Njësia bazë strukturore e një organizmi të gjallë është qeliza, e cila është një pjesë e diferencuar e citoplazmës e rrethuar nga një membranë qelizore. Për shkak të faktit se qeliza kryen shumë funksione të rëndësishme, si riprodhimi, ushqimi, lëvizja, membrana duhet të jetë plastike dhe e dendur.
Historia e zbulimit dhe hulumtimit të membranës qelizore
Në vitin 1925, Grendel dhe Gorder kryen një eksperiment të suksesshëm për të identifikuar "hijet" e qelizave të kuqe të gjakut ose membranave boshe. Pavarësisht disa gabimeve serioze, shkencëtarët zbuluan shtresën e dyfishtë lipidike. Puna e tyre u vazhdua nga Danielli, Dawson në 1935 dhe Robertson në 1960. Si rezultat i punës shumëvjeçare dhe grumbullimit të argumenteve, në vitin 1972 Singer dhe Nicholson krijuan një model fluid-mozaik të strukturës së membranës. Eksperimentet dhe studimet e mëtejshme konfirmuan punën e shkencëtarëve.
Kuptimi
Çfarë është një membranë qelizore? Kjo fjalë filloi të përdoret më shumë se njëqind vjet më parë, e përkthyer nga latinishtja do të thotë "film", "lëkurë". Kështu caktohet kufiri i qelizave, i cili është një pengesë natyrore midis përmbajtjes së brendshme dhe mjedisit të jashtëm. Struktura e membranës qelizore nënkupton gjysmëpërshkueshmëri, për shkak të së cilës lagështia dhe lëndët ushqyese dhe produktet e prishjes mund të kalojnë lirshëm nëpër të. Kjo guaskë mund të quhet komponenti kryesor strukturor i organizimit të qelizave.
Le të shqyrtojmë funksionet kryesore të membranës qelizore
1. Ndan përmbajtjen e brendshme të qelizës dhe përbërësit e mjedisit të jashtëm.
2. Ndihmon në ruajtjen e një përbërje kimike konstante të qelizës.
3. Rregullon metabolizmin e duhur.
4. Siguron komunikim ndërmjet qelizave.
5. Njeh sinjalet.
6. Funksioni mbrojtës.
"Plasma Shell"
Membrana e jashtme qelizore, e quajtur edhe membrana plazmatike, është një film ultramikroskopik, trashësia e të cilit varion nga pesë deri në shtatë nanomilimetra. Ai përbëhet kryesisht nga komponime proteinike, fosfolide dhe ujë. Filmi është elastik, thith lehtësisht ujin dhe shpejt rikthen integritetin e tij pas dëmtimit.
Ka një strukturë universale. Kjo membranë zë një pozicion kufitar, merr pjesë në procesin e përshkueshmërisë selektive, heqjes së produkteve të kalbjes dhe i sintetizon ato. Marrëdhënia me "fqinjët" dhe mbrojtja e besueshme e përmbajtjes së brendshme nga dëmtimi e bën atë një komponent të rëndësishëm në një çështje të tillë si struktura e qelizës. Membrana qelizore e organizmave shtazorë ndonjëherë mbulohet me një shtresë të hollë - glikokaliksin, i cili përfshin proteina dhe polisaharide. Qelizat bimore jashtë membranës mbrohen nga një mur qelizor, i cili shërben si mbështetje dhe ruan formën. Komponenti kryesor i përbërjes së tij është fibra (celulozë) - një polisaharid që është i patretshëm në ujë.
Kështu, membrana e jashtme qelizore ka funksionin e riparimit, mbrojtjes dhe ndërveprimit me qelizat e tjera.
Struktura e membranës qelizore
Trashësia e kësaj guaskë të lëvizshme varion nga gjashtë deri në dhjetë nanomilimetra. Membrana qelizore e një qelize ka një përbërje të veçantë, baza e së cilës është një shtresë e dyfishtë lipidike. Bishtat hidrofobikë, inerte ndaj ujit, janë të vendosura në brendësi, ndërsa kokat hidrofile, që ndërveprojnë me ujin, janë të kthyera nga jashtë. Çdo lipid është një fosfolipid, i cili është rezultat i ndërveprimit të substancave të tilla si glicerina dhe sfingozina. Korniza lipidike është e rrethuar ngushtë nga proteina, të cilat janë të rregulluara në një shtresë jo të vazhdueshme. Disa prej tyre janë zhytur në shtresën lipidike, pjesa tjetër kalon nëpër të. Si rezultat, formohen zona të depërtueshme nga uji. Funksionet që kryejnë këto proteina janë të ndryshme. Disa prej tyre janë enzima, pjesa tjetër janë proteina transportuese që transferojnë substanca të ndryshme nga mjedisi i jashtëm në citoplazmë dhe mbrapa.
Membrana qelizore përshkohet dhe lidhet ngushtë nga proteinat integrale, dhe lidhja me ato periferike është më pak e fortë. Këto proteina kryejnë një funksion të rëndësishëm, që është ruajtja e strukturës së membranës, marrja dhe shndërrimi i sinjaleve nga mjedisi, transportimi i substancave dhe katalizimi i reaksioneve që ndodhin në membrana.
Kompleksi
Baza e membranës qelizore është një shtresë bimolekulare. Falë vazhdimësisë së saj, qeliza ka veti penguese dhe mekanike. Në faza të ndryshme të jetës, kjo shtresë e dyfishtë mund të prishet. Si rezultat, formohen defekte strukturore të poreve hidrofile. Në këtë rast, absolutisht të gjitha funksionet e një komponenti të tillë si membrana qelizore mund të ndryshojnë. Bërthama mund të vuajë nga ndikimet e jashtme.
Vetitë
Membrana qelizore e një qelize ka veçori interesante. Për shkak të rrjedhshmërisë së saj, kjo membranë nuk është një strukturë e ngurtë, dhe pjesa më e madhe e proteinave dhe lipideve që e përbëjnë atë lëvizin lirshëm në rrafshin e membranës.
Në përgjithësi, membrana qelizore është asimetrike, kështu që përbërja e shtresave proteinike dhe lipidike ndryshon. Membranat e plazmës në qelizat e kafshëve, në anën e jashtme të tyre, kanë një shtresë glikoproteine që kryen funksione receptore dhe sinjalizuese, dhe gjithashtu luan një rol të madh në procesin e kombinimit të qelizave në inde. Membrana qelizore është polare, domethënë ngarkesa nga jashtë është pozitive dhe ngarkesa nga brenda është negative. Përveç të gjitha sa më sipër, membrana qelizore ka një pasqyrë selektive.
Kjo do të thotë se, përveç ujit, vetëm një grup i caktuar molekulash dhe jonesh të substancave të tretura lejohen në qelizë. Përqendrimi i një substance të tillë si natriumi në shumicën e qelizave është shumë më i ulët se në mjedisin e jashtëm. Jonet e kaliumit kanë një raport të ndryshëm: sasia e tyre në qelizë është shumë më e lartë se në mjedis. Në këtë drejtim, jonet e natriumit priren të depërtojnë në membranën qelizore, dhe jonet e kaliumit priren të lëshohen jashtë. Në këto rrethana, membrana aktivizon një sistem të veçantë që luan një rol "pompues", duke niveluar përqendrimin e substancave: jonet e natriumit pompohen në sipërfaqen e qelizës dhe jonet e kaliumit pompohen brenda. Kjo veçori është një nga funksionet më të rëndësishme të membranës qelizore.
Kjo tendencë e joneve të natriumit dhe kaliumit për të lëvizur brenda nga sipërfaqja luan një rol të madh në transportin e sheqerit dhe aminoacideve në qelizë. Në procesin e heqjes aktive të joneve të natriumit nga qeliza, membrana krijon kushte për marrje të reja të glukozës dhe aminoacideve brenda. Përkundrazi, në procesin e transferimit të joneve të kaliumit në qelizë, numri i "transportuesve" të produkteve të kalbjes nga brenda qelizës në mjedisin e jashtëm plotësohet.
Si ndodh ushqimi i qelizave përmes membranës qelizore?
Shumë qeliza marrin substanca përmes proceseve të tilla si fagocitoza dhe pinocitoza. Në opsionin e parë, një membranë e jashtme fleksibël krijon një depresion të vogël në të cilin përfundon grimca e kapur. Diametri i prerjes pastaj bëhet më i madh derisa grimca e mbyllur të hyjë në citoplazmën e qelizës. Nëpërmjet fagocitozës ushqehen disa protozoa, si ameba, si dhe qelizat e gjakut - leukocitet dhe fagocitet. Në mënyrë të ngjashme, qelizat thithin lëngun, i cili përmban lëndët ushqyese të nevojshme. Ky fenomen quhet pinocitoz.
Membrana e jashtme është e lidhur ngushtë me rrjetin endoplazmatik të qelizës.
Shumë lloje të përbërësve kryesorë të indeve kanë zgjatime, palosje dhe mikrovile në sipërfaqen e membranës. Qelizat bimore në pjesën e jashtme të kësaj guaske janë të mbuluara me një tjetër, të trashë dhe qartë të dukshme nën një mikroskop. Fibra nga e cila janë bërë ndihmon në formimin e mbështetjes për indet bimore, si p.sh. druri. Qelizat shtazore gjithashtu kanë një numër strukturash të jashtme që qëndrojnë në majë të membranës qelizore. Ato janë ekskluzivisht mbrojtëse në natyrë, një shembull i kësaj është kitina që përmbahet në qelizat integrale të insekteve.
Përveç membranës qelizore, ekziston një membranë ndërqelizore. Funksioni i tij është të ndajë qelizën në disa ndarje të mbyllura të specializuara - ndarje ose organele, ku duhet të ruhet një mjedis i caktuar.
Kështu, është e pamundur të mbivlerësohet roli i një komponenti të tillë të njësisë bazë të një organizmi të gjallë si membrana qelizore. Struktura dhe funksionet sugjerojnë një zgjerim të konsiderueshëm të sipërfaqes totale të qelizës dhe një përmirësim të proceseve metabolike. Kjo strukturë molekulare përbëhet nga proteina dhe lipide. Duke e ndarë qelizën nga mjedisi i jashtëm, membrana siguron integritetin e saj. Me ndihmën e tij, lidhjet ndërqelizore mbahen në një nivel mjaft të fortë, duke formuar inde. Në këtë drejtim, mund të konkludojmë se membrana qelizore luan një nga rolet më të rëndësishme në qelizë. Struktura dhe funksionet e kryera prej tij ndryshojnë rrënjësisht në qeliza të ndryshme, në varësi të qëllimit të tyre. Nëpërmjet këtyre veçorive, arrihet një shumëllojshmëri aktivitetesh fiziologjike të membranave qelizore dhe rolet e tyre në ekzistencën e qelizave dhe indeve.
Membranat janë struktura jashtëzakonisht viskoze dhe në të njëjtën kohë plastike që rrethojnë të gjitha qelizat e gjalla. Funksione membranat qelizore:
1. Membrana plazmatike është një pengesë që ruan përbërjen e ndryshme të mjedisit jashtë dhe brendaqelizor.
2.Membranat formojnë ndarje të specializuara brenda qelizës, d.m.th. organele të shumta - mitokondri, lizozomet, kompleksi Golgi, retikulumi endoplazmatik, membranat bërthamore.
3. Enzimat e përfshira në shndërrimin e energjisë në procese të tilla si fosforilimi oksidativ dhe fotosinteza lokalizohen në membrana.
Struktura dhe përbërja e membranave
Baza e membranës është një shtresë e dyfishtë lipidike, formimi i së cilës përfshin fosfolipide dhe glikolipide. Shtresa e dyfishtë lipidike formohet nga dy rreshta lipidesh, radikalet hidrofobike të të cilave janë të fshehura nga brenda dhe grupet hidrofile janë të kthyera nga jashtë dhe janë në kontakt me mjedisin ujor. Molekulat e proteinave janë, si të thuash, "të tretura" në shtresën e dyfishtë lipidike.
Struktura e lipideve të membranës
Lipidet e membranës janë molekula amfifile, sepse molekula ka si një rajon hidrofil (koka polare) dhe një rajon hidrofobik, të përfaqësuar nga radikale hidrokarbure të acideve yndyrore, të cilat në mënyrë spontane formojnë një shtresë të dyfishtë. Membranat përmbajnë tre lloje kryesore të lipideve - fosfolipide, glikolipide dhe kolesterol.
Përbërja e lipideve është e ndryshme. Përmbajtja e një lipidi të caktuar me sa duket përcaktohet nga shumëllojshmëria e funksioneve të kryera nga këto lipide në membrana.
Fosfolipidet. Të gjitha fosfolipidet mund të ndahen në dy grupe - glicerofosfolipide dhe sfingofosfolipide. Glicerofosfolipidet klasifikohen si derivate të acidit fosfatidik. Glicerofosfolipidet më të zakonshme janë fosfatidilkolinat dhe fosfatidiletanolamina. Sfingofosfolipidet bazohen në aminoalkoolin sfingosinë.
Glikolipidet. Në glikolipide, pjesa hidrofobike përfaqësohet nga ceramide e alkoolit, dhe pjesa hidrofile përfaqësohet nga një mbetje karbohidrate. Në varësi të gjatësisë dhe strukturës së pjesës karbohidrate, dallohen cerebrozidet dhe gangliozidet. "Kokat" polare të glikolipideve janë të vendosura në sipërfaqen e jashtme të membranave plazmatike.
Kolesteroli (CS). CS është i pranishëm në të gjitha membranat e qelizave shtazore. Molekula e saj përbëhet nga një bërthamë e ngurtë hidrofobike dhe një zinxhir hidrokarbure fleksibël. Grupi i vetëm hidroksil në pozicionin 3 është "koka polare". Për një qelizë shtazore, raporti mesatar molar i kolesterolit/fosfolipideve është 0,3-0,4, por në membranën plazmatike ky raport është shumë më i lartë (0,8-0,9). Prania e kolesterolit në membrana redukton lëvizshmërinë e acideve yndyrore, zvogëlon difuzionin anësor të lipideve dhe për këtë arsye mund të ndikojë në funksionet e proteinave të membranës.
Karakteristikat e membranës:
1. Përshkueshmëria selektive. Shtresa e dyfishtë e mbyllur siguron një nga vetitë kryesore të membranës: është e papërshkueshme nga shumica e molekulave të tretshme në ujë, pasi ato nuk treten në bërthamën e saj hidrofobike. Gazrat si oksigjeni, CO 2 dhe azoti kanë aftësinë të depërtojnë lehtësisht në qeliza për shkak të madhësisë së vogël të molekulave të tyre dhe ndërveprimit të dobët me tretësit. Molekulat e natyrës lipidike, të tilla si hormonet steroide, gjithashtu depërtojnë lehtësisht në shtresën e dyfishtë.
2. Likuiditeti. Membranat karakterizohen nga likuiditeti (fluiditeti), aftësia e lipideve dhe proteinave për të lëvizur. Dy lloje të lëvizjeve të fosfolipideve janë të mundshme: salto (i quajtur "flip-flop" në literaturën shkencore) dhe difuzioni anësor. Në rastin e parë, molekulat fosfolipide që kundërshtojnë njëra-tjetrën në shtresën bimolekulare kthehen (ose salto) drejt njëra-tjetrës dhe ndryshojnë vendet në membranë, d.m.th. e jashtme bëhet e brendshme dhe anasjelltas. Kërcimet e tilla shoqërohen me konsumin e energjisë. Më shpesh vërehen rrotullime rreth boshtit (rotacion) dhe difuzion anësor - lëvizje brenda shtresës paralele me sipërfaqen e membranës. Shpejtësia e lëvizjes së molekulave varet nga mikroviskoziteti i membranave, i cili, nga ana tjetër, përcaktohet nga përmbajtja relative e acideve yndyrore të ngopura dhe të pangopura në përbërjen lipidike. Mikroviskoziteti është më i ulët nëse acidet yndyrore të pangopura mbizotërojnë në përbërjen lipidike dhe më i lartë nëse përmbajtja e acideve yndyrore të ngopura është e lartë.
3. Asimetria e membranës. Sipërfaqet e së njëjtës membranë ndryshojnë në përbërjen e lipideve, proteinave dhe karbohidrateve (asimetria tërthore). Për shembull, fosfatidilkolinat mbizotërojnë në shtresën e jashtme, dhe fosfatidiletanolaminat dhe fosfatidilserinat mbizotërojnë në shtresën e brendshme. Komponentët karbohidrate të glikoproteinave dhe glikolipideve dalin në sipërfaqen e jashtme, duke formuar një strukturë të vazhdueshme të quajtur glikokaliks. Nuk ka karbohidrate në sipërfaqen e brendshme. Proteinat - receptorët e hormoneve janë të vendosura në sipërfaqen e jashtme të membranës plazmatike, dhe enzimat që ato rregullojnë - adenilate ciklaza, fosfolipaza C - në sipërfaqen e brendshme, etj.
Proteinat e membranës
Fosfolipidet e membranës veprojnë si tretës për proteinat e membranës, duke krijuar një mikromjedis në të cilin këto të fundit mund të funksionojnë. Proteinat përbëjnë 30 deri në 70% të masës së membranave. Numri i proteinave të ndryshme në membranë varion nga 6-8 në rrjetin sarkoplazmatik në më shumë se 100 në membranën plazmatike. Këto janë enzimat, proteinat e transportit, proteinat strukturore, antigjenet, duke përfshirë antigjenet e sistemit kryesor të histokompatibilitetit, receptorët për molekula të ndryshme.
Në bazë të lokalizimit të tyre në membranë, proteinat ndahen në integrale (të zhytura pjesërisht ose plotësisht në membranë) dhe periferike (të vendosura në sipërfaqen e saj). Disa proteina integrale kalojnë membranën një herë (glikoforina), të tjera kalojnë membranën shumë herë. Për shembull, fotoreceptori i retinës dhe receptori β2-adrenergjik kalojnë shtresën e dyfishtë 7 herë.
Proteinat periferike dhe domenet e proteinave integrale, të vendosura në sipërfaqen e jashtme të të gjitha membranave, janë pothuajse gjithmonë të glikoziluara. Mbetjet e oligosakarideve mbrojnë proteinën nga proteoliza dhe përfshihen gjithashtu në njohjen ose ngjitjen e ligandit.
Në vitin 1972, u parashtrua teoria se një membranë pjesërisht e depërtueshme rrethon qelizën dhe kryen një sërë detyrash jetike, dhe struktura dhe funksioni i membranave qelizore janë çështje të rëndësishme në lidhje me funksionimin e duhur të të gjitha qelizave në trup. u përhap në shekullin e 17-të, së bashku me shpikjen e mikroskopit. U bë e ditur se indet bimore dhe shtazore përbëhen nga qeliza, por për shkak të rezolucionit të ulët të pajisjes, ishte e pamundur të shihej ndonjë pengesë rreth qelizës shtazore. Në shekullin e 20-të, natyra kimike e membranës u studiua më në detaje dhe u zbulua se ajo bazohet në lipide.
Struktura dhe funksionet e membranave qelizore
Membrana qelizore rrethon citoplazmën e qelizave të gjalla, duke ndarë fizikisht përbërësit ndërqelizor nga mjedisi i jashtëm. Kërpudhat, bakteret dhe bimët gjithashtu kanë mure qelizore që ofrojnë mbrojtje dhe parandalojnë kalimin e molekulave të mëdha. Membranat qelizore gjithashtu luajnë një rol në formimin e citoskeletit dhe lidhjen e grimcave të tjera vitale në matricën jashtëqelizore. Kjo është e nevojshme për t'i mbajtur ato së bashku, duke formuar indet dhe organet e trupit. Karakteristikat e strukturës së membranës qelizore përfshijnë përshkueshmërinë. Funksioni kryesor është mbrojtja. Membrana përbëhet nga një shtresë fosfolipide me proteina të ngulitura. Kjo pjesë është e përfshirë në procese të tilla si ngjitja e qelizave, përçueshmëria jonike dhe sistemet e sinjalizimit dhe shërben si një sipërfaqe ngjitëse për disa struktura jashtëqelizore, duke përfshirë murin, glikokaliksin dhe citoskeletin e brendshëm. Membrana gjithashtu ruan potencialin qelizor duke vepruar si një filtër selektiv. Është selektivisht i përshkueshëm nga jonet dhe molekulat organike dhe kontrollon lëvizjen e grimcave.
Mekanizmat biologjikë që përfshijnë membranën qelizore
1. Difuzioni pasiv: Disa substanca (molekula të vogla, jone), si dioksidi i karbonit (CO2) dhe oksigjeni (O2), mund të depërtojnë në membranën plazmatike me anë të difuzionit. Predha vepron si një pengesë për disa molekula dhe jone, ato mund të përqendrohen në të dyja anët.
2. Kanali transmembranor dhe proteina transportuese: Lëndët ushqyese si glukoza ose aminoacidet duhet të hyjnë në qelizë dhe disa produkte metabolike duhet të largohen nga qeliza.
3. Endocitoza është procesi me të cilin merren molekulat. Një deformim i lehtë (invaginim) krijohet në membranën plazmatike në të cilën gëlltitet substanca që do të transportohet. Ajo kërkon energji dhe është kështu një formë e transportit aktiv.
4. Ekzocitoza: Ndodh në qeliza të ndryshme për të hequr mbetjet e patretura të substancave të sjella nga endocitoza për të sekretuar substanca të tilla si hormonet dhe enzimat dhe për të transportuar substancën plotësisht nëpër barrierën qelizore.
Struktura molekulare
Membrana qelizore është një membranë biologjike e përbërë kryesisht nga fosfolipide dhe që ndan përmbajtjen e të gjithë qelizës nga mjedisi i jashtëm. Procesi i formimit ndodh spontanisht në kushte normale. Për të kuptuar këtë proces dhe për të përshkruar saktë strukturën dhe funksionet e membranave qelizore, si dhe vetitë, është e nevojshme të vlerësohet natyra e strukturave fosfolipide, të cilat karakterizohen nga polarizimi strukturor. Kur fosfolipidet në mjedisin ujor të citoplazmës arrijnë një përqendrim kritik, ato bashkohen në micela, të cilat janë më të qëndrueshme në mjedisin ujor.
Karakteristikat e membranës
- Stabiliteti. Kjo do të thotë se pasi të formohet, shpërbërja e membranës nuk ka gjasa.
- Forcë. Predha lipidike është mjaft e besueshme për të parandaluar kalimin e një lënde polare si lëndët e treta (jonet, glukoza, aminoacidet) ashtu edhe molekulat shumë më të mëdha (proteinat) nuk mund të kalojnë nëpër kufirin e formuar.
- Karakteri dinamik. Kjo është ndoshta vetia më e rëndësishme kur merret parasysh struktura e qelizës. Membrana qelizore mund të pësojë deformime të ndryshme, mund të paloset dhe të përkulet pa u shkatërruar. Në rrethana të veçanta, për shembull, gjatë shkrirjes ose lulëzimit të vezikulave, mund të ndërpritet, por vetëm përkohësisht. Në temperaturën e dhomës, përbërësit e tij lipidikë janë në lëvizje të vazhdueshme, kaotike, duke formuar një kufi të qëndrueshëm të lëngut.
Model mozaiku i lëngshëm
Duke folur për strukturën dhe funksionet e membranave qelizore, është e rëndësishme të theksohet se në konceptin modern, membrana si një model mozaiku i lëngshëm u konsiderua në vitin 1972 nga shkencëtarët Singer dhe Nicholson. Teoria e tyre pasqyron tre tipare kryesore të strukturës së membranës. Integralet nxisin një model mozaik për membranën dhe janë të afta për lëvizje anësore në plan për shkak të natyrës së ndryshueshme të organizimit të lipideve. Proteinat transmembranore janë gjithashtu potencialisht të lëvizshme. Një tipar i rëndësishëm i strukturës së membranës është asimetria e saj. Cila është struktura e një qelize? Membrana qelizore, bërthama, proteinat etj. Qeliza është njësia bazë e jetës dhe të gjithë organizmat përbëhen nga një ose shumë qeliza, secila prej të cilave ka një pengesë natyrore që e ndan atë nga mjedisi i saj. Ky kufi i jashtëm i qelizës quhet edhe membrana plazmatike. Ai përbëhet nga katër lloje të ndryshme molekulash: fosfolipide, kolesterol, proteina dhe karbohidrate. Modeli i mozaikut të lëngshëm përshkruan strukturën e membranës qelizore si më poshtë: fleksibël dhe elastike, me një konsistencë të ngjashme me vajin vegjetal, kështu që të gjitha molekulat individuale thjesht notojnë në një mjedis të lëngshëm dhe të gjitha ato janë të afta të lëvizin anash brenda kësaj membrane. Një mozaik është diçka që përmban shumë pjesë të ndryshme. Në membranën plazmatike përfaqësohet nga fosfolipide, molekula të kolesterolit, proteina dhe karbohidrate.
Fosfolipidet
Fosfolipidet përbëjnë strukturën kryesore të membranës qelizore. Këto molekula kanë dy skaje të ndryshme: një kokë dhe një bisht. Fundi i kokës përmban një grup fosfati dhe është hidrofil. Kjo do të thotë se tërhiqet nga molekulat e ujit. Bishti përbëhet nga atome hidrogjeni dhe karboni të quajtur zinxhirë të acideve yndyrore. Këta zinxhirë janë hidrofobikë, nuk u pëlqen të përzihen me molekulat e ujit. Ky proces është i ngjashëm me atë që ndodh kur derdhni vaj vegjetal në ujë, domethënë ai nuk tretet në të. Veçoritë strukturore të membranës qelizore shoqërohen me të ashtuquajturën shtresë të dyfishtë lipidike, e cila përbëhet nga fosfolipide. Kokat e fosfatit hidrofil janë gjithmonë të vendosura aty ku ka ujë në formë të lëngut ndërqelizor dhe jashtëqelizor. Bishti hidrofobik i fosfolipideve në membranë është i organizuar në atë mënyrë që i mban larg ujit.
Kolesteroli, proteinat dhe karbohidratet
Kur njerëzit dëgjojnë fjalën kolesterol, zakonisht mendojnë se është e keqe. Megjithatë, kolesteroli është në fakt një komponent shumë i rëndësishëm i membranave qelizore. Molekulat e tij përbëhen nga katër unaza hidrogjeni dhe atome karboni. Ato janë hidrofobe dhe ndodhin midis bishtave hidrofobe në shtresën e dyfishtë lipidike. Rëndësia e tyre qëndron në ruajtjen e konsistencës, ato forcojnë membranat, duke parandaluar kryqëzimin. Molekulat e kolesterolit gjithashtu pengojnë bishtat e fosfolipideve të vijnë në kontakt dhe ngurtësim. Kjo siguron rrjedhshmëri dhe fleksibilitet. Proteinat e membranës funksionojnë si enzima për të përshpejtuar reaksionet kimike, veprojnë si receptorë për molekula specifike ose transportojnë substanca nëpër membranën qelizore.
Karbohidratet, ose saharidet, gjenden vetëm në anën jashtëqelizore të membranës qelizore. Së bashku ata formojnë glikokaliksin. Ofron amortizimin dhe mbrojtjen e membranës plazmatike. Bazuar në strukturën dhe llojin e karbohidrateve në glikokaliks, trupi mund të njohë qelizat dhe të përcaktojë nëse ato duhet të jenë aty apo jo.
Proteinat e membranës
Struktura e një membrane qelizore nuk mund të imagjinohet pa një komponent kaq të rëndësishëm si proteina. Përkundër kësaj, ato mund të jenë dukshëm më të vogla në madhësi se një komponent tjetër i rëndësishëm - lipidet. Ekzistojnë tre lloje të proteinave kryesore të membranës.
- Integrale. Ato mbulojnë plotësisht shtresën e dyfishtë, citoplazmën dhe mjedisin jashtëqelizor. Ata kryejnë funksione transporti dhe sinjalizimi.
- Periferike. Proteinat ngjiten në membranë me lidhje elektrostatike ose hidrogjenore në sipërfaqet e tyre citoplazmike ose jashtëqelizore. Ato përfshihen kryesisht si një mjet ngjitjeje për proteinat integrale.
- Transmembranore. Ata kryejnë funksione enzimatike dhe sinjalizuese, dhe gjithashtu modulojnë strukturën bazë të shtresës së dyfishtë lipidike të membranës.
Funksionet e membranave biologjike
Efekti hidrofobik, i cili rregullon sjelljen e hidrokarbureve në ujë, kontrollon strukturat e formuara nga lipidet e membranës dhe proteinat e membranës. Shumë veti të membranës jepen nga dy shtresat lipidike bartëse, të cilat formojnë strukturën bazë për të gjitha membranat biologjike. Proteinat integrale të membranës janë pjesërisht të fshehura në shtresën e dyfishtë lipidike. Proteinat transmembranore kanë një organizim të specializuar të aminoacideve në sekuencën e tyre parësore.
Proteinat e membranës periferike janë shumë të ngjashme me proteinat e tretshme, por ato janë gjithashtu të lidhura me membranën. Membranat qelizore të specializuara kanë funksione të specializuara qelizore. Si ndikojnë struktura dhe funksionet e membranave qelizore në trup? Funksionaliteti i të gjithë organizmit varet nga mënyra se si janë strukturuar membranat biologjike. Nga organelet ndërqelizore krijohen ndërveprimet jashtëqelizore dhe ndërqelizore të membranave, strukturat e nevojshme për organizimin dhe kryerjen e funksioneve biologjike. Shumë veçori strukturore dhe funksionale janë të zakonshme për bakteret dhe viruset e mbështjellë. Të gjitha membranat biologjike ndërtohen në një shtresë të dyfishtë lipidike, e cila rezulton në një sërë karakteristikash të përbashkëta. Proteinat e membranës kanë shumë funksione specifike.
- Kontrolluese. Membranat plazmatike të qelizave përcaktojnë kufijtë e ndërveprimit midis qelizës dhe mjedisit.
- Transporti. Membranat ndërqelizore të qelizave ndahen në disa njësi funksionale me përbërje të brendshme të ndryshme, secila prej të cilave mbështetet nga funksioni i nevojshëm i transportit në kombinim me kontrollin e përshkueshmërisë.
- Transduksioni i sinjalit. Shkrirja e membranës siguron një mekanizëm për sinjalizimin vezikular ndërqelizor dhe parandalimin e llojeve të ndryshme të viruseve që të hyjnë lirisht në qelizë.
Rëndësia dhe përfundimet
Struktura e membranës së jashtme qelizore ndikon në të gjithë trupin. Ai luan një rol të rëndësishëm në mbrojtjen e integritetit, duke lejuar vetëm substanca të zgjedhura të depërtojnë. Është gjithashtu një bazë e mirë për ngjitjen e citoskeletit dhe murit qelizor, gjë që ndihmon në ruajtjen e formës së qelizës. Lipidet përbëjnë rreth 50% të masës membranore të shumicës së qelizave, megjithëse kjo ndryshon në varësi të llojit të membranës. Struktura e membranës qelizore të jashtme të gjitarëve është më komplekse, përmban katër fosfolipide kryesore. Një veti e rëndësishme e dyshtresave lipidike është se ato sillen si lëngje dydimensionale në të cilat molekulat individuale mund të rrotullohen lirshëm dhe të lëvizin anash. Një rrjedhshmëri e tillë është një veti e rëndësishme e membranave, e cila përcaktohet në varësi të temperaturës dhe përbërjes së lipideve. Për shkak të strukturës së unazës së tij hidrokarbure, kolesteroli luan një rol në përcaktimin e rrjedhshmërisë së membranës. membranat biologjike për molekula të vogla i lejojnë qelizës të kontrollojë dhe ruajë strukturën e saj të brendshme.
Duke marrë parasysh strukturën e qelizës (membrana qelizore, bërthama, etj.), mund të konkludojmë se trupi është një sistem vetërregullues që, pa ndihmën e jashtme, nuk mund të dëmtojë veten dhe gjithmonë do të kërkojë mënyra për të rivendosur, mbrojtur dhe siç duhet. funksionojnë çdo qelizë.
Membrana është një strukturë ultra e imët që formon sipërfaqet e organeleve dhe qelizës në tërësi. Të gjitha membranat kanë një strukturë të ngjashme dhe janë të lidhura në një sistem.
Përbërje kimike
Membranat qelizore janë kimikisht homogjene dhe përbëhen nga proteina dhe lipide të grupeve të ndryshme:
- fosfolipide;
- galaktolipide;
- sulfolipidet.
Ato përmbajnë gjithashtu acide nukleike, polisaharide dhe substanca të tjera.
Vetitë fizike
Në temperatura normale, membranat janë në gjendje kristalore të lëngshme dhe vazhdimisht luhaten. Viskoziteti i tyre është i afërt me atë të vajit vegjetal.
Membrana është e rikuperueshme, e qëndrueshme, elastike dhe poroze. Trashësia e membranës është 7 - 14 nm.
TOP 4 artikujttë cilët po lexojnë së bashku me këtë
Membrana është e papërshkueshme nga molekulat e mëdha. Molekulat dhe jonet e vogla mund të kalojnë nëpër poret dhe vetë membranën nën ndikimin e ndryshimeve të përqendrimit në anët e ndryshme të membranës, si dhe me ndihmën e proteinave transportuese.
Model
Në mënyrë tipike, struktura e membranave përshkruhet duke përdorur një model mozaiku fluid. Membrana ka një kornizë - dy rreshta molekulash lipide, të ngjitura fort me njëra-tjetrën, si tulla.
Oriz. 1. Membrana biologjike e tipit sanduiç.
Në të dy anët, sipërfaqja e lipideve është e mbuluar me proteina. Modeli i mozaikut formohet nga molekula proteinike të shpërndara në mënyrë të pabarabartë në sipërfaqen e membranës.
Sipas shkallës së zhytjes në shtresën bilipide, molekulat e proteinave ndahen në tre grupe:
- transmembranore;
- i zhytur në ujë;
- sipërfaqësore.
Proteinat sigurojnë vetinë kryesore të membranës - përshkueshmërinë e saj selektive ndaj substancave të ndryshme.
Llojet e membranave
Të gjitha membranat qelizore sipas lokalizimit mund të ndahen në llojet e mëposhtme:
- e jashtme;
- bërthamore;
- membranat e organeleve.
Membrana e jashtme citoplazmike, ose plazmolemma, është kufiri i qelizës. Duke u lidhur me elementët e citoskeletit, ai ruan formën dhe madhësinë e tij.
Oriz. 2. Citoskelet.
Membrana bërthamore, ose karyolemma, është kufiri i përmbajtjes bërthamore. Është i ndërtuar nga dy membrana, shumë të ngjashme me atë të jashtme. Membrana e jashtme e bërthamës është e lidhur me membranat e rrjetës endoplazmatike (ER) dhe, përmes poreve, me membranën e brendshme.
Membranat ER depërtojnë në të gjithë citoplazmën, duke formuar sipërfaqe në të cilat ndodh sinteza e substancave të ndryshme, duke përfshirë proteinat e membranës.
Membranat e organeleve
Shumica e organeleve kanë një strukturë membranore.
Muret janë ndërtuar nga një membranë:
- kompleksi Golgi;
- vakuola;
- lizozomet
Plastidet dhe mitokondritë ndërtohen nga dy shtresa membranash. Membrana e tyre e jashtme është e lëmuar dhe ajo e brendshme formon shumë palosje.
Karakteristikat e membranave fotosintetike të kloroplasteve janë molekulat e klorofilit të integruara.
Qelizat e kafshëve kanë një shtresë karbohidrate në sipërfaqen e membranës së tyre të jashtme të quajtur glikokaliks.
Oriz. 3. Glikokaliks.
Glikokaliksi është më i zhvilluar në qelizat e epitelit të zorrëve, ku krijon kushte për tretje dhe mbron plazmalemën.
Tabela "Struktura e membranës qelizore"
Çfarë kemi mësuar?
Ne shikuam strukturën dhe funksionet e membranës qelizore. Membrana është një pengesë selektive (selektive) e qelizës, bërthamës dhe organeleve. Struktura e membranës qelizore përshkruhet nga një model mozaiku fluid. Sipas këtij modeli, molekulat e proteinave ndërtohen në shtresën e dyfishtë të lipideve viskoze.
Test mbi temën
Vlerësimi i raportit
Vleresim mesatar: 4.5. Gjithsej vlerësimet e marra: 109.
