Membrana plasmatică ocupă o poziție specială, deoarece limitează celulele din exterior și este direct legată de mediul extracelular. Are o grosime de aproximativ 10 nm și este cea mai groasă dintre membranele celulare. Componentele principale sunt proteine (mai mult de 60%), lipide (aproximativ 40%) și carbohidrați (aproximativ 1%). Ca toate celelalte celule de membrană sunt sintetizate în canalele EPS.
Membrana plasmatică este semipermeabilă, i. E. Prin aceasta, la diferite viteze trec molecule selectiv diferite. Există două moduri de a transporta substanțe pe membrană: transport pasiv și activ.
Transportul pasiv. Transmiterea sau difuzia pasivă nu necesită cheltuieli cu energia. molecule neîncărcate difuze de-a lungul gradientului de concentrație, transportul moleculelor încărcate depinde de gradientul concentrației de protoni de hidrogen și transmembranar diferență de potențial, care sunt combinate într-un gradient de protoni electrochimice. De obicei, suprafața interioară a membranei citoplasmatice poartă o sarcină negativă, care facilitează intrarea în celulă ionii încărcați pozitiv. Există două tipuri de difuzie: simple și ușoare.
Caracteristica simpla difuzie a moleculelor neutre mici (H2O, CO2. O2), precum și substanțe organice cu greutate moleculară mică hidrofobe. Aceste molecule pot avea loc fără nici o interacțiune cu proteinele membranei prin porii membranei sau canale, cu un gradient de concentrație va fi menținută.
Difuzia de lumină este caracteristică moleculelor hidrofilice, care sunt transportate prin membrană și printr-un gradient de concentrație, dar cu ajutorul unor proteine speciale de membrană purtătoare conform principiului uniport.
difuzie facilitata se caracterizează prin selectivitate ridicată, ca proteină purtătoare are un situs de legare complementar la substanța transportată și transferată într-o proteină este însoțită de modificări conformaționale. Un posibil mecanism de difuzie a facilitat următoarea: proteine de transport (translocase) lianți, se apropie apoi de partea opusă a membranei, fără a unei substanțe care ia din nou conformație originală și este gata pentru a îndeplini funcția de transport. Se știe puțin despre cum se efectuează mișcarea proteinei în sine. Un alt mecanism posibil de transport implică participarea mai multor proteine transportoare. În acest caz, compusul legat inițial se trece de la o proteină la alta, secvențial în contact mai întâi cu una și apoi cu o altă proteină, până când este pe partea opusă a membranei.
Transportul activ. Acest transport are loc atunci când transferul se face în raport cu gradientul de concentrație. Ea necesită consumul de energie de către celulă. Transportul activ servește la acumularea de substanțe în interiorul celulei. Sursa de energie este adesea ATP. Pentru transportul activ, în plus față de sursa de energie, este necesară participarea proteinelor membranare. Unul dintre sistemele de transport active din celula animală este responsabil pentru transportul ionilor Na și K + prin membrana celulară. Acest sistem se numește pompa Na + - K *. Acesta este responsabil pentru menținerea compoziției mediului intracelular, în care concentrația ionilor K + este mai mare decât cea a ionilor Na *.
Transportul activ al substanțelor prin membrana, realizată datorită energiei gradient de concentrație a unei alte substanțe menționată symport. Transportul ATPază are în acest caz situri obligatorii pentru ambele substanțe. Un antiport este mișcarea unei substanțe împotriva unui gradient al concentrației acesteia. În acest caz, o altă substanță se deplasează în direcția opusă de-a lungul gradientului concentrației sale. Symport și antiport (cotransport) pot să apară în timpul absorbției de aminoacizi din intestin și reabsorbția glucozei din urină primară, folosind gradientul de concentrație a energiei de ioni este Na +. create de Na +. K + -ATPaza.
Alte 2 tipuri de transport - endocitoză și exocitoză.
Endocitoză - captarea particulelor mari de către celulă. Există mai multe modalități de zndocitoză: pinocitoză și fagocitoză. De obicei, captarea celulară prin pinocitoză realiza particule coloidale lichide prin fagocitoză - corpusculii de captare (particule mai dense și mai mari, până la celelalte celule). Mecanismul pino- și fagocitoză este diferit.
