Клетъчните мембрани, тяхната структура и функции
Появата на биологичните мембрани изигра решаваща роля в заключителния етап на химическата еволюция probiontov - в превръщането им в prokariotichekie клетки.
Мембраните ограничават съдържанието от заобикалящата среда на клетката (други клетки, междуклетъчно вещество). Повечето клетки имат органели мембранна структура. Мембраните образуват обвивка на ядра, митохондрии и пластиди. Те образуват лизозоми, апарати Голджи, ендоплазмен ретикулум, вакуоли от растителен и гъбични клетки, пулсиращи вакуоли на протозои и други органели. Всички тези структури са отделения (отделения), в която специфичните биохимични процеси.
Чрез раздробяване на цитоплазмата се осигурява разделяне на функциите между различните структури на клетки. В същото време условията за законите на взаимодействие на различни структури на цитоплазмата между тях.
Мембраните (с изключение на митохондриални и пластид мембрани) са свързани структурно и функционално могат да бъдат превърнати едно в друго (за мембрани). Например, от ендоплазмения ретикулум мембрана формира Golgi комплекс, и последният служи като основа за регенериране на плазмената мембрана, образуване на лизозоми. След деленето на клетките, ядрената мембрана се образува от мембрани от ЕПС. Външната обвивка на ядрото мембраната е продължение на ЕПС.
Мембраните играят важна роля в скоростта и uporyadochnosti биохимични реакции в клетките, тъй като много ензими са разположени на мембраните на строг приоритет, който съответства на последователността на възникване на взаимосвързани метаболитни реакции път. В тази връзка, ние си спомняме, че скоростта на химичните реакции в ин витро, зависи главно от температурата и концентрацията на вещества, които определят вероятността от тяхната среща и взаимодействие.
Функции на биологичните мембрани:
1. Структура - е структурен компонент на плазмената мембрана,
Повечето органели, karyotheca;
2. Разделяне - разделя цитоплазмата на отделения;
3. Транспорт - осигурява транспорт на вещества;
4. рецептор - признава някои вещества;
5. Ензим - някои протеини са ензими
6. биологични мембрани са процеси, са свързани с възприемането и предаването на информация, формиране и трансфер възбуждане, преобразуване на енергия, и други.
Сред най-биологични мембрани универсална константа за всички еукариотни и прокариотни са плазмената мембрана, която ограничава цитоплазмата - плазмалемата.
плазмена мембрана, или плазмалемата.
Това биологична мембрана 6-10 пт дебел, обхващащ цитоплазмата, чрез което метаболизма между клетката и околната среда.
Състои се от липиди (основно фосфолипиди), протеини и въглехидрати, които образуват комплекси с протеини и липиди (гликолипиди и гликопротеини, съответно).
Фиг. 5.5. представен общ понастоящем така наречената течност мозайка модел на структурата на биологични мембрани.
В основата на биологични мембрани е фосфолипид двуслойна (bilipidny слой). Мембранните липиди са хидрофобни (водоотблъскваща) и част хидрофилни (водоразтворими) част.
Фиг. 5.5. Мембранна структура диаграма
Молекулите на двуслойна липидни разположени така, че техните краища неполярни активно хидроизолационна мембрана и полярните краища са ориентирани на водоразтворими вътрешни и външни условия. Протеини, принадлежащи към мембраната, не образуват непрекъснат слой на външните и вътрешните повърхности bilipidnogo слой.
Мембранни протеини са представени от три вида:
- Периферни протеини разположени bilipidnogo повърхностния слой;
- Интегрални протеини проникват цялата дебелина на молекулите. Тези протеини образуват канали - пори. Чрез които водоразтворимият вещество;
- Poluintegralnye протеини, вградени в мембраната само половината.
Този модел мембрана се нарича "течно-мозайка", защото има много различни мембранни протеини, които образуват нещо като мозайка, и че много от тях са преместени в мембраната липидни слоеве течни.
