Format: Campus O membrană celulară (membrană plasmatică) este o barieră semipermeabilă care separă citoplasma celulelor de mediul înconjurător. În prezent, în biologie, modelul de membrană lichid-mozaic propus în anii 1970 de J. Singer și G. Nicholson a fost adoptat.
Acest model se bazează pe câteva principii de bază:
1. Membrana constă dintr-un strat dublu de molecule lipidice. Componentele hidrofilice, polare ale moleculelor (capetele) sunt situate în afara membranei, părțile hidrofobe, nepolare (caudale) - în interior.
2. Proteinele membranare sunt integrate în bistratul lipidic. Unele dintre ele trec prin membrană (se numesc integrale), altele sunt situate pe suprafața exterioară sau interioară a membranei (acestea sunt numite periferice).
3. Baza lipidică a membranei are proprietățile unui lichid (cum ar fi un ulei lichid) și își poate schimba densitatea. Vâscozitatea membranei depinde de compoziția lipidelor și de temperatura. În acest sens, proteinele membranare și lipidele se pot mișca liber prin membrană și în interiorul acesteia. Aceasta este o proprietate foarte importantă a membranei, care asigură faptul că membrana îndeplinește o varietate de funcții (a se vedea mai jos)
4. Membranele majorității organoidelor membranare intracelulare au o similitudine de bază cu membrana plasmatică.
5. În ciuda structurii generale a membranelor tuturor celulelor, compoziția proteinelor și lipidelor din fiecare specie celulară și din interiorul celulei este diferită. Compoziția straturilor lipidice exterioare și interioare este, de asemenea, diferită.
Membrana efectuează un întreg complex de funcții în celulă, asociată cu menținerea integrității celulei, asigurând schimbul de substanțe și energie între celulă și mediu și interacțiunea cu alte celule.
Funcția de transport
Membrana plasmatică are proprietățile unei bariere semipermeabile, care transmite și nu permite transmiterea numai a anumitor substanțe și molecule. Există mai multe tipuri de transport prin membrană: transport pasiv, transport activ, transport de ioni, transport în ambalaje cu membrană (endoscopică și exocitoză).
Transportul pasiv este transportul prin membrană a substanțelor dintr-o zonă cu o concentrație ridicată într-o zonă cu concentrație scăzută. Ea se realizează în două forme: sub formă de difuzie simplă și sub formă de difuzie "ușoară". Ambele procese nu necesită energie, merg încet și se opresc atunci când concentrația de substanțe de pe ambele părți ale membranei este egalizată. Rata de difuzie și posibilitatea de a transporta substanțe prin membrană depind (în plus față de concentrație) de un număr de factori: temperatura, dimensiunea moleculară, capacitatea de dizolvare în lipide. Substanțele solubile în grăsimi trec ușor prin straturile lipidice, solubile în apă - cu dificultate. În membrană există "pori" lipidice și proteice speciale prin care trece difuzia. Difuzarea simplă este un proces relativ lent, iar natura a adaptat pentru accelerarea transportului proteine speciale de membrană - purtători. Acestea se combină cu substanța transportată și o transferă de pe o parte a membranei către cealaltă. Pentru fiecare grupă de substanțe din membrană ar trebui să fie transportoare proprii. Un astfel de proces se numește "difuzie de lumină", care curge de zeci de ori mai rapid decât difuzia simplă.
Transportul ionic este un fel de transport pasiv pentru ionii incarcati, dar are propriile particularitati. Proteinele din citoplasmă ale unei celule poartă pe suprafața lor, de regulă, o sarcină negativă, creând un anumit fundal electric în celulă. Dacă celula direcționează fluxul pozitiv (cationi) și negativi (anioni) ioni, ionii pozitivi vor mai ca parte a cationului va lega proteine ale citoplasmei, se neutralizează și se creează concentrații suplimentare diferență raznozaryazhennyh a ionilor din interiorul si exteriorul celulei. Pentru transportul ionic în membrană, există fie pori ioni speciali, fie purtători.
Transportul activ reprezintă cea mai importantă formă de transport pentru o celulă. Difuzia, dacă durează destul de mult, conduce la faptul că pe ambele părți ale membranei se stabilește un echilibru, ceea ce este inadmisibil pentru celulă - aceasta este moartea pentru ea. Compoziția citoplasmei și a fluidului intercelular este foarte diferită. Prin urmare, în celulă există un sistem de "transport activ". În acest caz, transportul moleculelor se efectuează împotriva gradientului de concentrație (de la zona de concentrație scăzută până la zona cu concentrație ridicată). Pentru a face acest lucru, există complexe speciale de membrane de proteine (ion și canale moleculare) care lucrează cu energie. Până la 40% din toată energia produsă de celulă costă transportul!
Transportul în ambalaje cu membrană (endo- și exocitoză). În multe cazuri, celula trebuie să transporte prin membrană molecule sau ioni separate, dar complexe moleculare întregi și chiar particule. Ele nu trec prin porii membranei. În acest sens, în celulă există un tip special de transport - transport într-un pachet de membrane. În unele cazuri, există o proeminență a membranei plasmatice exterioare care acoperă particulele străine (de exemplu, particule de alimente sau bacterii), membrana de închidere în inelul său și moaie adânc în citoplasmă celulei. Un astfel de proces a fost deschis de renumitul om de știință rus, laureat al Premiului Nobel II Mechnikov și a fost numit fagocitoză. Acest fenomen a fost găsit în studiul proprietăților protectoare ale celulelor sanguine, care au capturat bacteriile și le-au neutralizat. Particulele mai mici si picaturi de lichid prin formarea unei celule de captura membrană invaginations - acest proces a fost desemnat pinocitoză (Gk pinos- lichid.).
De fapt, fagocitoza și pinocitomul sunt varietăți ale unui fenomen general caracteristic majorității celulelor - endocitoză. Procesul de endocitoză inversă - excreția oricărei substanțe sau produse din celule - a fost numită exocitoză. Pe baza transportului membranar, a fost construit întregul proces de izolare și absorbție a secrețiilor și a hormonilor de către celule. Este important de subliniat că endo- și exocitoza sunt procese consumatoare de energie și, prin urmare, fac parte din soiurile de transport activ.
Funcția de receptor a membranei
Principii ale receptorilor membranari.
Celula primește în mod constant semnale din mediul extern despre prezența diferitelor molecule de semnal acolo și trebuie să răspundă în mod adecvat la aceste semnale, transferând informații de la ele către interiorul celulei. În acest scop, în membrana plasmatică sunt construite complexe speciale de receptori. De regulă, acestea sunt formațiuni complexe din mai multe molecule de proteine (receptorii pot include, de asemenea, lipide din membrană și carbohidrați).
Toți diferiții receptori ai membranelor celulare au un număr de caracteristici comune:
1. Receptorii sunt specifici - adică se leagă numai la anumite substanțe. Specificitatea receptorului este determinată de structura "centrului activ" din molecula sa și de capacitatea altor molecule de a se lega de acest situs activ.
2. Procesul de recepție și transmitere a semnalului către membrană sau adânc în celulă trece printr-o cheltuială considerabilă de energie.
3. Conform principiului de funcționare, toți receptorii pot fi împărțiți în trei grupe: receptori cu acțiune directă; receptorii de acțiune indirectă și receptorii catalitic. În primul caz, molecula se leagă de partea receptor a complexului și transmite semnalul direct către canalul ionic. În a doua variantă, partea receptor a complexului transmite un semnal către canalul de ioni din membrană sau adânc în celulă printr-un sistem de proteine auxiliare numite "mediatori secundari". În a treia variantă, partea receptor a complexului, după interacțiunea cu molecula de semnal, este activată și îndeplinește funcțiile enzimei, afectând astfel activitatea celulei.
Funcția de izolare a membranei. Contactele intercellulare
Într-un organism multicelulare, celulele sunt în contact constant unul cu altul, care uneori dobândește trăsături de interacțiune strânsă. În special se manifestă în țesuturile care se învecinează cu mediul extern (intestine, intestine, tracturi respiratorii) sau unde există nevoia de contact strâns al celulelor pentru munca coordonată (mușchii neuniformi și cardiaci, celulele nervoase și fibrele).
Există patru tipuri de contacte intercellulare: contacte izolate (joncțiunea tig), joncțiuni strânse (joncțiune gap), desmosomes (desmosom) și joncțiuni de aderență (joncțiunea de aderență).
Izolarea contactelor justifică numele lor - complexele de proteine din membranele celulelor vecine sunt conectate astfel încât să nu treacă prin acest contact molecule și ioni. Contactele dense permit molecule mici și ioni să treacă prin ele și schimbul între celule poate avea loc prin ele. În special, joncțiunile strânse sunt adaptate de celulele nervoase și musculare pentru a transmite semnale electrice. Desmosomii sunt proiectați pentru a lega un grup de celule unele de altele sau de alte substraturi.
Ele pot dispărea rapid și se pot forma din nou. Contactele adezive sunt, de asemenea, concepute pentru a atașa celulele unul față de celălalt. Ele sunt mai labile și se pot forma rapid și pot dispărea după cum este necesar.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: