Клетъчна мембрана: структура и функция

Основната структурна единица на живия организъм е клетка, която е диференцирано място на цитоплазмата, обградена от клетъчна мембрана. Поради факта, че клетката изпълнява много важни функции, като възпроизвеждане, хранене, движение, черупката трябва да бъде пластмасова и плътна.

История на откриването и изследването на клетъчната мембрана

През 1925 г. Grendel и Gorder проведоха успешен експеримент за идентифициране на "сенките" на червените кръвни клетки или на празни черупки. Въпреки няколко грешки, учените открили липидния двуслой. Тяхната работа продължила до Даниел, Доусън през 1935 г., Робъртсън през 1960 година. В резултат на дългогодишната работа и натрупването на аргументи през 1972 г., Сингър и Никълсън създават модел на структурата на мембраната с течна мозайка. По-нататъшни експерименти и проучвания потвърждават творбите на учените.

стойност

Какво представлява клетъчната мембрана? Тази дума е използвана преди повече от сто години, а на латински означава „филм“, „пилинг“. Затова посочете границата на клетката, която е естествена бариера между вътрешното съдържание и външната среда. Структурата на клетъчната мембрана предполага полупропускливост, благодарение на която влагата и хранителните вещества и продуктите от разлагането могат свободно да преминават през нея. Тази обвивка може да се нарече основният структурен компонент на организацията на клетката.

Разгледайте основните функции на клетъчната мембрана.

1. Разделя вътрешното съдържание на клетката и компонентите на външната среда.

2. Допринася за поддържането на постоянен химичен състав на клетката.

3. Регулира правилния метаболизъм.

4. Осигурява взаимовръзка между клетките.

5. Разпознава сигнали.

6. Защитна функция.

"Плазмена обвивка"

Външната клетъчна мембрана, наричана още плазмена мембрана, е ултрамикроскопски филм, чиято дебелина варира от пет до седем нанометра. Състои се главно от протеинови съединения, фосфолиди, вода. Филмът е еластичен, лесно абсорбира водата и бързо възстановява целостта си след повреда.

Различава се в универсална структура. Тази мембрана заема гранична позиция, участва в нея избирателен процес пропускливост, отстраняване на продуктите на разпад, синтезира ги. Връзката с "съседите" и надеждната защита на вътрешното съдържание от повреда го правят важен компонент в този въпрос клетъчна структура. Клетъчната мембрана на животинските организми понякога се покрива с много тънък слой - гликокаликс, който съдържа протеини и полизахариди. Растителни клетки извън мембраната, защитена от клетъчна стена, която изпълнява функциите на опора и поддържа форма. Основният компонент на състава му е влакно (целулоза) - полизахарид, който не е разтворим във вода.

Така външната клетъчна мембрана изпълнява функцията за възстановяване, защита и взаимодействие с други клетки.

Структурата на клетъчната мембрана

Дебелината на тази подвижна черупка варира от шест до десет нанометра. Клетъчната мембрана на клетката има специален състав, чиято основа е липидният двуслой. От вътрешната страна се поставят инертни към водата хидрофобни опашки, а хидрофилните глави, които взаимодействат с водата, се отварят. Всеки липид представлява фосфолипид, който е резултат от взаимодействието на вещества като глицерин и сфингозин. Липидният скелет е тясно заобиколен от протеини, които са разположени в непрекъснат слой. Някои от тях са потопени в липидния слой, други преминават през него. В резултат се образуват водопропускливи зони. Извършва се от тях протеинова функция са различни. Някои от тях са ензими, а останалите са транспортни протеини, които пренасят различни вещества от външната среда в цитоплазмата и обратно.

Клетъчната мембрана е пронизана и тясно свързана с интегрални протеини, а периферната връзка е по-малко силна. Тези протеини изпълняват важна функция, която е да поддържат структурата на мембраната, да приемат и преобразуват сигнали от околната среда, транспортни вещества, да катализират реакциите, които се случват на мембраните.

структура

Основата на клетъчната мембрана е бимолекулен слой. Поради непрекъснатостта си, клетката има бариерни и механични свойства. На различни етапи от живота този двуслой може да се счупи. В резултат се образуват структурни дефекти на хидрофилни пори. В този случай, всички функции на такъв компонент като клетъчната мембрана могат да се променят. Ядрото може да страда от външни влияния.

свойства

Клетъчната мембрана на клетката има интересни черти. Поради флуидността на тази обвивка не е твърда структура, а основната част от протеините и липидите, които са включени в състава му, се движи свободно в равнината на мембраната.

Като цяло, клетъчната мембрана е асиметрична, така че съставът на протеиновите и липидните слоеве е различен. Плазмените мамбрани в животински клетки от тяхната външна страна имат гликопротеинов слой, който изпълнява рецепторни и сигнални функции, и също играе важна роля в процеса на клетъчна интеграция в тъканта. Клетъчната мембрана е полярна, т.е. отвън зарядът е положителен, а отвътре е отрицателен. В допълнение към всичко по-горе, клетъчната стена има селективно прозрение. Това означава, че в допълнение към водата в клетката преминава само определена група молекули и йони на разтворени вещества. Концентрацията на вещество като натрий в повечето клетки е значително по-ниска, отколкото във външната среда. За калиевите йони е характерно различно съотношение: броят им в клетката е много по-висок, отколкото в околната среда. В това отношение, натриевите йони са присъщи на желанието да проникнат в клетъчната мембрана, а калиевите йони са склонни да се освободят отвън. При тези обстоятелства, мембраната активира специална система, която изпълнява ролята на "изпомпване", изравнявайки концентрацията на веществата: натриевите йони се изпомпват до клетъчната повърхност и калиевите йони се изпомпват навътре. Тази функция е една от най-важните функции на клетъчната мембрана.

Подобно желание на натриеви и калиеви йони да се движат навътре от повърхността играе голяма роля в въпроса за транспортирането на захар и аминокиселини в клетката. В процеса на активно отстраняване на натриевите йони от клетъчната мембрана се създават условия за нови приема на глюкоза и аминокиселини вътре. Напротив, в процеса на прехвърляне на калиеви йони вътре в клетката се попълва броят на "преносителите" на продуктите от разпадането от вътрешността на клетката към външната среда.

Как се подава клетката през клетъчната мембрана?

Много клетки абсорбират вещества чрез процеси като фагоцитоза и пиноцитоза. В първото изпълнение гъвкавата външна мембрана създава малка депресия, в която е разположена заловената частица. След това диаметърът на вдлъбнатината става по-голям, докато оградената частица влезе в клетъчната цитоплазма. Чрез фагоцитоза някои протозои се хранят например с амеби, както и с кръвни телца - левкоцити и фагоцити. По същия начин, клетките абсорбират течност, която съдържа основни хранителни вещества. Това се нарича пиноцитоза.

Външната мембрана е здраво свързана ендоплазмен ретикулум клетки.

В много видове основни тъканни компоненти, изпъкналости, гънки и микроврали се намират на повърхността на мембраната. Растителните клетки от външната страна на тази обвивка са покрити с друг, дебел и различен в микроскопа. Влакното, от което се произвеждат, спомага за образуването на подложка за тъкани от растителен произход, например дърво. Животинските клетки също имат редица външни структури, които са върху клетъчната мембрана. Те са чисто защитни по природа, като пример за това е хитинът, съдържащ се в покривните клетки от насекоми.

В допълнение към клетката има вътреклетъчна мембрана. Неговата функция е да раздели клетката на няколко специализирани затворени отделения - отделения или органели, където трябва да се поддържа определена среда.

По този начин е невъзможно да се надценява ролята на такъв компонент от основната единица на живия организъм като клетъчната мембрана. Структурата и функциите предполагат значително разширяване на общата повърхностна площ на клетката, подобряване на метаболитните процеси. Структурата на тази молекулна структура включва протеини и липиди. Отделяйки клетката от външната среда, мембраната осигурява нейната цялост. С негова помощ, междуклетъчните връзки се поддържат на достатъчно силно ниво, образувайки тъкани. В тази връзка може да се заключи, че една от най-важните роли в клетката се играе от клетъчната мембрана. Структурата и изпълняваните от нея функции са коренно различни в различните клетки, в зависимост от предназначението им. Чрез тези характеристики се постига разнообразие от физиологична активност на клетъчните мембрани и тяхната роля в съществуването на клетки и тъкани.