Toate celulele vii sunt separate de mediul înconjurător printr-o suprafață numită membrană celulară. În plus, eucariotele se caracterizează prin formarea mai multor compartimente în interiorul celulelor. Acestea sunt reprezentate de un număr de organite subcelulare, membrana delimitată, de exemplu, nucleul si mitocondriile. Membranele sunt organizate nu interfață numai static, ci includ de asemenea sisteme biochimice active responsabile de procese, cum ar fi transportul selectiv de substanțe în interiorul și în afara celulelor, legarea de hormoni si alte molecule de reglementare, reacția enzimatică, transmiterea impulsurilor nervoase ale sistemului, etc. . Există diferite tipuri de membrane diferă în funcțiile pe care le îndeplinesc. Funcția de membrane datorită structurii lor.
Membranele constau din molecule de lipide și proteine, care variază cantitatea relativă de (1/5 - 4/5 + proteine - lipide la 3/4 - 1/4 din proteină + - lipide) la membrane diferite. Carbohidrații sunt conținute sub formă de glicoproteine, glicolipide și constituie 0,5-10% din materialul membranei.
Partea principală a lipidelor din membrane este reprezentată de fosfolipide, glicolipide și colesterol. Structura acestor lipide este prezentată în figură:
Structura lipidelor membranare
Lipidele membranelor au în structură două părți diferite: "coada" nepolară hidrofobă și "capul" hidrofil polar. Această dublă natură a compușilor se numește amfifil. Lipidele membranelor formează o structură cu două straturi. Fiecare strat constă din lipide complexe aranjate în așa fel încât "cozile" nepolar hidrofobe ale moleculelor sunt în contact strâns unul cu celălalt. Părțile hidrofilice ale moleculelor sunt, de asemenea, contactate. Toate interacțiunile au un caracter ne-covalent. Două monostraturi sunt orientate "la coadă" astfel încât structura rezultantă a stratului dublu să aibă o parte nepolară internă și două suprafețe polare. Proteinele din membrană sunt încorporate în stratul lipidic în două moduri:
- sunt asociate cu suprafața hidrofilă a proteinelor bilaterale lipidice - membrană de suprafață
- scufundat în regiunea hidrofobă a proteinelor membranare integrale bistratificate.
Proteinele de suprafață cu radicalii lor de aminoacizi hidrofili sunt legați prin legături ne-covalente la grupările hidrofilice ale bistratului lipidic. Proteinele integrate diferă în ceea ce privește gradul de scufundare în partea hidrofobă a stratului dublu. Ele pot fi localizate pe ambele părți ale membranei și fie parțial imersate în membrană, fie prin membrană prinsă. Porțiunea imersată a proteinelor integrale conține un număr mare de aminoacizi cu radicali hidrofobi, care asigură o interacțiune hidrofobă cu lipidele membranare. Interacțiunile hidrofobe suportă o anumită orientare a proteinelor în membrană. Partea hidrofilă proeminentă a proteinei nu se poate mișca în stratul hidrofob. O parte din proteinele membranare sunt legate covalent cu resturile de monozaharide sau cu lanțurile oligozaharidice și sunt glicoproteine. Exemple de localizare a proteinelor și a lipidelor din membrană sunt prezentate în figură:
Structura membranei plasmatice
Deși fiecare monostrat este format din lipide orientate în același mod, totuși, compoziția lipidică a monostraturilor este diferită. De exemplu, membrana plasmatică a fosfatidilcoline eritrocite predomină în stratul exterior și fosfatidin în stratul interior al membranei. Porțiunile de carbohidrați ale proteinelor și lipidelor sunt localizate pe partea exterioară a membranei. În plus, suprafețele membranei diferă în compoziția proteinelor. Gradul de asimetrie a membranelor este diferit pentru diferite tipuri de membrane și poate varia în procesul activității vitale a celulei și în îmbătrânirea acesteia. Mobilitatea (rigiditatea) și fluiditatea membranelor depind, de asemenea, de compoziția sa. Creșterea rigidității se datorează creșterii raportului acizilor grași saturați și nesaturați, precum și a colesterolului. Proprietățile fizice ale membranelor depind de localizarea proteinelor în stratul lipidic. Membranele lipidice sunt capabile să difuzeze în stratul paralel cu suprafața membranei (difuzie laterală). Proteinele sunt, de asemenea, capabile de difuzie laterală. Transfuzia transversală în membrane este puternic limitată.
Transportul de substanțe în interiorul și în exteriorul celulelor, precum și între citoplasmă și diferite organele subcelulare (mitocondriile, nucleele etc.) este asigurată de membrane. Dacă membranele ar fi o barieră moartă, atunci spațiul intracelular ar fi inaccesibil pentru nutrienți și produsele activității vitale nu ar putea fi îndepărtate din celulă. În același timp, cu permeabilitate completă, ar fi imposibil să se acumuleze anumite substanțe în celulă. Proprietățile de transport ale membranei sunt caracterizate prin semipermeabilitate. unii compuși pot pătrunde prin el, în timp ce alții nu pot:
Permeabilitatea membranelor pentru diferite substanțe
Una dintre funcțiile principale ale membranelor este reglementarea transportului de substanțe. Există două modalități de a transporta substanțe pe membrană: transport pasiv și activ:
Transportul substanțelor prin membrane
Transportul pasiv. Dacă substanța se mișcă prin membrană din regiunea de concentrație ridicată la o parte concentrație scăzută (adică, gradientul concentrației substanței) fără consumul de energie de către celulă, atunci aceasta se numește transportul pasiv sau difuziune. Există două tipuri de difuzie: simple și ușoare.
Difuzarea simplă este caracteristică pentru moleculele neutre mici (H2O, CO2, O2), precum și pentru substanțele organice moleculare hidrofobe. Aceste molecule pot trece fără nici o interacțiune cu proteinele membranare prin porii sau canalele membranei, atât timp cât gradientul de concentrație persistă.
Difuzarea luminii. Caracteristic pentru molecule hidrofile care sunt transportate prin membrana ca gradientul de concentrație, dar prin intermediul proteinelor speciale cu membrana - vectori. Pentru a facilita difuzarea, spre deosebire de simplu, caracterizat prin selectivitate ridicată, ca situs de legare o proteină purtător este complementară cu substanța transportată, iar transferul este însoțit de modificări conformaționale ale proteinei. Un posibil mecanism de difuziune facilitată poate fi după cum urmează: proteina de transport (translocase) agenți de legare, apoi se apropie 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 are loc atunci când transferul se efectuează pe un gradient de concentrație. Acest transfer necesită energia celulei. 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 pompă Na + - K +. Este responsabil pentru menținerea compoziției mediului intracelular, în care concentrația K + este mai mare decât Na +.
Mecanism de acțiune al Na +. K + -ATPaza
Articole similare
-
Deducerea fiscală pentru cursuri de limba engleză, cursuri de limba engleză
-
Cât de inteligent este pisica pisica de formare în vârstă timpurie și avansate, psihologi crezut că
Trimiteți-le prietenilor: