Устройство и функции на мембраните. Основни функции и особености на структурата на клетъчната мембрана

Основната структурна единица на живия организъм е клетката, която е диференцирана част от цитоплазмата, заобиколена от клетъчна мембрана. Поради факта, че клетката изпълнява много важни функции, като възпроизводство, хранене, движение, мембраната трябва да бъде пластична и плътна.

История на откриването и изследването на клетъчната мембрана

През 1925 г. Грендел и Гордър провеждат успешен експеримент за идентифициране на „сенките“ на червените кръвни клетки или празни мембрани. Въпреки няколко сериозни грешки, учените откриха липидния двоен слой. Тяхната работа е продължена от Даниели, Доусън през 1935 г. и Робъртсън през 1960 г. В резултат на дългогодишна работа и натрупване на аргументи през 1972 г. Сингър и Никълсън създават флуидно-мозаечен модел на структурата на мембраната. По-нататъшни експерименти и проучвания потвърдиха работата на учените.

Значение

Какво е клетъчна мембрана? Тази дума започва да се използва преди повече от сто години, в превод от латински означава „филм“, „кожа“. Така се обозначава клетъчната граница, която е естествена бариера между вътрешното съдържание и външната среда. Структурата на клетъчната мембрана предполага полупропускливост, поради което влагата и хранителните вещества и продуктите на разпадане могат свободно да преминават през нея. Тази обвивка може да се нарече основният структурен компонент на клетъчната организация.

Нека разгледаме основните функции на клетъчната мембрана

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

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

3. Регулира правилния метаболизъм.

4. Осигурява комуникация между клетките.

5. Разпознава сигнали.

6. Защитна функция.

"плазмена обвивка"

Външната клетъчна мембрана, наричана още плазмена мембрана, е ултрамикроскопичен филм, чиято дебелина варира от пет до седем наномилиметра. Състои се главно от протеинови съединения, фосфолиди и вода. Фолиото е еластично, лесно абсорбира вода и бързо възстановява целостта си след повреда.

Има универсална структура. Тази мембрана заема гранична позиция, участва в процеса на селективна пропускливост, отстраняване на продуктите на гниене и ги синтезира. Връзката със своите „съседи“ и надеждната защита на вътрешното съдържание от увреждане го прави важен компонент в такъв въпрос като структурата на клетката. Клетъчната мембрана на животинските организми понякога е покрита с тънък слой - гликокаликс, който включва протеини и полизахариди. Растителните клетки извън мембраната са защитени от клетъчна стена, която служи като опора и поддържа формата. Основен компонент в състава му са фибри (целулоза) - полизахарид, който е неразтворим във вода.

По този начин външната клетъчна мембрана има функцията на възстановяване, защита и взаимодействие с други клетки.

Структура на клетъчната мембрана

Дебелината на тази подвижна обвивка варира от шест до десет наномилиметра. Клетъчната мембрана на клетката има специален състав, чиято основа е липиден двуслой. Хидрофобните опашки, инертни към водата, са разположени отвътре, докато хидрофилните глави, взаимодействащи с водата, са обърнати навън. Всеки липид е фосфолипид, който е резултат от взаимодействието на вещества като глицерол и сфингозин. Липидната рамка е тясно заобиколена от протеини, които са подредени в непрекъснат слой. Част от тях са потопени в липидния слой, останалите преминават през него. В резултат на това се образуват зони, пропускливи за вода. Функциите, изпълнявани от тези протеини, са различни. Някои от тях са ензими, останалите са транспортни протеини, които пренасят различни вещества от външната среда в цитоплазмата и обратно.

Клетъчната мембрана е проникната и тясно свързана с интегрални протеини, а връзката с периферните е по-слаба. Тези протеини изпълняват важна функция, която е да поддържат структурата на мембраната, да приемат и преобразуват сигнали от околната среда, да транспортират вещества и да катализират реакциите, протичащи върху мембраните.

Съединение

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

Имоти

Клетъчната мембрана на клетката има интересни характеристики. Поради своята течливост тази мембрана не е твърда структура и по-голямата част от протеините и липидите, които я изграждат, се движат свободно по равнината на мембраната.

Като цяло клетъчната мембрана е асиметрична, така че съставът на протеиновия и липидния слой се различава. Плазмените мембрани в животинските клетки от външната страна имат гликопротеинов слой, който изпълнява рецепторни и сигнални функции, а също така играе голяма роля в процеса на комбиниране на клетките в тъкан. Клетъчната мембрана е полярна, тоест зарядът отвън е положителен, а зарядът отвътре е отрицателен. В допълнение към всичко по-горе, клетъчната мембрана има селективно прозрение.

Това означава, че освен вода, в клетката се допускат само определена група молекули и йони от разтворени вещества. Концентрацията на вещество като натрий в повечето клетки е много по-ниска, отколкото във външната среда. Калиевите йони имат различно съотношение: тяхното количество в клетката е много по-високо, отколкото в околната среда. В тази връзка натриевите йони са склонни да проникнат през клетъчната мембрана, а калиевите йони са склонни да се освобождават навън. При тези обстоятелства мембраната активира специална система, която играе „изпомпваща“ роля, изравнявайки концентрацията на веществата: натриевите йони се изпомпват към повърхността на клетката, а калиевите йони се изпомпват вътре. Тази функция е една от най-важните функции на клетъчната мембрана.

Тази тенденция на натриевите и калиевите йони да се движат навътре от повърхността играе голяма роля в транспортирането на захар и аминокиселини в клетката. В процеса на активно отстраняване на натриевите йони от клетката, мембраната създава условия за нови постъпления на глюкоза и аминокиселини вътре. Напротив, в процеса на прехвърляне на калиеви йони в клетката, броят на „преносителите“ на разпадните продукти от вътрешността на клетката към външната среда се попълва.

Как става клетъчното хранене през клетъчната мембрана?

Много клетки поемат вещества чрез процеси като фагоцитоза и пиноцитоза. При първия вариант гъвкава външна мембрана създава малка вдлъбнатина, в която се озовава уловената частица. След това диаметърът на вдлъбнатината става по-голям, докато затворената частица навлезе в клетъчната цитоплазма. Чрез фагоцитозата се хранят някои протозои, като амебите, както и кръвни клетки - левкоцити и фагоцити. По същия начин клетките абсорбират течност, която съдържа необходимите хранителни вещества. Това явление се нарича пиноцитоза.

Външната мембрана е тясно свързана с ендоплазмения ретикулум на клетката.

Много видове основни тъканни компоненти имат издатини, гънки и микровласинки на повърхността на мембраната. Растителните клетки от външната страна на тази черупка са покрити с друга, дебела и ясно видима под микроскоп. Влакното, от което са направени, помага за формирането на опора за растителни тъкани, като например дърво. Животинските клетки също имат редица външни структури, които се намират върху клетъчната мембрана. Те имат изключително защитен характер, пример за това е хитинът, съдържащ се в покривните клетки на насекомите.

В допълнение към клетъчната мембрана има вътреклетъчна мембрана. Неговата функция е да разделя 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 на основната единица на живия организъм като клетъчната мембрана. Структурата и функциите предполагат значително разширяване на общата повърхност на клетката и подобряване на метаболитните процеси. Тази молекулярна структура се състои от протеини и липиди. Отделяйки клетката от външната среда, мембраната осигурява нейната цялост. С негова помощ междуклетъчните връзки се поддържат на доста силно ниво, образувайки тъкани. В тази връзка можем да заключим, че клетъчната мембрана играе една от най-важните роли в клетката. Устройството и изпълняваните от него функции коренно се различават в различните клетки в зависимост от предназначението им. Чрез тези характеристики се постига разнообразие от физиологични дейности на клетъчните мембрани и тяхната роля в съществуването на клетките и тъканите.

Мембраните са изключително вискозни и в същото време пластични структури, които обграждат всички живи клетки. Функцииклетъчни мембрани:

1. Плазмената мембрана е бариера, която поддържа различния състав на извън- и вътреклетъчната среда.

2.Мембраните образуват специализирани отделения вътре в клетката, т.е. множество органели - митохондрии, лизозоми, комплекс Голджи, ендоплазмен ретикулум, ядрени мембрани.

3. Ензимите, участващи в преобразуването на енергия в процеси като окислително фосфорилиране и фотосинтеза, са локализирани в мембраните.

Структура и състав на мембраните

Основата на мембраната е двоен липиден слой, образуването на който включва фосфолипиди и гликолипиди. Липидният бислой се образува от два реда липиди, чиито хидрофобни радикали са скрити навътре, а хидрофилните групи са обърнати навън и са в контакт с водната среда. Протеиновите молекули са, така да се каже, "разтворени" в липидния двоен слой.

Структура на мембранните липиди

Мембранните липиди са амфифилни молекули, т.к молекулата има както хидрофилна област (полярни глави), така и хидрофобна област, представена от въглеводородни радикали на мастни киселини, които спонтанно образуват двоен слой. Мембраните съдържат три основни вида липиди - фосфолипиди, гликолипиди и холестерол.

Липидният състав е различен. Съдържанието на определен липид очевидно се определя от разнообразието от функции, изпълнявани от тези липиди в мембраните.

Фосфолипиди. Всички фосфолипиди могат да бъдат разделени на две групи - глицерофосфолипиди и сфингофосфолипиди. Глицерофосфолипидите се класифицират като производни на фосфатидната киселина. Най-често срещаните глицерофосфолипиди са фосфатидилхолини и фосфатидилетаноламини. Сфингофосфолипидите се основават на аминоалкохола сфингозин.

Гликолипиди. В гликолипидите хидрофобната част е представена от алкохолния керамид, а хидрофилната част е представена от въглехидратен остатък. В зависимост от дължината и структурата на въглехидратната част се разграничават цереброзиди и ганглиозиди. Полярните "глави" на гликолипидите са разположени на външната повърхност на плазмените мембрани.

Холестерол (CS). CS присъства във всички мембрани на животински клетки. Молекулата му се състои от твърдо хидрофобно ядро ​​и гъвкава въглеводородна верига. Единичната хидроксилна група в 3-та позиция е "полярната глава". За животинска клетка средното моларно съотношение холестерол/фосфолипиди е 0,3-0,4, но в плазмената мембрана това съотношение е много по-високо (0,8-0,9). Наличието на холестерол в мембраните намалява мобилността на мастните киселини, намалява страничната дифузия на липидите и следователно може да повлияе на функциите на мембранните протеини.

Мембранни свойства:

1. Селективна пропускливост. Затвореният двуслой осигурява едно от основните свойства на мембраната: тя е непропусклива за повечето водоразтворими молекули, тъй като те не се разтварят в нейното хидрофобно ядро. Газове като кислород, CO 2 и азот имат способността лесно да проникват в клетките поради малкия размер на техните молекули и слабото взаимодействие с разтворителите. Молекули от липиден характер, като стероидни хормони, също лесно проникват през двойния слой.

2. Ликвидност. Мембраните се характеризират с ликвидност (флуидност), способността на липидите и протеините да се движат. Възможни са два вида движения на фосфолипидите: салто (наричано в научната литература „джапанка“) и странична дифузия. В първия случай фосфолипидните молекули, които се противопоставят една на друга в бимолекулния слой, се обръщат (или салто) една към друга и сменят местата си в мембраната, т.е. външното става вътрешно и обратно. Такива скокове са свързани с потреблението на енергия. По-често се наблюдават завъртания около оста (ротация) и странична дифузия - движение в слоя, успореден на повърхността на мембраната. Скоростта на движение на молекулите зависи от микровискозитета на мембраните, който от своя страна се определя от относителното съдържание на наситени и ненаситени мастни киселини в липидния състав. Микровискозитетът е по-нисък, ако в липидния състав преобладават ненаситените мастни киселини, и по-висок, ако съдържанието на наситени мастни киселини е високо.

3. Асиметрия на мембраната. Повърхностите на една и съща мембрана се различават по състава на липиди, протеини и въглехидрати (напречна асиметрия). Например във външния слой преобладават фосфатидилхолините, а във вътрешния – фосфатидилетаноламините и фосфатидилсерините. Въглехидратните компоненти на гликопротеините и гликолипидите излизат на външната повърхност, образувайки непрекъсната структура, наречена гликокаликс. На вътрешната повърхност няма въглехидрати. Белтъците - хормонални рецептори са разположени на външната повърхност на плазмената мембрана, а ензимите, които те регулират - аденилат циклаза, фосфолипаза С - на вътрешната повърхност и др.

Мембранни протеини

Мембранните фосфолипиди действат като разтворител за мембранните протеини, създавайки микросреда, в която последните могат да функционират. Протеините представляват 30 до 70% от масата на мембраните. Броят на различните протеини в мембраната варира от 6-8 в саркоплазмения ретикулум до повече от 100 в плазмената мембрана. Това са ензими, транспортни протеини, структурни протеини, антигени, включително антигени на основната система за хистосъвместимост, рецептори за различни молекули.

Според локализацията си в мембраната протеините се делят на интегрални (частично или напълно потопени в мембраната) и периферни (разположени на нейната повърхност). Някои интегрални протеини преминават мембраната веднъж (гликофорин), други преминават мембраната многократно. Например фоторецепторът на ретината и β2-адренергичният рецептор пресичат двойния слой 7 пъти.

Периферните протеини и домените на интегралните протеини, разположени на външната повърхност на всички мембрани, почти винаги са гликозилирани. Олигозахаридните остатъци предпазват протеина от протеолиза и също участват в разпознаването или адхезията на лиганда.

През 1972 г. е представена теорията, че частично пропусклива мембрана обгражда клетката и изпълнява редица жизненоважни задачи, а структурата и функцията на клетъчните мембрани са важни въпроси по отношение на правилното функциониране на всички клетки в тялото. става широко разпространена през 17 век, заедно с изобретяването на микроскопа. Стана известно, че растителните и животинските тъкани се състоят от клетки, но поради ниската разделителна способност на устройството беше невъзможно да се видят никакви бариери около животинската клетка. През 20-ти век химическата природа на мембраната е изследвана по-подробно и е установено, че тя се основава на липиди.

Устройство и функции на клетъчните мембрани

Клетъчната мембрана обгражда цитоплазмата на живите клетки, като физически разделя вътреклетъчните компоненти от външната среда. Гъбите, бактериите и растенията също имат клетъчни стени, които осигуряват защита и предотвратяват преминаването на големи молекули. Клетъчните мембрани също играят роля във формирането на цитоскелета и прикрепването на други жизненоважни частици към извънклетъчния матрикс. Това е необходимо, за да ги държи заедно, образувайки тъканите и органите на тялото. Характеристиките на структурата на клетъчната мембрана включват пропускливост. Основната функция е защита. Мембраната се състои от фосфолипиден слой с вградени протеини. Тази част участва в процеси като клетъчна адхезия, йонна проводимост и сигнални системи и служи като прикрепваща повърхност за няколко извънклетъчни структури, включително стената, гликокаликса и вътрешния цитоскелет. Мембраната също поддържа клетъчния потенциал, като действа като селективен филтър. Той е селективно пропусклив за йони и органични молекули и контролира движението на частиците.

Биологични механизми, включващи клетъчната мембрана

1. Пасивна дифузия: Някои вещества (малки молекули, йони), като въглероден диоксид (CO2) и кислород (O2), могат да проникнат през плазмената мембрана чрез дифузия. Обвивката действа като бариера за определени молекули и йони, те могат да се концентрират от двете страни.

2. Трансмембранен канал и транспортен протеин: Хранителни вещества като глюкоза или аминокиселини трябва да влязат в клетката и някои метаболитни продукти трябва да напуснат клетката.

3. Ендоцитозата е процесът, при който молекулите се поемат. Създава се лека деформация (инвагинация) в плазмената мембрана, в която се поглъща веществото, което трябва да се транспортира. Това изисква енергия и следователно е форма на активен транспорт.

4. Екзоцитоза: Среща се в различни клетки за отстраняване на несмлени остатъци от вещества, донесени от ендоцитоза, за секретиране на вещества като хормони и ензими и пълно транспортиране на веществото през клетъчната бариера.

Молекулярна структура

Клетъчната мембрана е биологична мембрана, състояща се основно от фосфолипиди и отделяща съдържанието на цялата клетка от външната среда. Процесът на образуване протича спонтанно при нормални условия. За да се разбере този процес и да се опише правилно структурата и функциите на клетъчните мембрани, както и свойствата, е необходимо да се оцени естеството на фосфолипидните структури, които се характеризират със структурна поляризация. Когато фосфолипидите във водната среда на цитоплазмата достигнат критична концентрация, те се комбинират в мицели, които са по-стабилни във водната среда.

Мембранни свойства

• Стабилност. Това означава, че веднъж образувана, разпадането на мембраната е малко вероятно.
• Сила. Липидната обвивка е достатъчно надеждна, за да предотврати преминаването на полярно вещество; както разтворените вещества (йони, глюкоза, аминокиселини), така и много по-големи молекули (протеини) не могат да преминат през образуваната граница.
• Динамичен характер. Това е може би най-важното свойство, когато се има предвид структурата на клетката. Клетъчната мембрана може да претърпи различни деформации, може да се сгъва и огъва, без да се разрушава. При специални обстоятелства, например по време на сливане на везикули или пъпкуване, той може да бъде нарушен, но само временно. При стайна температура неговите липидни компоненти са в постоянно, хаотично движение, образувайки стабилна течна граница.

Модел на течна мозайка

Говорейки за структурата и функциите на клетъчните мембрани, важно е да се отбележи, че в съвременната концепция мембраната като модел на течна мозайка е разгледана през 1972 г. от учени Сингър и Никълсън. Тяхната теория отразява три основни характеристики на структурата на мембраната. Интегралите насърчават мозаечен модел за мембраната и те са способни на странично движение в равнината поради променливия характер на липидната организация. Трансмембранните протеини също са потенциално подвижни. Важна характеристика на структурата на мембраната е нейната асиметрия. Каква е структурата на клетката? Клетъчна мембрана, ядро, протеини и така нататък. Клетката е основната единица на живота и всички организми са съставени от една или много клетки, всяка от които има естествена бариера, която я отделя от околната среда. Тази външна граница на клетката се нарича още плазмена мембрана. Състои се от четири различни вида молекули: фосфолипиди, холестерол, протеини и въглехидрати. Моделът на течната мозайка описва структурата на клетъчната мембрана по следния начин: гъвкава и еластична, с консистенция, подобна на растително масло, така че всички отделни молекули просто плуват в течна среда и всички те са способни да се движат странично в тази мембрана. Мозайката е нещо, което съдържа много различни части. В плазмената мембрана той е представен от фосфолипиди, холестеролни молекули, протеини и въглехидрати.

Фосфолипиди

Фосфолипидите съставляват основната структура на клетъчната мембрана. Тези молекули имат два различни края: глава и опашка. Главният край съдържа фосфатна група и е хидрофилен. Това означава, че е привлечен от водни молекули. Опашката се състои от водородни и въглеродни атоми, наречени вериги на мастни киселини. Тези вериги са хидрофобни; те не обичат да се смесват с водни молекули. Този процес е подобен на това, което се случва, когато излеете растително масло във вода, тоест то не се разтваря в нея. Структурните характеристики на клетъчната мембрана са свързани с така наречения липиден двоен слой, който се състои от фосфолипиди. Хидрофилните фосфатни глави винаги се намират там, където има вода под формата на вътреклетъчна и извънклетъчна течност. Хидрофобните опашки на фосфолипидите в мембраната са организирани по такъв начин, че да ги държат далеч от водата.

