasyonlardan ve fiziksel etkilerden mekanik olarak korunması.
12. Hücre yapışması yani yapışması ve birbirine yakın tutulması da zar sayesinde gerçekleşir.

Hücre plazmalemması ve sitoplazma birbirine çok yakından bağlıdır. Plazma zarı, hücreye giren ve viskoz bir iç ortamda serbestçe bulunan tüm maddeler ve moleküller, iyonlar ile yakın temas halindedir. Bu bağlantılar herkesin içine girmeye çalışıyor hücre yapıları, ancak bariyer sadece kendi içinden farklı taşıma türlerini gerçekleştirebilen zardır. Veya bazı bağlantı türlerini hiç atlamayın.

Hücre bariyeri boyunca taşıma türleri

Plazma zarı boyunca taşıma, ortak bir fiziksel özellik olan maddelerin difüzyon yasası ile birleştirilen çeşitli şekillerde gerçekleştirilir.

1. Pasif taşıma veya difüzyon ve ozmoz. Yüksek konsantrasyonlu bir alandan düşük konsantrasyonlu bir alana bir gradyan boyunca iyonların ve çözücünün membran boyunca serbest hareketini ifade eder. Kendi kendine aktığı için enerji tüketimi gerektirmez. Bu, sodyum-potasyum pompasının etkisi, solunum sırasında oksijen ve karbondioksitin değişmesi, glikozun kana salınması vb. Çok yaygın bir fenomen kolaylaştırılmış difüzyondur. Bu işlem, istenen bileşiğe yapışan ve onu protein kanalı boyunca veya lipit tabakası yoluyla hücreye sürükleyen bir tür yardımcı maddenin varlığını ima eder.
2. Aktif taşıma, zar yoluyla emilim ve atılım süreçleri için enerji harcanmasını ifade eder. İki ana yol vardır: ekzositoz - dışarıdaki moleküllerin ve iyonların uzaklaştırılması. Endositoz, hücre içindeki katı ve sıvı parçacıkların yakalanması ve iletilmesidir. Buna karşılık, ikinci aktif taşıma yöntemi iki tür işlem içerir. Katı moleküllerin, maddelerin, bileşiklerin ve iyonların vezikül zarı tarafından alınması ve hücre içine taşınmasından oluşan fagositoz. Bu işlem sırasında büyük veziküller oluşur. Pinositoz ise sıvıların, çözücülerin ve diğer maddelerin damlacıklarının emilmesi ve hücre içine taşınmasından oluşur. Küçük kabarcıkların oluşumunu içerir.

Her iki süreç de - pinositoz ve fagositoz - sadece bileşiklerin ve sıvıların taşınmasında değil, aynı zamanda hücrenin ölü hücrelerin, mikroorganizmaların ve zararlı bileşiklerin kalıntılarından korunmasında da önemli bir rol oynar. Bu aktif taşıma yöntemlerinin aynı zamanda hücrenin ve yapılarının çeşitli tehlikelerden immünolojik olarak korunmasının varyantları olduğunu söyleyebiliriz.

Hücre zarı plazma (veya sitoplazmik) membran ve plazmalemma olarak da adlandırılır. Bu yapı sadece hücrenin iç içeriğini dış ortamdan ayırmakla kalmaz, aynı zamanda çoğu hücre organelinin ve çekirdeğin bileşimine girer ve sırayla onları sitoplazmanın viskoz-sıvı kısmı olan hiyaloplazmadan (sitosol) ayırır. aramayı kabul edelim Sitoplazmik membran hücrenin içeriğini dış ortamdan ayıran. Terimlerin geri kalanı tüm membranları belirtir.

Hücresel (biyolojik) zarın yapısı, çift bir lipit tabakasına (yağlara) dayanır. Böyle bir katmanın oluşumu, moleküllerinin özellikleri ile ilişkilidir. Lipitler suda çözünmezler, ancak kendi yollarıyla yoğunlaşırlar. Tek bir lipit molekülünün bir kısmı bir kutup başıdır (su tarafından çekilir, yani hidrofiliktir), diğeri ise bir çift uzun polar olmayan kuyruktur (molekülün bu kısmı su tarafından itilir, yani hidrofobiktir). Moleküllerin bu yapısı onların kuyruklarını sudan "gizlemelerini" ve kutup başlarını suya çevirmelerini sağlar.

Sonuç olarak, polar olmayan kuyrukların içeride (birbirine dönük) ve kutup başlarının dışa dönük (dış ortama ve sitoplazmaya doğru) olduğu bir çift lipit tabakası oluşur. Böyle bir zarın yüzeyi hidrofiliktir, ancak içinde hidrofobiktir.

Hücre zarlarında, lipidler arasında fosfolipidler baskındır (karmaşık lipidlere bakın). Kafaları bir fosforik asit kalıntısı içerir. Fosfolipidlere ek olarak, glikolipidler (lipidler + karbonhidratlar) ve kolesterol (sterolleri ifade eder) vardır. Sonuncusu, kalan lipidlerin kuyrukları arasındaki kalınlığında yer alarak zara sertlik verir (kolesterol tamamen hidrofobiktir).

Elektrostatik etkileşim nedeniyle, bazı protein molekülleri, yüzey membran proteinleri haline gelen yüklü lipid kafalarına bağlanır. Diğer proteinler, polar olmayan kuyruklarla etkileşime girer, kendilerini kısmen çift tabakaya batırır veya içinden ve içinden nüfuz eder.

Böylece, hücre zarıçift ​​katmanlı lipidler, yüzey (çevresel), batık (yarı tümleşik) ve geçirgen (entegral) proteinlerden oluşur. Ek olarak, zarın dışındaki bazı proteinler ve lipidler karbonhidrat zincirlerine bağlıdır.

o membran yapısının sıvı-mozaik modeli XX yüzyılın 70'lerinde piyasaya sürüldü. Bundan önce, lipid çift tabakasının içeride olduğu ve zarın içinden ve dışından sürekli yüzey proteinleri katmanları ile kaplandığına göre yapının bir sandviç modeli varsayılmıştır. Ancak deneysel verilerin birikimi bu hipotezi çürüttü.

Farklı hücrelerdeki zarların kalınlığı yaklaşık 8 nm'dir. Zarlar (birinin farklı tarafları bile) farklı tipteki lipidlerin, proteinlerin, enzimatik aktivitenin vb. yüzdesi bakımından kendi aralarında farklılık gösterir. Bazı zarlar daha sıvı ve daha geçirgendir, diğerleri daha yoğundur.

Hücre zarının yırtılmaları, lipid çift tabakasının fizikokimyasal özelliklerinden dolayı kolayca birleşir. Zar düzleminde lipidler ve proteinler (hücre iskeleti tarafından sabitlenmedikçe) hareket eder.

Hücre zarı fonksiyonları

Hücre zarına daldırılan çoğu protein, enzimatik bir işlev gerçekleştirir (bunlar enzimlerdir). Çoğu zaman (özellikle hücre organellerinin zarlarında) enzimler, bir enzim tarafından katalize edilen reaksiyon ürünleri ikinciye, sonra üçüncüye vb. geçecek şekilde belirli bir sırayla düzenlenir. enzimlerin lipid çift tabakası boyunca yüzmesine izin verir.

Hücre zarı çevreden sınırlayıcı (bariyer) bir işlev ve aynı zamanda bir taşıma işlevi gerçekleştirir. En önemli amacının bu olduğunu söyleyebiliriz. Mukavemet ve seçici geçirgenliğe sahip olan sitoplazmik zar, hücrenin iç bileşiminin (homeostazı ve bütünlüğü) sabitliğini korur.

Bu durumda, maddelerin taşınması çeşitli şekillerde gerçekleşir. Konsantrasyon gradyan taşınımı, maddelerin konsantrasyonunun daha yüksek olduğu bir alandan daha düşük olduğu bir alana (difüzyon) hareketini içerir. Örneğin gazlar (CO 2, O 2) yayılır.

Konsantrasyon gradyanına karşı da taşıma vardır, ancak enerji harcanır.

Taşıma pasif ve hafiftir (bir taşıyıcı tarafından yardım edildiğinde). Yağda çözünen maddeler için hücre zarı boyunca pasif difüzyon mümkündür.

Membranları şekerler ve diğer suda çözünür maddeler için geçirgen yapan özel proteinler vardır. Bu taşıyıcılar taşınan moleküllere bağlanır ve onları zar boyunca sürükler. Glikoz eritrositlerin içinde bu şekilde aktarılır.

Penetran proteinler, birleştiğinde, belirli maddelerin zar boyunca hareketi için bir gözenek oluşturabilir. Bu tür taşıyıcılar hareket etmezler, zarda bir kanal oluştururlar ve belirli bir maddeyi bağlayarak enzimlere benzer şekilde çalışırlar. Transfer, zarda hangi kanalların oluşması nedeniyle proteinin konformasyonundaki bir değişiklik nedeniyle gerçekleştirilir. Bir örnek, bir sodyum potasyum pompasıdır.

Ökaryotik hücre zarının taşıma işlevi de endositoz (ve ekzositoz) yoluyla gerçekleştirilir. Bu mekanizmalar sayesinde, büyük biyopolimer molekülleri, hatta tüm hücreler hücreye (ve ondan) girer. Endo ve ekzositoz, tüm ökaryotik hücrelerin özelliği değildir (prokaryotlarda hiç yoktur). Böylece protozoa ve alt omurgasızlarda endositoz gözlenir; memelilerde lökositler ve makrofajlar zararlı maddeleri ve bakterileri emer, yani endositoz vücut için koruyucu bir işlev görür.

Endositoz ikiye ayrılır fagositoz(sitoplazma büyük parçacıkları sarar) ve pinositoz(içinde çözünmüş maddelerle sıvı damlacıklarının yakalanması). Bu işlemlerin mekanizması yaklaşık olarak aynıdır. Hücrelerin yüzeyindeki emilen maddeler bir zarla çevrilidir. Daha sonra hücreye hareket eden bir vezikül (fagositik veya pinositik) oluşur.

Ekzositoz, maddelerin sitoplazmik zar tarafından hücreden uzaklaştırılmasıdır (hormonlar, polisakkaritler, proteinler, yağlar vb.). Bu maddeler, hücre zarına uyan zar vezikülleri içine alınır. Her iki zar birleşir ve içeriği hücrenin dışındadır.

Sitoplazmik zar bir reseptör işlevi görür. Bunun için dış tarafında kimyasal veya fiziksel bir uyarıyı tanıyabilen yapılar bulunur. Plazmalemmaya dışarıdan giren proteinlerin bazıları polisakkarit zincirlerine (glikoproteinler oluşturan) bağlanır. Bunlar hormonları yakalayan bir tür moleküler reseptördür. Belirli bir hormon reseptörüne bağlandığında yapısını değiştirir. Bu da hücresel yanıt mekanizmasını tetikler. Bu durumda kanallar açılabilir ve bazı maddeler hücreye girmeye veya hücreden atılmaya başlayabilir.

Hücre zarlarının reseptör işlevi, insülin hormonunun etkisine dayalı olarak iyi çalışılmıştır. İnsülin, glikoprotein reseptörüne bağlandığında, bu proteinin katalitik hücre içi kısmı (adenilat siklaz enzimi) aktive olur. Enzim, ATP'den siklik AMP sentezler. Hücresel metabolizmanın çeşitli enzimlerini zaten aktive eder veya bastırır.

Sitoplazmik zarın reseptör işlevi, aynı tipteki komşu hücrelerin tanınmasını da içerir. Bu tür hücreler, çeşitli hücreler arası temaslarla birbirine bağlanır.

Dokularda hücreler arası temaslar sayesinde hücreler, özel olarak sentezlenmiş düşük moleküler ağırlıklı maddeler kullanarak birbirleriyle bilgi alışverişinde bulunabilirler. Böyle bir etkileşimin bir örneği, hücrelerin boş alanın işgal edildiği bilgisini aldıktan sonra büyümesinin durduğu temas inhibisyonudur.

Hücreler arası temaslar basittir (farklı hücrelerin zarları birbirine bitişiktir), kilitleme (bir hücrenin zarının diğerine istila edilmesi), dezmozomlar (zarlar sitoplazmaya nüfuz eden enine lif demetleri ile bağlandığında). Ek olarak, aracılar (aracılar) - sinapslar nedeniyle hücreler arası temasların bir çeşidi vardır. Onlarda sinyal sadece kimyasal olarak değil, aynı zamanda elektriksel olarak da iletilir. Sinapslar, sinyalleri sinir hücreleri arasında ve ayrıca sinirden kasa iletir.

Plazma zarı kaplar özel pozisyon, çünkü hücreyi dışarıyla sınırlandırır ve hücre dışı ortamla doğrudan bağlantılıdır. Yaklaşık 10 nm kalınlığındadır ve en kalın hücre zarıdır. Ana bileşenler proteinler (%60'ın üzerinde), lipidler (yaklaşık %40) ve karbonhidratlardır (yaklaşık %1). Diğer tüm hücre zarları gibi EPS kanallarında sentezlenir.

Plazmalemma fonksiyonları.

Ulaşım.

Plazma zarı yarı geçirgendir, yani. seçici olarak farklı moleküller içinden farklı hızlarda geçer. Maddeleri zardan geçirmenin iki yolu vardır: pasif ve aktif taşıma.

Pasif ulaşım. Pasif taşıma veya difüzyon enerji girişi gerektirmez. Yüksüz moleküller konsantrasyon gradyanı boyunca yayılır, yüklü moleküllerin taşınması, bir elektrokimyasal proton gradyanında birleştirilen hidrojen protonlarının konsantrasyon gradyanına ve transmembran potansiyel farkına bağlıdır. Kural olarak, zarın iç sitoplazmik yüzeyi, pozitif yüklü iyonların hücreye girmesini kolaylaştıran negatif bir yük taşır. İki tür difüzyon vardır: basit ve hafif.

Basit difüzyon, küçük nötr moleküller (H 2 O, CO 2, O 2 ) ve ayrıca hidrofobik düşük moleküler ağırlıklı organik maddeler için tipiktir. Bu moleküller, konsantrasyon gradyanı korunduğu sürece, zarın gözenekleri veya kanallarından zar proteinleri ile herhangi bir etkileşim olmaksızın geçebilir.

Kolaylaştırılmış difüzyon, bir konsantrasyon gradyanı boyunca, ancak prensibe göre özel membran taşıyıcı proteinlerin yardımıyla zar boyunca taşınan hidrofilik moleküllerin özelliğidir. üniformalar.

Kolaylaştırılmış difüzyon oldukça seçicidir, çünkü taşıyıcı protein, taşınan maddeye tamamlayıcı bir bağlanma bölgesine sahiptir ve transfere proteindeki konformasyonel değişiklikler eşlik eder. Kolaylaştırılmış difüzyonun olası mekanizmalarından biri şudur: taşıma proteini (translokaz) maddeyi bağlar, sonra zarın karşı tarafına yaklaşır, bu maddeyi serbest bırakır, ilk konformasyonu alır ve yeniden taşıma işlevini yerine getirmeye hazırdır. Proteinin kendisinin nasıl hareket ettiği hakkında çok az şey bilinmektedir. Bir başka olası transfer mekanizması, birkaç taşıyıcı proteinin katılımını içerir. Bu durumda, başlangıçta bağlı olan bileşiğin kendisi, bir proteinden diğerine geçerek, zarın karşı tarafında olana kadar bir veya başka bir proteine ​​sırayla bağlanır.

Aktif taşımacılık. Bu tür taşıma, aktarım konsantrasyon gradyanına karşı gerçekleştirildiğinde gerçekleşir. Hücre tarafından enerji harcanmasını gerektirir. Aktif taşıma, hücre içinde maddelerin birikmesine hizmet eder. Enerji kaynağı genellikle ATP'dir. Aktif taşıma için enerji kaynağına ek olarak zar proteinlerinin katılımı gereklidir. Hayvan hücrelerindeki aktif taşıma sistemlerinden biri, hücre zarı boyunca Na ve K + iyonlarının taşınmasından sorumludur. Bu sistem denir Na + - K * -pompa. K + iyonlarının konsantrasyonunun Na * iyonlarınınkinden daha yüksek olduğu hücre içi ortamın bileşiminin korunmasından sorumludur.

Her iki iyonun konsantrasyon gradyanı, K+'nın hücrenin içine ve Na+'nın dışarıya aktarılmasıyla korunur. Her iki taşıma da bir konsantrasyon gradyanına karşı gerçekleşir. İyonların bu dağılımı, hücrelerdeki su içeriğini, uyarılabilirliği belirler. sinir hücreleri ve kas hücreleri ve normal hücrelerin diğer özellikleri. Na + -K + -pompa bir proteindir - ATPaz taşır. Bu enzimin molekülü bir oligomerdir ve zara nüfuz eder. Pompa işleminin tam döngüsü sırasında, hücreden hücreler arası maddeye 3 Na + iyonu ve ters yönde - 2 K + iyonu aktarılırken, ATP molekülünün enerjisi kullanılır. Kalsiyum iyonlarının (Ca 2+ -ATPase), proton pompalarının (H + -ATPase) vb. taşınması için taşıma sistemleri vardır.

Bir maddenin, başka bir maddenin konsantrasyon gradyanının enerjisi nedeniyle gerçekleştirilen zardan aktif transferine denir. semptom... Bu durumda, taşıma ATPazının her iki madde için de bağlanma yerleri vardır. Antiport bir maddenin konsantrasyon gradyanına karşı hareketidir. Bu durumda, başka bir madde konsantrasyon gradyanı boyunca zıt yönde hareket eder. Na +, K + -ATPase tarafından oluşturulan Na + iyonlarının konsantrasyon gradyanının enerjisini kullanarak, amino asitlerin bağırsaktan emilmesi ve glukozun birincil idrardan yeniden emilmesi sırasında semptom ve antiport (kotransport) meydana gelebilir.

Diğer 2 taşıma türü endositoz ve ekzositozdur.

endositoz- büyük parçacıkların hücre tarafından yakalanması. Birkaç endositoz yolu vardır: pinositoz ve fagositoz. Genellikle altında pinositoz altında bir hücre tarafından sıvı kolloidal parçacıkların yakalanmasını anlamak fagositoz- cisimciklerin yakalanması (diğer hücrelere kadar daha yoğun ve daha büyük parçacıklar). Pino- ve fagositoz mekanizması farklıdır.

V Genel görünüm katı parçacıkların veya sıvı damlacıkların hücreye dışarıdan girmesine heterofaji denir. Bu süreç en çok protozoalarda yaygındır, ancak insanlarda (diğer memelilerde olduğu gibi) çok önemlidir. Heterofaji, vücudun korunmasında (bölümlere ayrılmış nötrofiller - granülositler; makrofagositler), yeniden yapılanmada önemli bir rol oynar. kemik dokusu(osteoklastlar), foliküller tarafından tiroksin oluşumu tiroid bezi, proksimal nefron ve diğer işlemlerde protein ve diğer makromoleküllerin yeniden emilmesi.

Pinositoz.

Dış moleküllerin hücreye girebilmesi için önce glikokaliks reseptörleri (zarın yüzey proteinlerine bağlı bir dizi molekül) tarafından bağlanmaları gerekir (Şek.).

Böyle bir bağlanma bölgesinde, plazmalemma altında klatrin protein molekülleri bulunur. Plazmalemma, dışarıdan bağlanan moleküller ve sitoplazmanın altında yatan klatrin ile birlikte istila etmeye başlar. Çıkıntı derinleşir ve derinleşir, kenarları yaklaşır ve sonra kapanır. Sonuç olarak, yakalanan molekülleri taşıyan plazmalemmadan bir kabarcık ayrılır. Yüzeyindeki Clathrin, elektronik mikrograflarda düzensiz bir sınır gibi görünüyor, bu nedenle bu tür kabarcıklara kenarlı denir.

Klatrin veziküllerin hücre içi zarlara yapışmasını engeller. Bu nedenle, sınırlanmış veziküller, hücre içinde, sitoplazmanın tam olarak içeriklerinin kullanılması gereken kısımlarına serbestçe taşınabilir. Bu, özellikle steroid hormonlarının çekirdeğe iletilme şeklidir. Bununla birlikte, genellikle sınırlı veziküller, plazmalemmadan ayrılmadan hemen sonra sınırlarını değiştirir. Klatrin plazmalemmaya aktarılır ve tekrar endositoz reaksiyonlarına katılabilir.

Sitoplazmadaki hücre yüzeyinde daha kalıcı veziküller vardır - endozomlar. Sınırlı veziküller klatrin salgılar ve endozomlarla birleşerek endozomların hacmini ve yüzeyini arttırır. Daha sonra endozomların fazla kısmı, hücreye giren hiçbir maddenin olmadığı yeni bir vezikül şeklinde bölünür, endozomda kalırlar. Yeni kesecik hücre yüzeyine yönlendirilir ve zarla birleşir. Sonuç olarak, sınırdaki vezikülün bölünmesi sırasında ortaya çıkan plazmalemmadaki azalma restore edilirken, reseptörleri de plazmalemmaya geri döner.

Endozomlar sitoplazmaya daldırılır ve lizozomun zarlarıyla kaynaşır. Böyle bir ikincil lizozomun içindeki gelen maddeler çeşitli biyokimyasal dönüşümlere uğrar. İşlem tamamlandıktan sonra, lizozomun zarı parçalara ayrılabilir ve lizozomun bozunma ürünleri ve içerikleri, hücre içi metabolik reaksiyonlar için uygun hale gelir. Örneğin, amino asitler tRNA'ya bağlanır ve ribozomlara iletilirken, glikoz Golgi kompleksine veya agranüler EPS'nin tübüllerine girebilir.

Endozomların bir klatrin sınırı olmamasına rağmen, hepsi lizozomlarla kaynaşmaz. Bazıları bir hücre yüzeyinden diğerine yönlendirilir (hücreler bir epitel tabakası oluşturuyorsa). Orada, endozomun zarı plazmolemma ile birleşir ve içerik atılır. Sonuç olarak, maddeler hücre yoluyla bir ortamdan diğerine değişmeden aktarılır. Bu süreç denir transsitoz... Protein molekülleri, özellikle immünoglobulinler ayrıca transsitoz yoluyla da taşınabilir.

Fagositoz.

Büyük bir parçacık, yüzeyinde hücre reseptörleri tarafından tanınabilen moleküler gruplara sahipse bağlanır. Yabancı parçacıklar her zaman bu tür gruplara sahip değildir. Bununla birlikte, vücuda girerken, her zaman kanda ve hücre dışı ortamda bulunan immünoglobulin molekülleri (opsoninler) ile çevrilidirler. İmmünoglobulinler her zaman fagositik hücreler tarafından tanınır.

Yabancı partikülü kaplayan opsoninler fagosit reseptörlerine bağlandıktan sonra yüzey kompleksi aktive olur. Aktin mikrofilamentleri miyozin ile etkileşmeye başlar ve hücre yüzeyinin konfigürasyonu değişir. Fagosit sitoplazmasının büyümeleri partikülün etrafına gerilir. Parçacığın yüzeyini kaplar ve üzerinde birleşirler. Dış büyümelerin dış yaprakları birleşerek hücre yüzeyini kapatır.

Derin büyüme tabakaları, emilen partikülün etrafında bir zar oluşturur - oluşur fagozom. Fagozom, lizozomlarla birleşerek komplekslerine neden olur - heterolizozom (heterozom, veya fagolizozom).İçinde, yakalanan parçacık bileşenlerinin parçalanması meydana gelir. Parçalanma ürünlerinin bazıları heterozomdan çıkarılır ve hücre tarafından kullanılırken, bazıları lizozomal enzimlerin etkisine uygun olmayabilir. Bu kalıntılar artık cisimleri oluşturur.

Potansiyel olarak tüm hücreler fagositoz yeteneğine sahiptir, ancak vücutta sadece birkaçı bu yönde uzmanlaşır. Bunlar nötrofilik lökositler ve makrofajlardır.

Ekzositoz.

Bu, maddelerin hücreden uzaklaştırılmasıdır. İlk olarak, büyük moleküllü bileşikler Golgi kompleksinde taşıma baloncukları şeklinde ayrılır. İkincisi, mikrotübüllerin katılımıyla hücre yüzeyine yönlendirilir. Kabarcık zarı plazmalemmaya gömülüdür ve kabarcığın içeriği hücrenin dışındadır (Şek.) Plazmalemma ile kabarcık herhangi bir ek sinyal olmadan birleşebilir. Bu ekzositoz denir kurucu. Kendi metabolizmasının ürünlerinin çoğu bu şekilde hücreden atılır. Bununla birlikte, bir dizi hücre, vücudun diğer bölümlerinde kullanılan özel bileşikleri - sırları sentezlemek için tasarlanmıştır. Sırrı olan taşıma keseciğinin plazma zarı ile birleşmesi için dış sinyallere ihtiyaç vardır. Ancak o zaman füzyon gerçekleşecek ve sır açığa çıkacak. Bu ekzositoz denir düzenlenmiş... Salgı salınımını destekleyen sinyal moleküllerine denir. liberinler (serbest bırakma faktörleri), ve eliminasyonun önlenmesi - statinler.

Alıcı işlevleri.

Esas olarak plazmalemma yüzeyinde bulunan ve ligandlarına bağlanabilen glikoproteinler tarafından sağlanırlar. Ligand, alıcısına bir kilidin anahtarı gibi karşılık gelir. Ligandın reseptöre bağlanması, polipeptidin konformasyonunda bir değişikliğe neden olur. Transmembran proteinde böyle bir değişiklik ile hücre dışı ve hücre içi ortam arasında iletişim kurulur.

Reseptör türleri.

Protein iyon kanalları ile ilişkili reseptörler. İyonların geçişi için kanalı geçici olarak açan veya kapatan bir sinyal molekülü ile etkileşime girerler. (Örneğin, nörotransmitter asetilkolin için reseptör, bir iyon kanalı oluşturan 5 alt birimden oluşan bir proteindir. Asetilkolinin yokluğunda kanal kapanır ve bağlanmadan sonra açılır ve sodyum iyonlarının geçmesine izin verir).

Katalitik reseptörler. Hücre dışı bir kısımdan (reseptörün kendisi) ve bir enzim prolin kinaz olarak işlev gören hücre içi bir sitoplazmik kısımdan (örneğin, büyüme hormonu reseptörleri) oluşurlar.

G-proteinleri ile ilişkili reseptörler. Bunlar, bir ligand ile etkileşime giren bir reseptör ve bir zara bağlı enzime (adenilat siklaz) veya bir iyon kanalına bir sinyal ileten bir G-proteini (guanozin trifosfata bağlı düzenleyici protein) içeren transmembran proteinlerdir. Sonuç olarak, siklik AMP veya kalsiyum iyonları aktive olur. (Adenilat siklaz sistemi böyle çalışır. Örneğin, karaciğer hücrelerinde insülin hormonu için bir reseptör vardır. Reseptörün hücre üstü kısmı insüline bağlanır. Bu, hücre içi kısmın aktivasyonuna neden olur - adenilat siklaz enzimi. ATP'den siklik AMP'yi sentezler, bu da çeşitli hücre içi süreçlerin hızını düzenler ve bunların veya diğer metabolik enzimlerin aktivasyonuna veya inhibisyonuna neden olur).

algılayan alıcılar fiziksel faktörler... Örneğin, fotoreseptör proteini rodopsin. Işığın emilmesi üzerine konformasyonunu değiştirir ve bir sinir impulsunu uyarır.

Plazmalemma, sitolemma veya plazma zarı olarak da adlandırılan hücre zarı, çeşitli protein ve lipidlerden oluşan, doğası gereği elastik olan moleküler bir yapıdır. Herhangi bir hücrenin içeriğini dış ortamdan ayırarak koruyucu özelliklerini düzenler ve ayrıca dış ortam ile doğrudan hücrenin iç içeriği arasında bir alışverişi sağlar.

Plazmalemma, kabuğun hemen arkasında, içeride bulunan bir septumdur. Hücreyi, bölmelere veya organellere yönelik belirli bölmelere böler. Özel çevre koşulları içerirler. Hücre duvarı tüm hücre zarını tamamen kaplar. Çift katmanlı bir molekül gibi görünüyor.

Temel bilgiler

Plazmalemmanın bileşimi fosfolipidler veya aynı zamanda karmaşık lipidler olarak da adlandırılır. Fosfolipidlerin birkaç bölümü vardır: kuyruk ve kafa. Uzmanlar hidrofobik ve hidrofilik kısımlar diyorlar: hayvanın yapısına bağlı olarak veya bitki hücresi... Kafa denilen kısımlar hücrenin içine, kuyruklar ise dışarıya bakar. Plazmalemmalar yapı olarak değişmezdir ve farklı organizmalarda çok benzerdir; bölümlerin çeşitli alkoller ve gliserolden oluştuğu arkeler bir istisna olabilir.

Plazmalemma kalınlığı yaklaşık 10 nm.

Membrana yakın kısmın dışında veya dışında bulunan bölmeler vardır - bunlara yüzey denir. Bazı protein türleri, hücre zarı ve zarı için bir tür temas noktası olabilir. Hücrenin içinde hücre iskeleti ve dış duvar bulunur. Bazı integral protein türleri, iyon taşıma reseptörlerinde kanallar olarak kullanılabilir (sinir uçlarına paralel olarak).

Bir elektron mikroskobu kullanırsanız, hücrenin tüm bölümlerinin yapısının yanı sıra ana bileşenler ve kabukların bir diyagramını oluşturabileceğiniz verileri alabilirsiniz. Üst aparat üç alt sistemden oluşacaktır:

• karmaşık supramembran inklüzyonu;
• bir alt zar kısmına sahip olacak sitoplazmanın kas-iskelet sistemi.

Bu aparat, bir hücrenin hücre iskeletini içerir. Organelleri ve çekirdeği olan sitoplazmaya nükleer aparat denir. Sitoplazmik veya başka bir deyişle plazma hücre zarı, hücre zarının altında bulunur.

"Membran" kelimesi şuradan gelir: latince kelime"deri" veya "kılıf" olarak çevrilebilen membrum. Terim 200 yıldan daha uzun bir süre önce önerildi ve genellikle hücrenin kenarları olarak adlandırıldı, ancak çeşitli elektronik ekipmanların kullanımının başladığı dönemde, plazma sitolemmalarının zarın birçok farklı unsurunu oluşturduğu tespit edildi.

Öğeler çoğunlukla yapısaldır, örneğin:

• mitokondri;
• lizozomlar;
• plastidler;
• bölümler.

Plazmalemmanın moleküler bileşimi ile ilgili ilk hipotezlerden biri 1940 yılında Büyük Britanya'daki bir araştırma enstitüsü tarafından ortaya atıldı. Daha 1960 yılında, William Roberts dünyaya "Temel Zar" hipotezini önerdi. Bir hücrenin tüm plazmalemmalarının belirli parçalardan oluştuğunu, aslında tüm organizma krallıkları için genel bir ilkeye göre oluşturulduklarını varsaydı.

XX yüzyılın yetmişli yıllarının başlarında, 1972'de Avustralyalı bilim adamlarının hücre yapısının yeni bir mozaik-sıvı modelini önerdiği birçok veri keşfedildi.

Plazma zarı yapısı

1972 modeli genellikle bu güne kadar kabul edilir. Yani, modern bilimde, kabukla çalışan çeşitli bilim adamları, "Sıvı mozaik modelinin biyolojik zarının yapısı" teorik çalışmasına güveniyor.

Protein molekülleri, lipid çift tabakası ile ilişkilidir ve tüm zara tamamen nüfuz eder - integral proteinler (yaygın adlardan biri, zar ötesi proteinlerdir).

Bileşimdeki kabuk, bir polisakarit veya sakarit zinciri gibi görünecek olan çeşitli karbonhidrat bileşenlerine sahiptir. Zincir, sırayla, lipidler ve protein ile bağlanacaktır. Protein molekülleri tarafından bağlanan zincirlere glikoproteinler, lipid moleküllerine glikozitler denir. Karbonhidratlar zarın dışında bulunur ve hayvan hücrelerinde reseptör görevi görür.

Glikoprotein - supramembran fonksiyonlarının bir kompleksidir. Aynı zamanda glikokaliks olarak da adlandırılır (Yunanca "tatlı" ve "fincan" anlamına gelen glik ve kaliks kelimelerinden). Kompleks hücre yapışmasını destekler.

Plazma zarı fonksiyonları

bariyer

Hücre kütlesinin iç bileşenlerini dışarıdaki maddelerden ayırmaya yardımcı olur. Vücudu kendisine yabancı olacak çeşitli maddelerin girişinden korur ve hücre içi dengenin korunmasına yardımcı olur.

Ulaşım

Hücrenin kendi "pasif taşıması" vardır ve bunu enerji harcamasını azaltmak için kullanır. Taşıma işlevi aşağıdaki süreçlerde çalışır:

• endositoz;
• ekzositoz;
• sodyum ve potasyum metabolizması.

Membranın dışında, yerinde hormonların ve çeşitli düzenleyici moleküllerin karıştığı bir reseptör vardır.

Pasif ulaşım- herhangi bir enerji harcanmadan bir maddenin bir zardan geçtiği bir süreç. Yani madde, hücrenin konsantrasyonunun yüksek olduğu alanından konsantrasyonun daha düşük olacağı tarafa iletilir.

İki tip var:

• Basit difüzyon- küçük nötr moleküller H2O, CO2 ve O2 ve düşük moleküler ağırlığa sahip bazı hidrofobik organik maddelerde bulunur ve buna göre membran fosfolipitlerinden kolayca geçer. Bu moleküller, konsantrasyon gradyanı stabil ve değişmeden olana kadar membrana nüfuz edebilir.
• Kolaylaştırılmış difüzyon- hidrofilik tipteki çeşitli moleküllerin özelliği. Konsantrasyon gradyanına göre membrandan da geçebilirler. Ancak işlem, zarda iyonik bileşiklerin spesifik kanallarını oluşturacak çeşitli proteinler kullanılarak gerçekleştirilecektir.

Aktif taşımacılık gradyanın aksine çeşitli bileşenlerin membran duvarından hareketidir. Böyle bir transfer, hücrede önemli miktarda enerji kaynağı harcamasını gerektirir. Çoğu zaman, enerji tüketiminin ana kaynağı aktif ulaşımdır.

Birkaç çeşidi vardır. taşıyıcı proteinlerin katılımıyla aktif taşıma:

• Sodyum-potasyum pompası. Hücre tarafından temel minerallerin ve eser elementlerin alınması.
• endositoz- hücrenin katı partikülleri (fagositoz) veya herhangi bir sıvının çeşitli damlalarını (pinositoz) yakalama süreci.
• ekzositoz- belirli parçacıkların hücreden dış ortama salınma süreci. Süreç endositoz için bir dengedir.

"Endositoz" terimi, Yunanca "enda" (içeriden) ve "ketosis" (kase, kap) kelimelerinden gelir. İşlem, hücre tarafından dış bileşimin yakalanmasını karakterize eder ve zar veziküllerinin üretimi sırasında gerçekleştirilir. Bu terim 1965 yılında, çeşitli maddelerin memeli hücreleri tarafından emilimini, ayrıca fagositoz ve pinositozu inceleyen Belçikalı sitoloji profesörü Christian Bailes tarafından önerildi.

fagositoz

Hücre belirli katı parçacıkları veya canlı hücreleri yakaladığında ortaya çıkar. Pinositoz, hücre tarafından sıvı damlacıklarının yakalandığı bir süreçtir. Fagositoz (Yunanca "yutucu" ve "hazne" sözcüklerinden türetilmiştir) canlı doğanın çok küçük nesnelerinin yanı sıra çeşitli canlıların katı kısımlarının yakalanıp emildiği bir süreçtir. Tek hücreli organizmalar.

Sürecin keşfi, denizyıldızı ve minik daphnia ile çeşitli testler yaparken süreci doğrudan belirleyen Rusya'dan bir fizyolog Vyacheslav Ivanovich Mechnikov'a ait.

Tek hücreli heterotrofik organizmaların beslenmesi, çeşitli partikülleri sindirme ve yakalama yeteneklerine dayanır.

Mechnikov, bakterilerin bir amip tarafından emilmesi için bir algoritma tanımladı ve Genel prensip fagositoz:

• yapışma - bakterilerin hücre zarına yapışması;
• absorpsiyon;
• bakteri hücreli bir kabarcık oluşumu;
• balonu açmak.

Buna dayanarak, fagositoz süreci aşağıdaki aşamalardan oluşur:

1. Absorbe edilen partikül membrana bağlanır.
2. Soğurulan partikülün bir zar tarafından çevrelenmesi.
3. Membran vezikül oluşumu (fagozom).
4. Membran keseciğinin (fagozom) hücrenin içine ayrılması.
5. Fagozom ve lizozomu (sindirim) ve parçacıkların iç hareketini birleştirmek.

Tam veya kısmi sindirim gözlemlenebilir.

Kısmi sindirim durumunda, çoğu zaman hücrenin içinde bir süre kalacak olan artık bir vücut oluşur. Sindirilemeyecek olan bu artıklar ekzositoz yoluyla hücreden uzaklaştırılır (tahliye edilir). Evrim sırasında, fagositoza yatkınlığın bu işlevi yavaş yavaş ayrıldı ve çeşitli tek hücreli hücrelerden özel hücrelere (sölenteratlarda ve süngerlerde sindirim sistemi gibi) ve daha sonra memelilerde ve insanlarda özel hücrelere geçti.

Kandaki lenfositler ve lökositler fagositoza eğilimlidir. Fagositoz sürecinin kendisi büyük bir enerji harcaması gerektirir ve sindirim enzimleri içeren dış hücre zarı ve lizozomların aktivitesi ile doğrudan birleştirilir.

pinositoz

Pinositoz, içinde bulunan herhangi bir sıvının hücre yüzeyi tarafından yakalanmasıdır. çeşitli maddeler. Pinositoz olgusunun keşfi bilim adamı Fitzgerald Lewis'e aittir.... Bu olay 1932'de oldu.

Pinositoz, örneğin çeşitli glikoproteinler veya çözünür proteinler gibi yüksek moleküler ağırlıklı bileşiklerin hücreye girdiği ana mekanizmalardan biridir. Pinositik aktivite ise hücrenin fizyolojik durumu olmadan mümkün değildir ve hücrenin bileşimine ve çevrenin bileşimine bağlıdır. En aktif pinositozu amipte gözlemleyebiliriz.

İnsanlarda pinositoz, bağırsak hücrelerinde, kan damarlarında, böbrek tübüllerinde ve büyüyen oositlerde görülür. İnsan lökositlerinin yardımıyla gerçekleştirilecek olan pinositoz sürecini tasvir etmek için plazma zarının çıkıntısı yapılabilir. Bu, parçaları ayıracak ve ayıracaktır. Pinositoz süreci bir enerji harcaması gerektirir.

Pinositoz sürecinin aşamaları:

1. Dış hücre plazmalemmasında, sıvı damlacıkları çevreleyen ince büyümeler görülür.
2. Dış kabuğun bu kısmı incelir.
3. Membran vezikül oluşumu.
4. Duvar kırılır (düşür).
5. Vezikül sitoplazmada hareket eder ve çeşitli veziküller ve organellerle birleşebilir.

ekzositoz

Terim, Yunanca "exo" - dış, dış ve "sitoz" - kap, kase kelimelerinden gelir. İşlem, hücresel kısım tarafından belirli parçacıkların dış ortama salınmasından oluşur. Ekzositoz süreci pinositozun tersidir.

Ekositoz sürecinde, hücre içi sıvı kabarcıkları hücreyi terk eder ve hücrenin dış zarına geçer. Veziküllerin içindeki içerikler dışarıya salınabilir ve hücre zarı veziküllerin zarı ile birleşir. Böylece, çoğu makromoleküler bileşik bu şekilde meydana gelecektir.

Ekzositoz bir dizi görevi yerine getirir:

• moleküllerin dış hücre zarına verilmesi;
• örneğin belirli proteinler veya fosfolipitler gibi zar bölgesinde büyüme ve artış için gerekli olacak maddelerin hücre boyunca taşınması;
• bırak veya katıl farklı parçalar;
• örneğin metabolizma sırasında ortaya çıkan zararlı ve toksik ürünlerin ortadan kaldırılması, hidroklorik asit mide mukozasının hücreleri tarafından salgılanır;
• pepsinojenin yanı sıra sinyal molekülleri, hormonlar veya nörotransmitterlerin taşınması.

Özel işlevler biyolojik zarlar :

• nöron zarının içinde sinir seviyesinde meydana gelen bir dürtünün üretilmesi;
• polipeptitlerin yanı sıra endoplazmik retikulumun kaba ve pürüzsüz bir ağının lipitleri ve karbonhidratlarının sentezi;
• ışık enerjisinin değişimi ve kimyasal enerjiye dönüşümü.

Video

Videomuzdan hücrenin yapısı hakkında birçok ilginç ve faydalı şey öğreneceksiniz.

Sorunuza yanıt alamadınız mı? Yazarlara bir konu önerin.