Въглехидратите не са част от собствената им в мембраната. Те са свързани с периферни протеини или липиди, образуващи гликолипиди и гликопротеини. Гликопротеин комплекс от 10-20 пт дебел слой отгоре plasmolemma нарича гликокаликса. В гликокаликса извънклетъчен смилането се случи, то има много клетъчни рецептори. С това, има клетъчна адхезия. Степента на адхезия на клетките - способността им да се придържат към един друг и субстрати.
Особености и функции на плазмената мембрана
Клетъчни мембрани са движещ, динамична структура, тъй като молекулата на протеин и липид се държат от слаби хидрофилен хидрофобни взаимодействия и може да се движи в равнината на мембраната. Това явление се нарича мембранен течливост. Благодарение на плавността на мембраната може бързо да се възстанови от щети, но също така и да се простират и договор.
Плазмената мембрана на живите клетки, натоварени (положителен заряд от външната страна, на потенциала за разлика 20-100mV).
Протеини, гликопротеини, и протеини в клетъчните мембрани на различни клетъчни видове се различават. Следователно, всеки клетъчен тип се характеризира с индивидуалност, която се определя главно от гликопротеини. Например, еритроцити от човешки кръвни групи различен АВ0 системата се различават в антигените А и В, които са в тяхната химична природа са гликопротеини. Egg и сперматозоидите да се опознаем един друг на гликопротеините на клетъчната повърхност, а след това възможността за оплождане.
Така, клетъчната мембрана гликопротеин може да функционира като информация клетка молекули.
Мембраните съдържат специфични рецептори, ензими, антитела.
Мембранни протеини - антитела изпълнява защитна функция. Те са в състояние да се свързват антигени (микроорганизми, чужди вещества до клетките), за да ги предпази от проникване в клетката.
Мембранни рецептори - т.нар плазмената мембрана сигнални протеини, които могат да се свързват на физиологично активни вещества: хормони и неврохормони. Специфични рецептори - имат свои собствени рецептори за всеки хормон.
хормон действие на клетката чрез рецептора. При свързване на хормона на мембранната пропускливост на рецептор може да се промени тяхната полярност, метаболитни процеси, генериране на нервни импулси.
За клетката имаше способността да се отговори на различните сигнали от външната среда, предавани от хормони, той трябва да носи на повърхността им съответен набор от рецептори. Например, чернодробни клетки имат рецептори за инсулин, глюкагон, адреналин и други хормони. Когато хормонът се свързва със специфичен рецептор, той задейства верига от събития, които водят показани хормон действие.
Най-важното свойство е неговата мембрана селективна пропускливост, т.е. Някои вещества преминават през още по-лесно и повече към концентрация. Максимална проникваща през мембраната има вода и разтворени газове. Преместването на заредените йони през мембраната е много по-бавно. Добри проникват през биологични мембрани вещества, които са разтворими в липиди (например, алкохол).
Има пасивен и активен транспорт на вещества през клетъчната мембрана.
Пасивни транспорт на вещества става без градиент на концентрацията на енергия (от района, където концентрацията им е по-висока в района, където тяхната концентрация е по-ниска). Пасивни транспорт на малки полярни молекули (CO 2, H 2 O) и неполярен (O 2, N 2) се извършва чрез дифузия и осмоза.
Дифузията - процес, при който молекулите (или йони) преминават през мембраната от региона на висока концентрация на ниска концентрация в резултат на Брауновото движение (топлинна движение на атоми и молекули).
Има прости и улеснена дифузия на вещества през клетъчната мембрана (фигура 5.6.).
Фиг. 5.6. Видове дифузия на вещества през мембраната
Проста дифузия се случва през зоните на мембранни контролирани от липиди. Характеризира се с ниска селективност на мембраната към вещества, които се транспортират. Известен пример за такава дифузия на газов обмен може да бъде О 2 и СО 2 в белите дробове и тъканите. Проста дифузия възниква лесно чрез мембранни материали липидния слой са добре разтворими в липиди, които включват много лекарства.
Фиг. 5.7. Проста дифузия
В улеснена дифузия специфичен мембранен транспортер протеини са временно свързани с молекулата на веществото и го пренасят през мембраната. Процесът е пасивен в смисъл, че прехвърлянето се извършва на градиент на концентрация и се характеризира с това, че:
· Специфични за определени молекули (например, транспорт носител носи само D-, но не L-глюкоза);
· Е по-бързо в сравнение с конвенционалните дифузия;
· Достига насищане.
За много молекули, специфични носители, такива като глюкоза, лактоза, аминокиселини, нуклеотиди, глицерол и други.
В дадена клетка има определен брой вектори за дадена молекула или Джон. Когато всички те са заети, скоростта на трансфер става максимум. Следователно, процесът достигне насищане. Когато разликата в концентрацията на веществото е нула вектори, продължават да работят молекулата прехвърлен в клетката и при същата скорост, така че като цяло не е дифузия.
Осмоза - дифузия на вода през мембраната от по-малко концентрирана до по-концентриран разтвор. Естествено в разреден разтвор на концентрация вода е "по-висока" от концентрира. При концентрация осмоза е изравнен две решения разделят чрез селективно пропусклива мембрана.
Фиг. 5.8. осмоза
Активен транспорт - прехвърляне на вещества срещу градиент на концентрация при използване на енергия. Това се извършва с помощта на протеиновите носители, образувайки така наречената йон помпите за прехвърляне йони с висок потенциал биохимични. Най-известният е Na + / K + - помпата в животински клетки, което причинява на активния транспорт на калиеви йони в клетката и отделянето на натриеви йони от нея. Поради тази висока вътреклетъчната концентрация поддържа К + и Na + на малката спрямо външната повърхност plasmolemma. Йони (Na +, К +, Са 2+) се транспортират през мембраната на нерв, мускул и други клетки в тях поради наличието на йонни канали. Йонни канали - супрамолекулните системи за биологични мембрани, които имат липопротеините с природата и осигуряват селективно преминаване на някои йони през мембраната. Йонни канали се отварят и затварят в зависимост от големината и електрическия потенциал разликата през мембраната или действието на химични медиатори. Някои вещества (йонофори) са способни да създадат йонни канали в липидния слой на мембраната. Такива вещества са много антибиотици.
Нарушаването на йонни помпи и канали, свързани с развитието на патологични състояния в организма.
Действието на някои лекарства се основава на промяна в свойствата на канали и транспортери, който позволява да се регулира транспорт на вещества в клетка, тъкан, орган и организма като цяло.
Макромолекули протеини, полизахариди, нуклеинови киселини, липопротеини влизат в клетката чрез ендоцитоза. Ендоцитоза - клетки способност за активно абсорбират хранителни вещества под формата на малки мехурчета (пиноцитоза) или твърди частици (фагоцитоза). Получената мембрана образува малки вакуоли, които са свързани с лизозома. Ензимите на макромолекули лизозомни вакуоли се разбиват на мономери, които се използват в клетката като пластичен материал и енергия.
Фигура 5.9. В обобщената схема на транспортните вещества през плазмалемата
Фигура 5.10. Ендо- и екзоцитоза вещества
Въз основа на горното, след Основната функция на плазмената мембрана:
1. Ограничаване на цитоплазмата, определяне на размера и формата на клетките.
2. Да се ​​създаде връзка между клетката и околната среда.
3. Осигурява вещества, които се движат в и извън клетката.
4. Извършва рецепторна функция (получаване и преобразуване на сигнали от околната среда, учебни материали).
CORE. Морфология на хромозомите. кариотип ЧОВЕКА
; Дата: 10.31.2014; ; Прегледи: 1175; Нарушаването на авторските права? ;