Холестерол, протеини и въглехидрати

Когато хората чуят думата холестерол, те обикновено си мислят, че това е лошо. Холестеролът обаче всъщност е много важен компонент на клетъчните мембрани. Молекулите му се състоят от четири водородни пръстена и въглеродни атоми. Те са хидрофобни и се срещат сред хидрофобните опашки в липидния двоен слой. Тяхното значение е в поддържането на консистенция, те укрепват мембраните, предотвратявайки пресичането. Молекулите на холестерола също предпазват фосфолипидните опашки от влизане в контакт и втвърдяване. Това гарантира плавност и гъвкавост. Мембранните протеини функционират като ензими за ускоряване на химичните реакции, действат като рецептори за специфични молекули или транспортират вещества през клетъчната мембрана.

Въглехидратите или захаридите се намират само от извънклетъчната страна на клетъчната мембрана. Заедно те образуват гликокаликса. Осигурява омекотяване и защита на плазмената мембрана. Въз основа на структурата и вида на въглехидратите в гликокаликса, тялото може да разпознае клетките и да определи дали те трябва да бъдат там или не.

Мембранни протеини

Структурата на клетъчната мембрана не може да се представи без такъв важен компонент като протеин. Въпреки това те могат да бъдат значително по-малки по размер от друг важен компонент - липидите. Има три типа основни мембранни протеини.

• Интеграл. Те покриват изцяло двуслойната, цитоплазмената и извънклетъчната среда. Изпълняват транспортни и сигнални функции.
• Периферен. Протеините са прикрепени към мембраната чрез електростатични или водородни връзки на техните цитоплазмени или извънклетъчни повърхности. Те участват главно като средство за свързване на интегрални протеини.
• Трансмембранен. Те изпълняват ензимни и сигнални функции, а също така модулират основната структура на липидния двоен слой на мембраната.

Функции на биологичните мембрани

Хидрофобният ефект, който регулира поведението на въглеводородите във вода, контролира структурите, образувани от мембранните липиди и мембранните протеини. Много мембранни свойства се придават от носещите липидни двойни слоеве, които формират основната структура за всички биологични мембрани. Интегралните мембранни протеини са частично скрити в липидния двоен слой. Трансмембранните протеини имат специализирана организация на аминокиселини в тяхната първична последователност.

Периферните мембранни протеини са много подобни на разтворимите протеини, но те също са свързани с мембраната. Специализираните клетъчни мембрани имат специализирани клетъчни функции. Как структурата и функциите на клетъчните мембрани влияят на тялото? Функционалността на целия организъм зависи от това как са структурирани биологичните мембрани. От вътреклетъчните органели, извънклетъчните и междуклетъчните взаимодействия на мембраните се създават структури, необходими за организирането и изпълнението на биологични функции. Много структурни и функционални характеристики са общи за бактериите и вирусите с обвивка. Всички биологични мембрани са изградени върху липиден двоен слой, което води до редица общи характеристики. Мембранните протеини имат много специфични функции.

• Контролиране. Плазмените мембрани на клетките определят границите на взаимодействие между клетката и околната среда.
• транспорт. Вътреклетъчните мембрани на клетките са разделени на няколко функционални единици с различен вътрешен състав, всяка от които се поддържа от необходимата транспортна функция в комбинация с контрол на пропускливостта.
• Предаване на сигнала. Мембранното сливане осигурява механизъм за вътреклетъчно везикуларно сигнализиране и предотвратяване на различни видове вируси от свободно навлизане в клетката.

Значение и изводи

Структурата на външната клетъчна мембрана засяга цялото тяло. Той играе важна роля в защитата на целостта, като позволява само на избрани вещества да проникнат. Също така е добра основа за закрепване на цитоскелета и клетъчната стена, което помага за поддържане на формата на клетката. Липидите съставляват около 50% от масата на мембраната на повечето клетки, въпреки че това варира в зависимост от вида на мембраната. Структурата на външната клетъчна мембрана на бозайниците е по-сложна, съдържа четири основни фосфолипида. Важно свойство на липидните двойни слоеве е, че те се държат като двуизмерни течности, в които отделните молекули могат свободно да се въртят и да се движат странично. Тази течливост е важно свойство на мембраните, което се определя в зависимост от температурата и липидния състав. Поради своята въглеводородна пръстенна структура, холестеролът играе роля при определяне на течливостта на мембраната. биологичните мембрани за малки молекули позволяват на клетката да контролира и поддържа вътрешната си структура.

Имайки предвид структурата на клетката (клетъчна мембрана, ядро ​​и т.н.), можем да заключим, че тялото е саморегулираща се система, която без външна помощ не може да се нарани и винаги ще търси начини да се възстанови, защити и правилно функционира всяка клетка.

Мембраната е ултра фина структура, която образува повърхностите на органелите и клетката като цяло. Всички мембрани имат сходна структура и са свързани в една система.

Химичен състав

Клетъчните мембрани са химически хомогенни и се състоят от протеини и липиди от различни групи:

• фосфолипиди;
• галактолипиди;
• сулфолипиди.

Те също така съдържат нуклеинови киселини, полизахариди и други вещества.

Физични свойства

При нормални температури мембраните са в състояние на течни кристали и постоянно се колебаят. Вискозитетът им е близък до този на растителното масло.

Мембраната е възстановима, издръжлива, еластична и пореста. Дебелината на мембраната е 7 - 14 nm.

ТОП 4 статиикоито четат заедно с това

Мембраната е непропусклива за големи молекули. Малки молекули и йони могат да преминават през порите и самата мембрана под влияние на разликите в концентрацията от различните страни на мембраната, както и с помощта на транспортни протеини.

Модел

Обикновено структурата на мембраните се описва с помощта на флуиден мозаечен модел. Мембраната има рамка - два реда липидни молекули, плътно долепени една до друга, като тухли.

Ориз. 1. Биологична мембрана тип сандвич.

От двете страни повърхността на липидите е покрита с протеини. Мозаечният модел се образува от протеинови молекули, неравномерно разпределени по повърхността на мембраната.

Според степента на потапяне в билипидния слой протеиновите молекули се разделят на три групи:

• трансмембранен;
• потопени;
• повърхностен.

Протеините осигуряват основното свойство на мембраната - нейната избирателна пропускливост за различни вещества.

Видове мембрани

Всички клетъчни мембрани според локализацията могат да бъдат разделени на следните видове:

• външен;
• ядрен;
• органелни мембрани.

Външната цитоплазмена мембрана или плазмолемата е границата на клетката. Свързвайки се с елементите на цитоскелета, той запазва формата и размера си.

Ориз. 2. Цитоскелет.

Ядрената мембрана или кариолемата е границата на ядреното съдържание. Изградена е от две мембрани, много подобни на външната. Външната мембрана на ядрото е свързана с мембраните на ендоплазмения ретикулум (ER) и чрез пори с вътрешната мембрана.

ER мембраните проникват в цялата цитоплазма, образувайки повърхности, върху които се извършва синтеза на различни вещества, включително мембранни протеини.

Органелни мембрани

Повечето органели имат мембранна структура.

Стените са изградени от една мембрана:

• Комплекс Голджи;
• вакуоли;
• лизозоми

Пластидите и митохондриите са изградени от два слоя мембрани. Външната им мембрана е гладка, а вътрешната образува множество гънки.

Характеристиките на фотосинтетичните мембрани на хлоропластите са вградените молекули на хлорофила.

Животинските клетки имат въглехидратен слой на повърхността на външната им мембрана, наречен гликокаликс.

Ориз. 3. Гликокаликс.

Гликокаликсът е най-развит в клетките на чревния епител, където създава условия за храносмилане и защитава плазмалемата.

Таблица "Структура на клетъчната мембрана"

Какво научихме?

Разгледахме структурата и функциите на клетъчната мембрана. Мембраната е селективна (избирателна) бариера на клетката, ядрото и органелите. Структурата на клетъчната мембрана се описва от модела на течната мозайка. Според този модел протеиновите молекули са вградени в двуслойния слой на вискозните липиди.

Тест по темата

Оценка на доклада

Среден рейтинг: 4.5. Общо получени оценки: 109.