Çekirdek, DNA'ya kaydedilen genetik materyalin depolanmasından sorumludur ve ayrıca hücredeki tüm süreçleri kontrol eder. Sitoplazma, her biri, örneğin organik maddelerin sentezi, sindirim vb. Gibi kendi işlevlerine sahip olan organelleri içerir. Ve bu makalede son bileşen hakkında daha ayrıntılı olarak konuşacağız.

biyolojide?

Konuşuyorum basit dil, bu bir kabuk. Ancak, her zaman tamamen aşılmaz değildir. Bazı maddelerin zardan taşınmasına hemen hemen her zaman izin verilir.

Sitolojide membranlar iki ana tipte sınıflandırılabilir. Birincisi, hücreyi kaplayan plazma zarıdır. İkincisi, organellerin zarlarıdır. Bir veya iki zarlı organeller vardır. Endoplazmik retikulum, vakuoller, lizozomlar tek zarlı olanlara aittir. Plastidler ve mitokondri iki zara aittir.

Ayrıca, zarlar organellerin içinde olabilir. Genellikle bunlar, iki zar organelinin iç zarının türevleridir.

İki zarlı organellerin zarları nasıl düzenlenir?

Plastidler ve mitokondri iki kabuğa sahiptir. Her iki organelin dış zarı pürüzsüzdür, ancak iç zar organoidin çalışması için gerekli yapıları oluşturur.

Bu nedenle, mitokondri kabuğunun içe doğru çıkıntıları vardır - cristae veya sırtlar. Hücresel solunum için gerekli bir kimyasal reaksiyon döngüsü üzerlerinde gerçekleşir.

Kloroplastların iç zarının türevleri disk şeklindeki keselerdir - tilakoidler. Yığınlar - granüller halinde toplanırlar. Bireysel yüzeyler, yine zarlardan oluşan lamel uzun yapılar kullanılarak birbirleriyle birleştirilir.

Tek zarlı organellerin zarlarının yapısı

Bu organellerin bir zarı vardır. Genellikle lipitlerden ve proteinlerden oluşan pürüzsüz bir kabuktur.

Hücrenin plazma zarının yapısının özellikleri

Zar, lipidler ve proteinler gibi maddelerden oluşur. Plazma zarının yapısı, 7-11 nanometre kalınlığını sağlar. Membranın büyük kısmı lipitlerden oluşur.

Plazma zarının yapısı, içinde iki katmanın varlığını sağlar. Birincisi çift katmanlı bir fosfolipid, ikincisi ise bir protein katmanıdır.

Plazma zarı lipidleri

Plazma zarını oluşturan lipidler üç gruba ayrılır: steroidler, sfingofosfolipidler ve gliserofosfolipidler. İkincisinin molekülü, iki hidroksil grubunun hidrojen atomlarının yağ asidi zincirleriyle değiştirildiği ve üçüncü hidroksil grubunun hidrojen atomunun bir fosforik asit tortusu ile değiştirildiği bir triatomik gliserol alkolünün kalıntısını içerir. bu da azotlu bazlardan birinin kalıntısı eklenir.

Gliserofosfolipid molekülü iki kısma ayrılabilir: baş ve kuyruklar. Baş hidrofiliktir (yani suda çözünür) ve kuyruklar hidrofobiktir (suyu iterler, ancak organik çözücülerde çözünürler). Bu yapı nedeniyle, gliserofosfolipid molekülü amfifilik, yani aynı anda hem hidrofobik hem de hidrofilik olarak adlandırılabilir.

Sfingofosfolipidler benzerdir kimyasal yapı gliserofosfolipidler üzerinde. Ancak gliserol kalıntısı yerine bir sfingosin alkol kalıntısı içermeleri bakımından yukarıda belirtilenlerden farklıdırlar. Moleküllerinin de başları ve kuyrukları vardır.

Aşağıdaki resim, plazma zarının yapısının bir diyagramını göstermektedir.

Plazma zarı proteinleri

Plazma zarının yapısını oluşturan proteinlere gelince, bunlar esas olarak glikoproteinlerdir.

Kabuktaki konumlarına bağlı olarak iki gruba ayrılabilirler: çevresel ve integral. Birincisi, zarın yüzeyinde bulunanlardır ve ikincisi, zarın tüm kalınlığına nüfuz eden ve lipit tabakasının içinde bulunanlardır.

Proteinlerin gerçekleştirdiği işlevlere göre enzimler, yapısal, taşıma ve reseptör olmak üzere dört gruba ayrılabilirler.

Plazma zarının yapısında bulunan tüm proteinler fosfolipidlere kimyasal olarak bağlı değildir. Bu nedenle, zarın ana tabakasında serbestçe hareket edebilirler, gruplar halinde toplanabilirler, vb. Bu nedenle bir hücrenin plazma zarının yapısına statik denemez. Sürekli değiştiği için dinamiktir.

Hücre zarının rolü nedir?

Plazma zarının yapısı, beş işlevle başa çıkmasına izin verir.

Birincisi ve ana olanı sitoplazmanın kısıtlanmasıdır. Bu sayede kafes sabit bir şekle ve boyuta sahiptir. Bu işlev, plazma zarının güçlü ve elastik olması nedeniyle gerçekleştirilir.

İkinci rol, elastikiyetlerinden dolayı plazma zarlarının birleşme yerlerinde çıkıntılar ve kıvrımlar oluşturabilmesini sağlamaktır.

Hücre duvarının bir sonraki işlevi taşımadır. Özel proteinler tarafından sağlanır. Onlar sayesinde hücreye gerekli maddeler taşınabilir ve gereksiz olanlar hücreden atılabilir.

Ek olarak, plazma zarının enzimatik bir işlevi vardır. Ayrıca proteinlerden gelir.

Ve son fonksiyon sinyaldir. Proteinlerin belirli koşulların etkisi altında kalabilmeleri nedeniyle mekânsal yapı, plazma zarı hücrelere sinyal gönderebilir.

Artık zarlar hakkında her şeyi biliyorsunuz: biyolojide zarın ne olduğu, ne oldukları, plazma zarı ve organoid zarların nasıl düzenlendiği, hangi işlevleri yerine getirdikleri.