În general, intrarea în celulă a particulelor solide sau a picăturilor lichide din exterior este numită heterophagie. Acest proces este cel mai răspândit într-un simplu, dar foarte important la om (și alte mamifere). Geterofagiya joacă un rol esențial în protejarea organismului (neutrofile segmentate - granulocitelor; makrofagotsity), reconstruirea osoase (osteoclaste), formarea de foliculi tiroidieni tiroxinei, reabsorbtia de proteine și alte macromolecule în nefronului proximal și alte procese.
Pentru ca moleculele externe să pătrundă în celulă, ele trebuie mai întâi să fie legate de receptorii glicocalciului (un set de molecule legate la proteinele membranei de suprafață) (Fig.).
În locul unei asemenea legări sub plasmalemă, se găsesc molecule de proteină clathrin. Plasmalemma, împreună cu moleculele atașate din exterior și clathrinul, sub influența citoplasmei, încep să invadeze. Invaginarea devine mai profundă, marginile sale converg și apoi se închid. Ca urmare, un balon este separat de plasmalemma, care transportă moleculele capturate. Clathrinul de pe suprafața sa arată pe micofotografii electronice ca o graniță neuniformă, astfel că aceste bule sunt numite margine.
Clathrinul nu permite bulelor să se atașeze la membranele intracelulare. Prin urmare, veziculele marginalizate pot fi transportate în celulă la acele părți ale citoplasmei în care conținutul lor trebuie utilizat. Deci, la miez sunt livrate, în special, hormoni steroizi. Cu toate acestea, veziculele de obicei învecinate se aseamănă cu janta imediat după scindarea de la plasmalem. Clathrin este transferat la plasmalemma și poate participa din nou la reacțiile de endocitoză.
La suprafața celulară a citoplasmei există vezicule constante - endozomi. Bubulele înfundate dau clathrinului și se îmbină cu endozomi, în timp ce volumul și suprafața endosomului cresc. Apoi, partea excesă a endozomului este separată sub forma unei vezicule noi în care nu există substanțe introduse în celulă, ele rămân în endosom. O nouă veziculă este direcționată către suprafața celulei și se îmbină cu membrana. Ca urmare, se restabilește pierderea plasmalemiei, care apare atunci când vezicula marginală este scindată, și receptorii ei sunt de asemenea returnați la plasmalem.
Endozomii sunt imersați în citoplasmă și se îmbină cu membranele lizozomului. Substanțele care intră în interiorul unui astfel de lizozom secundar suferă diverse transformări biochimice. La finalizarea membranei lizozomi pot dezintegra în fragmente, iar produșii de descompunere și conținuturile sunt puse la dispoziția lizozomi reacțiile metabolice intracelulare. De exemplu, aminoacizii legați ARNt și sunt livrate la ribozomi, iar glucoza poate intra complexul Golgi sau tubulii agranular EPS.
Deși endozomii nu au o breșă de clathrin, nu toți se îmbină cu lizozomi. Unele dintre ele sunt trimise de la o suprafață celulară la alta (dacă celulele formează un strat epitelial). Acolo membrana endosomului fuzionează cu plasmolemma și conținutul este îndepărtat din exterior. Ca urmare, substanțele sunt transportate prin celulă dintr-un mediu în altul fără modificări. Acest proces se numește transcytosis. Prin transcitoză, pot fi transportate și molecule de proteine, în special imunoglobuline.
Dacă o particulă mare are fragmente moleculare de suprafață care pot fi recunoscute de receptorii unei celule, ea se leagă. Departe de particulele străine, ele însele au asemenea grupări. Cu toate acestea, prin intrarea în organism, ele sunt înconjurate de molecule de imunoglobuline (opsonine), care sunt întotdeauna conținute în sânge și în mediul intercelular. Imunoglobulinele sunt recunoscute întotdeauna de celulele fagocitare.
După ce opsoninele care acoperă particula străină se leagă de receptorii fagocitului, complexul de suprafață este activat. Microfilamentele Actin încep să interacționeze cu miozina, iar configurația suprafeței celulare se schimbă. Extinderea citoplasmei fagocitului se extinde în jurul particulei. Ele acoperă suprafața unei particule și se unesc deasupra ei. Frunzele exterioare de creștere cresc, închizând suprafața celulei.
Frunzele profunde ale creșterii formează o membrană în jurul particulei absorbite - se formează un fagozom. Fagozomul se conectează cu lizozomii, rezultând complexul lor - heterozim (heterozom sau fagolizozom). Pierde componentele captate ale particulei. O parte din produsele de liză este derivată din heterozom și este utilizată de către celulă, în timp ce unele se pot dovedi a fi o enzimă lizozomală nerecomandată. Aceste reziduuri formează corpusculuri reziduale.
Potențial toate celulele au capacitatea de a fagocitoză, dar în organism doar câteva se specializează în această direcție. Acestea sunt leucocitele și macrofagele neutrofile.
Aceasta este îndepărtarea substanțelor din celulă. În primul rând, compușii cu molecule mari segregă în complexul Golgi ca vezicule de transport. Acestea din urmă, cu participarea microtubulilor, sunt direcționate către suprafața celulară. Membrana veziculei este încorporată în plasmalemă, iar conținutul veziculei este în afara celulei (Fig.). Fuziunea veziculei cu plasmalemma poate fi efectuată fără alte semnale. Această exocitoză se numește constitutivă. Astfel, majoritatea produselor proprii ale metabolismului sunt derivate din celule. Un număr de celule, cu toate acestea, este conceput pentru a sintetiza compuși speciali - secrete care sunt folosite în organism în alte părți ale acestuia. Pentru ca vezicula de transport cu un secret să se îmbine cu plasmalemia, sunt necesare semnale din exterior. Numai atunci fuziunea va avea loc și secretul va fi eliberat. Această exocitoză se numește reglementată. Moleculele de semnal care contribuie la secreția secrețiilor sunt numite liberine (factori de eliberare), iar cei care împiedică excreția sunt statine.
Acestea sunt în principal furnizate de glicoproteinele localizate pe suprafața plasmalemului și capabile să se lege la liganzii lor. Ligandul corespunde receptorului său ca o cheie - o încuietoare. Legarea ligandului la receptor determină o schimbare în conformația polipeptidei. Cu această schimbare în proteina transmembranară, se stabilește un mesaj între mediul extracelular și intracelular.
Receptori asociați cu canale de ioni proteici. Ei interacționează cu o moleculă de semnal care deschide temporar sau închide canalul pentru trecerea ionilor. (De exemplu, receptorul neurotransmițătorului acetilcolină - o proteină care constă din cinci subunități care formează canalul ionic în absența canalului acetilcolinei este închis, iar după conectarea se deschide și permite ionii de sodiu.).
Catalizatori. Acestea constau în partea extracelulară (receptorul în sine) și partea citoplasmică intracelulară, care funcționează ca o enzimă prolin kinază (de exemplu, receptori ai hormonului de creștere).
Receptori asociați cu proteine G. Acest transmembranare proteine care constau dintr-un receptor care interacționează cu un ligand și proteina G (guanozin proteină reglatoare legată-trifosfat), care transmite un semnal la o enzimă legată de membrană (adenilat) sau canal de ioni. Ca rezultat al AMP ciclic activeaza sau ioni de calciu. (Acesta este modul în care sistemul adenilat, de exemplu, în celulele hepatice este un receptor al receptorului parte Nadkletochnaya insulina hormonul se leaga de insulina Aceasta determină activarea părții intracelulare -.... adenilat enzima ciclazei Sintetizează de ATP AMP ciclic, care reglează viteza diferitelor procese intracelulare, determinând activarea sau inhibiția sau alte enzime ale metabolismului).
Receptorii care percep factorii fizici. De exemplu, proteina fotoreceptor este rodopsina. Când lumina este absorbită, ea își schimbă conformitatea și excită un impuls nervos.
Dacă observați o eroare în text, selectați cuvântul și apăsați Shift + Enter
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: