Membrans struktur och funktioner. Huvudfunktioner och strukturella egenskaper hos cellmembranet

Den grundläggande strukturella enheten i en levande organism är cellen, som är en differentierad del av cytoplasman omgiven av ett cellmembran. På grund av att cellen utför många viktiga funktioner, såsom reproduktion, näring, rörelse, måste membranet vara plastiskt och tätt.

Historien om upptäckten och forskningen av cellmembranet

År 1925 genomförde Grendel och Gorder ett framgångsrikt experiment för att identifiera "skuggorna" av röda blodkroppar, eller tomma membran. Trots flera allvarliga misstag upptäckte forskare lipiddubbelskiktet. Deras arbete fortsattes av Danielli, Dawson 1935 och Robertson 1960. Som ett resultat av många års arbete och ackumulering av argument skapade Singer och Nicholson 1972 en flytande mosaikmodell av membranstrukturen. Ytterligare experiment och studier bekräftade forskarnas verk.

Menande

Vad är ett cellmembran? Detta ord började användas för mer än hundra år sedan; översatt från latin betyder det "film", "hud". Så betecknas cellgränsen, vilket är en naturlig barriär mellan det inre innehållet och den yttre miljön. Cellmembranets struktur innebär semipermeabilitet, på grund av vilken fukt och näringsämnen och nedbrytningsprodukter fritt kan passera genom det. Detta skal kan kallas den huvudsakliga strukturella komponenten i cellorganisationen.

Låt oss överväga cellmembranets huvudfunktioner

1. Separerar det interna innehållet i cellen och komponenter i den yttre miljön.

2. Hjälper till att upprätthålla en konstant kemisk sammansättning av cellen.

3. Reglerar korrekt ämnesomsättning.

4. Ger kommunikation mellan celler.

5. Känner igen signaler.

6. Skyddsfunktion.

"Plasmaskal"

Det yttre cellmembranet, även kallat plasmamembranet, är en ultramikroskopisk film vars tjocklek sträcker sig från fem till sju nanomillimeter. Den består huvudsakligen av proteinföreningar, fosfolider och vatten. Filmen är elastisk, absorberar lätt vatten och återställer snabbt sin integritet efter skada.

Den har en universell struktur. Detta membran intar en gränsposition, deltar i processen för selektiv permeabilitet, avlägsnande av sönderfallsprodukter och syntetiserar dem. Förhållandet till sina "grannar" och tillförlitligt skydd av det inre innehållet från skador gör det till en viktig komponent i en fråga som cellens struktur. Cellmembranet hos djurorganismer är ibland täckt med ett tunt lager - glykokalyxen, som inkluderar proteiner och polysackarider. Växtceller utanför membranet skyddas av en cellvägg, som fungerar som stöd och bibehåller formen. Huvudkomponenten i dess sammansättning är fiber (cellulosa) - en polysackarid som är olöslig i vatten.

Således har det yttre cellmembranet funktionen av reparation, skydd och interaktion med andra celler.

Cellmembranets struktur

Tjockleken på detta rörliga skal varierar från sex till tio nanomillimeter. Cellmembranet i en cell har en speciell sammansättning, vars grund är ett lipiddubbelskikt. Hydrofoba svansar, inerta mot vatten, är belägna på insidan, medan hydrofila huvuden, som interagerar med vatten, är vända utåt. Varje lipid är en fosfolipid, som är resultatet av växelverkan mellan ämnen som glycerol och sfingosin. Lipidramverket är tätt omgivet av proteiner, som är arrangerade i ett icke-kontinuerligt lager. Några av dem är nedsänkta i lipidskiktet, resten passerar genom det. Som ett resultat bildas områden som är genomsläppliga för vatten. Funktionerna som utförs av dessa proteiner är olika. Några av dem är enzymer, resten är transportproteiner som överför olika ämnen från den yttre miljön till cytoplasman och tillbaka.

Cellmembranet är genomträngt och tätt sammankopplat av integrala proteiner, och sambandet med perifera är mindre starkt. Dessa proteiner har en viktig funktion, som är att upprätthålla membranets struktur, ta emot och omvandla signaler från omgivningen, transportera ämnen och katalysera reaktioner som sker på membran.

Förening

Grunden för cellmembranet är ett bimolekylärt lager. Tack vare sin kontinuitet har cellen barriäregenskaper och mekaniska egenskaper. I olika skeden av livet kan detta dubbelskikt störas. Som ett resultat bildas strukturella defekter av genomgående hydrofila porer. I det här fallet kan absolut alla funktioner hos en sådan komponent som cellmembranet förändras. Kärnan kan drabbas av yttre påverkan.

Egenskaper

Cellmembranet i en cell har intressanta egenskaper. På grund av dess flytbarhet är detta membran inte en stel struktur, och huvuddelen av proteinerna och lipiderna som utgör det rör sig fritt på membranets plan.

I allmänhet är cellmembranet asymmetriskt, så sammansättningen av protein- och lipidskikten skiljer sig åt. Plasmamembran i djurceller har på sin yttre sida ett glykoproteinlager som utför receptor- och signalfunktioner och spelar även en stor roll i processen att kombinera celler till vävnad. Cellmembranet är polärt, det vill säga laddningen på utsidan är positiv och laddningen på insidan är negativ. Utöver allt ovanstående har cellmembranet selektiv insikt.

Det innebär att förutom vatten släpps endast en viss grupp av molekyler och joner av lösta ämnen in i cellen. Koncentrationen av ett ämne som natrium i de flesta celler är mycket lägre än i den yttre miljön. Kaliumjoner har ett annat förhållande: deras mängd i cellen är mycket högre än i miljön. I detta avseende tenderar natriumjoner att penetrera cellmembranet, och kaliumjoner tenderar att frigöras utanför. Under dessa omständigheter aktiverar membranet ett speciellt system som spelar en "pumpande" roll och utjämnar koncentrationen av ämnen: natriumjoner pumpas till cellens yta och kaliumjoner pumpas in. Denna egenskap är en av cellmembranets viktigaste funktioner.

Denna tendens hos natrium- och kaliumjoner att röra sig inåt från ytan spelar en stor roll för transporten av socker och aminosyror in i cellen. I processen att aktivt avlägsna natriumjoner från cellen skapar membranet förutsättningar för nya intag av glukos och aminosyror inuti. Tvärtom, i processen att överföra kaliumjoner till cellen, fylls på antalet "transportörer" av sönderfallsprodukter från insidan av cellen till den yttre miljön.

Hur sker cellnäring genom cellmembranet?

Många celler tar upp ämnen genom processer som fagocytos och pinocytos. I det första alternativet skapar ett flexibelt yttre membran en liten fördjupning där den fångade partikeln hamnar. Fördjupningens diameter blir då större tills den inneslutna partikeln kommer in i cellcytoplasman. Genom fagocytos matas vissa protozoer, såsom amöbor, liksom blodkroppar - leukocyter och fagocyter. På samma sätt absorberar celler vätska, som innehåller de nödvändiga näringsämnena. Detta fenomen kallas pinocytos.

Det yttre membranet är nära kopplat till cellens endoplasmatiska retikulum.

Många typer av huvudvävnadskomponenter har utsprång, veck och mikrovilli på membranets yta. Växtceller på utsidan av detta skal är täckta med ett annat, tjockt och tydligt synligt under ett mikroskop. Fibern de är gjorda av hjälper till att bilda stöd för växtvävnader, som trä. Djurceller har också ett antal yttre strukturer som sitter ovanpå cellmembranet. De är uteslutande skyddande till sin natur, ett exempel på detta är kitin som finns i insekternas integumentära celler.

Förutom cellmembranet finns ett intracellulärt membran. Dess funktion är att dela upp cellen i flera specialiserade slutna fack - fack eller organeller, där en viss miljö måste upprätthållas.

Således är det omöjligt att överskatta rollen av en sådan komponent av den grundläggande enheten i en levande organism som cellmembranet. Strukturen och funktionerna antyder en betydande expansion av cellens totala yta och en förbättring av metaboliska processer. Denna molekylära struktur består av proteiner och lipider. Genom att separera cellen från den yttre miljön säkerställer membranet dess integritet. Med dess hjälp bibehålls intercellulära anslutningar på en ganska stark nivå och bildar vävnader. I detta avseende kan vi dra slutsatsen att cellmembranet spelar en av de viktigaste rollerna i cellen. Strukturen och funktionerna som utförs av den skiljer sig radikalt i olika celler, beroende på deras syfte. Genom dessa egenskaper uppnås en mängd olika fysiologiska aktiviteter hos cellmembran och deras roller i förekomsten av celler och vävnader.

Membran är extremt trögflytande och samtidigt plastiska strukturer som omger alla levande celler. Funktioner cellmembran:

1. Plasmamembranet är en barriär som upprätthåller den olika sammansättningen av den extra- och intracellulära miljön.

2. Membran bildar specialiserade fack inuti cellen, d.v.s. många organeller - mitokondrier, lysosomer, Golgi-komplex, endoplasmatiskt retikulum, kärnmembran.

3. Enzymer involverade i energiomvandling i processer som oxidativ fosforylering och fotosyntes är lokaliserade i membranen.

Struktur och sammansättning av membran

Grunden för membranet är ett dubbelt lipidskikt, vars bildande involverar fosfolipider och glykolipider. Lipiddubbelskiktet bildas av två rader av lipider, vars hydrofoba radikaler är gömda inåt och de hydrofila grupperna är vända utåt och är i kontakt med den vattenhaltiga miljön. Proteinmolekyler är så att säga "upplösta" i lipiddubbelskiktet.

Struktur av membranlipider

Membranlipider är amfifila molekyler, eftersom molekylen har både en hydrofil region (polära huvuden) och en hydrofob region, representerad av kolväteradikaler av fettsyror, som spontant bildar ett dubbelskikt. Membran innehåller tre huvudtyper av lipider - fosfolipider, glykolipider och kolesterol.

Lipidsammansättningen är annorlunda. Innehållet av en viss lipid bestäms tydligen av mångfalden av funktioner som dessa lipider utför i membran.

Fosfolipider. Alla fosfolipider kan delas in i två grupper - glycerofosfolipider och sfinfosfolipider. Glycerofosfolipider klassificeras som fosfatidinsyraderivat. De vanligaste glycerofosfolipiderna är fosfatidylkoliner och fosfatidyletanolaminer. Sfingofosfolipider är baserade på aminoalkoholen sfingosin.

Glykolipider. I glykolipider representeras den hydrofoba delen av alkoholceramiden och den hydrofila delen representeras av en kolhydratrest. Beroende på kolhydratdelens längd och struktur särskiljs cerebrosider och gangliosider. De polära "huvudena" av glykolipider är belägna på den yttre ytan av plasmamembranen.

Kolesterol (CS). CS finns i alla membran hos djurceller. Dess molekyl består av en stel hydrofob kärna och en flexibel kolvätekedja. Den enda hydroxylgruppen i 3-positionen är det "polära huvudet". För en djurcell är det genomsnittliga molförhållandet kolesterol/fosfolipider 0,3-0,4, men i plasmamembranet är detta förhållande mycket högre (0,8-0,9). Närvaron av kolesterol i membran minskar rörligheten av fettsyror, minskar lipiders laterala diffusion och kan därför påverka membranproteinernas funktioner.

Membranegenskaper:

1. Selektiv permeabilitet. Det slutna dubbelskiktet ger en av membranets huvudegenskaper: det är ogenomträngligt för de flesta vattenlösliga molekyler, eftersom de inte löser sig i dess hydrofoba kärna. Gaser som syre, CO 2 och kväve har förmågan att lätt tränga in i celler på grund av den lilla storleken på deras molekyler och svag interaktion med lösningsmedel. Molekyler av lipid natur, såsom steroidhormoner, tränger också lätt igenom dubbelskiktet.

2. Likviditet. Membran kännetecknas av likviditet (fluiditet), lipiders och proteiners förmåga att röra sig. Två typer av fosfolipidrörelser är möjliga: kullerbytta (som kallas "flip-flop" i den vetenskapliga litteraturen) och lateral diffusion. I det första fallet vänder fosfolipidmolekyler som står emot varandra i det bimolekylära lagret över (eller kullerbytta) mot varandra och byter plats i membranet, d.v.s. utsidan blir insidan och vice versa. Sådana hopp är förknippade med energiförbrukning. Oftare observeras rotationer runt axeln (rotation) och lateral diffusion - rörelse inom lagret parallellt med membranets yta. Molekylernas rörelsehastighet beror på membranens mikroviskositet, som i sin tur bestäms av det relativa innehållet av mättade och omättade fettsyror i lipidkompositionen. Mikroviskositeten är lägre om omättade fettsyror dominerar i lipidkompositionen och högre om halten mättade fettsyror är hög.

3. Membranasymmetri. Ytorna på samma membran skiljer sig åt i sammansättningen av lipider, proteiner och kolhydrater (tvärgående asymmetri). Till exempel dominerar fosfatidylkoliner i det yttre skiktet, och fosfatidyletanolaminer och fosfatidylseriner dominerar i det inre skiktet. Kolhydratkomponenterna i glykoproteiner och glykolipider kommer till den yttre ytan och bildar en kontinuerlig struktur som kallas glykokalyxen. Det finns inga kolhydrater på den inre ytan. Proteiner - hormonreceptorer är belägna på den yttre ytan av plasmamembranet, och enzymerna de reglerar - adenylatcyklas, fosfolipas C - på den inre ytan, etc.

Membranproteiner

Membranfosfolipider fungerar som ett lösningsmedel för membranproteiner och skapar en mikromiljö där de senare kan fungera. Proteiner står för 30 till 70 % av membranmassan. Antalet olika proteiner i membranet varierar från 6-8 i det sarkoplasmatiska retikulumet till mer än 100 i plasmamembranet. Dessa är enzymer, transportproteiner, strukturella proteiner, antigener, inklusive antigener från det stora histokompatibilitetssystemet, receptorer för olika molekyler.

Baserat på deras lokalisering i membranet delas proteiner in i integrerade (delvis eller helt nedsänkta i membranet) och perifera (placerade på dess yta). Vissa integralproteiner korsar membranet en gång (glykoforin), andra korsar membranet många gånger. Till exempel korsar den retinala fotoreceptorn och β2-adrenerga receptorn dubbelskiktet 7 gånger.

Perifera proteiner och domäner av integrala proteiner, belägna på den yttre ytan av alla membran, är nästan alltid glykosylerade. Oligosackaridrester skyddar proteinet från proteolys och är också involverade i ligandigenkänning eller vidhäftning.

1972 lades teorin fram att ett delvis permeabelt membran omger cellen och utför ett antal viktiga uppgifter, och cellmembranens struktur och funktion är viktiga frågor om hur alla celler i kroppen ska fungera. blev utbredd på 1600-talet, tillsammans med mikroskopets uppfinning. Det blev känt att växt- och djurvävnader består av celler, men på grund av enhetens låga upplösning var det omöjligt att se några barriärer runt djurcellen. På 1900-talet studerades membranets kemiska natur mer i detalj, och man fann att det är baserat på lipider.

Cellmembrans struktur och funktioner

Cellmembranet omger cytoplasman hos levande celler och separerar fysiskt intracellulära komponenter från den yttre miljön. Svampar, bakterier och växter har också cellväggar som ger skydd och förhindrar passage av stora molekyler. Cellmembran spelar också en roll i bildandet av cytoskelettet och vidfästning av andra vitala partiklar till den extracellulära matrisen. Detta är nödvändigt för att hålla ihop dem och bilda kroppens vävnader och organ. Funktioner hos cellmembranets struktur inkluderar permeabilitet. Huvudfunktionen är skydd. Membranet består av ett fosfolipidlager med inbäddade proteiner. Denna del är involverad i processer som celladhesion, jonkonduktans och signaleringssystem och fungerar som en fästyta för flera extracellulära strukturer, inklusive väggen, glykokalyxen och det inre cytoskelettet. Membranet upprätthåller också cellpotential genom att fungera som ett selektivt filter. Det är selektivt permeabelt för joner och organiska molekyler och kontrollerar partiklars rörelse.

Biologiska mekanismer som involverar cellmembranet

1. Passiv diffusion: Vissa ämnen (små molekyler, joner), såsom koldioxid (CO2) och syre (O2), kan penetrera plasmamembranet genom diffusion. Skalet fungerar som en barriär för vissa molekyler och joner, de kan koncentrera sig på båda sidor.

2. Transmembrankanal och transportörprotein: Näringsämnen som glukos eller aminosyror måste komma in i cellen, och vissa metabola produkter måste lämna cellen.

3. Endocytos är den process genom vilken molekyler tas upp. En lätt deformation (invagination) skapas i plasmamembranet där ämnet som ska transporteras intas. Detta kräver energi och är därmed en form av aktiv transport.

4. Exocytos: Förekommer i olika celler för att avlägsna osmälta rester av ämnen som kommit med av endocytos för att utsöndra ämnen som hormoner och enzymer och transportera ämnet helt över cellbarriären.

Molekylär struktur

Cellmembranet är ett biologiskt membran som i första hand består av fosfolipider och som separerar innehållet i hela cellen från den yttre miljön. Bildningsprocessen sker spontant under normala förhållanden. För att förstå denna process och korrekt beskriva strukturen och funktionerna hos cellmembran, såväl som egenskaper, är det nödvändigt att utvärdera arten av fosfolipidstrukturer, som kännetecknas av strukturell polarisering. När fosfolipider i den vattenhaltiga miljön i cytoplasman når en kritisk koncentration, kombineras de till miceller, som är mer stabila i den vattenhaltiga miljön.

Membranegenskaper

• Stabilitet. Detta betyder att när det väl bildats är membransönderfall osannolikt.
• Styrka. Lipidskalet är tillräckligt tillförlitligt för att förhindra passage av ett polärt ämne; både lösta ämnen (joner, glukos, aminosyror) och mycket större molekyler (proteiner) kan inte passera genom den bildade gränsen.
• Dynamisk karaktär. Detta är kanske den viktigaste egenskapen när man överväger cellens struktur. Cellmembranet kan genomgå olika deformationer, kan vikas och böjas utan att förstöras. Under speciella omständigheter, till exempel under vesikelfusion eller knoppning, kan den störas, men bara tillfälligt. Vid rumstemperatur är dess lipidkomponenter i konstant, kaotisk rörelse, vilket bildar en stabil vätskegräns.

Flytande mosaikmodell

På tal om cellmembranens struktur och funktioner är det viktigt att notera att i det moderna konceptet ansågs membranet som en flytande mosaikmodell 1972 av forskarna Singer och Nicholson. Deras teori återspeglar tre huvuddrag i membranstrukturen. Integraler främjar ett mosaikmönster för membranet, och de är kapabla till lateral rörelse i planet på grund av lipidorganisationens varierande natur. Transmembranproteiner är också potentiellt mobila. En viktig egenskap hos membranstrukturen är dess asymmetri. Vad är strukturen i en cell? Cellmembran, kärna, proteiner och så vidare. Cellen är livets grundläggande enhet, och alla organismer är sammansatta av en eller flera celler, som var och en har en naturlig barriär som skiljer den från sin omgivning. Denna yttre gräns av cellen kallas även plasmamembranet. Den består av fyra olika typer av molekyler: fosfolipider, kolesterol, proteiner och kolhydrater. Den flytande mosaikmodellen beskriver cellmembranets struktur enligt följande: flexibel och elastisk, med en konsistens som liknar vegetabilisk olja, så att alla individuella molekyler helt enkelt flyter i ett flytande medium, och de kan alla röra sig i sidled inom detta membran. En mosaik är något som innehåller många olika bitar. I plasmamembranet representeras det av fosfolipider, kolesterolmolekyler, proteiner och kolhydrater.

Fosfolipider

Fosfolipider utgör cellmembranets huvudstruktur. Dessa molekyler har två olika ändar: ett huvud och en svans. Huvudänden innehåller en fosfatgrupp och är hydrofil. Det betyder att det attraheras av vattenmolekyler. Svansen är uppbyggd av väte och kolatomer som kallas fettsyrakedjor. Dessa kedjor är hydrofoba, de gillar inte att blandas med vattenmolekyler. Denna process liknar vad som händer när du häller vegetabilisk olja i vatten, det vill säga att den inte löser sig i den. De strukturella egenskaperna hos cellmembranet är förknippade med det så kallade lipiddubbelskiktet, som består av fosfolipider. Hydrofila fosfathuvuden är alltid placerade där det finns vatten i form av intracellulär och extracellulär vätska. De hydrofoba svansarna av fosfolipider i membranet är organiserade på ett sådant sätt att de håller dem borta från vatten.

Kolesterol, proteiner och kolhydrater

När folk hör ordet kolesterol tycker de oftast att det är dåligt. Men kolesterol är faktiskt en mycket viktig komponent i cellmembranen. Dess molekyler består av fyra väteringar och kolatomer. De är hydrofoba och förekommer bland de hydrofoba svansarna i lipiddubbelskiktet. Deras betydelse ligger i att upprätthålla konsistensen, de stärker membranen, förhindrar korsning. Kolesterolmolekyler hindrar också fosfolipidsvansarna från att komma i kontakt och stelna. Detta säkerställer smidighet och flexibilitet. Membranproteiner fungerar som enzymer för att påskynda kemiska reaktioner, fungerar som receptorer för specifika molekyler eller transporterar ämnen över cellmembranet.

Kolhydrater, eller sackarider, finns endast på den extracellulära sidan av cellmembranet. Tillsammans bildar de glykokalyxen. Det ger dämpning och skydd till plasmamembranet. Utifrån strukturen och typen av kolhydrater i glykokalyxen kan kroppen känna igen celler och avgöra om de ska finnas där eller inte.

Membranproteiner

Strukturen av ett cellmembran kan inte föreställas utan en så viktig komponent som protein. Trots detta kan de vara betydligt mindre i storlek än en annan viktig komponent - lipider. Det finns tre typer av huvudmembranproteiner.

• Väsentlig. De täcker fullständigt dubbelskiktet, cytoplasman och den extracellulära miljön. De utför transport- och signalfunktioner.
• Kringutrustning. Proteiner är fästa till membranet genom elektrostatiska eller vätebindningar vid deras cytoplasmatiska eller extracellulära ytor. De är huvudsakligen involverade som ett sätt att fästa integrala proteiner.
• Transmembran. De utför enzymatiska och signalerande funktioner och modulerar också den grundläggande strukturen hos membranets lipiddubbelskikt.

Funktioner av biologiska membran

Den hydrofoba effekten, som reglerar beteendet hos kolväten i vatten, styr de strukturer som bildas av membranlipider och membranproteiner. Många membranegenskaper förlänas av bärarlipiddubbelskikten, som utgör grundstrukturen för alla biologiska membran. Integrala membranproteiner är delvis dolda i lipiddubbelskiktet. Transmembranproteiner har en specialiserad organisation av aminosyror i sin primära sekvens.

Perifera membranproteiner är mycket lika lösliga proteiner, men de är också membranbundna. Specialiserade cellmembran har specialiserade cellfunktioner. Hur påverkar cellmembranens struktur och funktioner kroppen? Hela organismens funktionalitet beror på hur biologiska membran är uppbyggda. Från intracellulära organeller, extracellulära och intercellulära interaktioner av membran, skapas strukturer som är nödvändiga för organisationen och utförandet av biologiska funktioner. Många strukturella och funktionella egenskaper är gemensamma för bakterier och höljevirus. Alla biologiska membran är byggda på ett lipiddubbelskikt, vilket resulterar i ett antal gemensamma egenskaper. Membranproteiner har många specifika funktioner.

• Kontrollerande. Plasmamembran av celler bestämmer gränserna för interaktion mellan cellen och miljön.
• Transport. Cellernas intracellulära membran är uppdelade i flera funktionella enheter med olika inre sammansättning, som var och en stöds av den nödvändiga transportfunktionen i kombination med permeabilitetskontroll.
• Signaltransduktion. Membranfusion ger en mekanism för intracellulär vesikulär signalering och förhindrar olika typer av virus från att fritt komma in i cellen.

Betydelse och slutsatser

Strukturen av det yttre cellmembranet påverkar hela kroppen. Det spelar en viktig roll för att skydda integriteten genom att endast tillåta utvalda ämnen att tränga in. Det är också en bra bas för att fästa cytoskelettet och cellväggen, vilket hjälper till att bibehålla cellens form. Lipider utgör cirka 50 % av membranmassan i de flesta celler, även om detta varierar beroende på typen av membran. Strukturen hos det yttre cellmembranet hos däggdjur är mer komplex och innehåller fyra huvudsakliga fosfolipider. En viktig egenskap hos lipiddubbelskikt är att de beter sig som tvådimensionella vätskor där enskilda molekyler fritt kan rotera och röra sig i sidled. Sådan fluiditet är en viktig egenskap hos membran, som bestäms beroende på temperatur och lipidsammansättning. På grund av sin kolväteringstruktur spelar kolesterol en roll vid bestämning av membranfluiditet. biologiska membran för små molekyler gör att cellen kan kontrollera och behålla sin inre struktur.

Med tanke på cellens struktur (cellmembran, kärna och så vidare) kan vi dra slutsatsen att kroppen är ett självreglerande system som utan hjälp utifrån inte kan skada sig själv och som alltid kommer att leta efter sätt att återställa, skydda och korrekt. fungerar varje cell.

Membranet är en ultrafin struktur som bildar ytorna på organeller och cellen som helhet. Alla membran har en liknande struktur och är sammankopplade till ett system.

Kemisk sammansättning

Cellmembran är kemiskt homogena och består av proteiner och lipider av olika grupper:

• fosfolipider;
• galaktolipider;
• sulfolipider.

De innehåller även nukleinsyror, polysackarider och andra ämnen.

Fysikaliska egenskaper

Vid normala temperaturer är membranen i ett flytande kristallint tillstånd och fluktuerar konstant. Deras viskositet är nära den för vegetabilisk olja.

Membranet är återhämtningsbart, hållbart, elastiskt och poröst. Membrantjockleken är 7 - 14 nm.

TOP 4 artiklarsom läser med detta

Membranet är ogenomträngligt för stora molekyler. Små molekyler och joner kan passera genom porerna och själva membranet under påverkan av koncentrationsskillnader på olika sidor av membranet, samt med hjälp av transportproteiner.

Modell

Vanligtvis beskrivs membranens struktur med hjälp av en flytande mosaikmodell. Membranet har ett ramverk - två rader av lipidmolekyler, tätt intill varandra, som tegelstenar.

Ris. 1. Biologiskt membran av sandwichtyp.

På båda sidor är lipidernas yta täckt med proteiner. Mosaikmönstret bildas av proteinmolekyler ojämnt fördelade på membranets yta.

Beroende på graden av nedsänkning i bilipidskiktet delas proteinmolekyler in i tre grupper:

• transmembran;
• nedsänkt;
• ytlig.

Proteiner ger membranets huvudegenskap - dess selektiva permeabilitet för olika ämnen.

Membrantyper

Alla cellmembran enligt lokalisering kan delas in i följande typer:

• extern;
• kärn;
• organellmembran.

Det yttre cytoplasmatiska membranet, eller plasmolemma, är cellens gräns. Förbinder med elementen i cytoskelettet, det behåller sin form och storlek.

Ris. 2. Cytoskelett.

Kärnmembranet, eller karyolemma, är gränsen för det nukleära innehållet. Den är uppbyggd av två membran, mycket lik den yttre. Kärnans yttre membran är anslutet till membranen i det endoplasmatiska retikulumet (ER) och, genom porer, till det inre membranet.

ER-membran penetrerar hela cytoplasman och bildar ytor på vilka syntesen av olika ämnen, inklusive membranproteiner, äger rum.

Organellmembran

De flesta organeller har en membranstruktur.

Väggarna är byggda av ett membran:

• Golgi-komplex;
• vakuoler;
• lysosomer

Plastider och mitokondrier är byggda av två lager av membran. Deras yttre membran är slätt, och det inre bildar många veck.

Funktioner hos fotosyntetiska membran av kloroplaster är inbyggda klorofyllmolekyler.

Djurceller har ett kolhydratlager på ytan av deras yttre membran som kallas glykokalyxen.

Ris. 3. Glycocalyx.

Glykokalyxen är mest utvecklad i tarmepitelets celler, där den skapar förutsättningar för matsmältning och skyddar plasmalemma.

Tabell "Struktur av cellmembranet"

Vad har vi lärt oss?

Vi tittade på cellmembranets struktur och funktioner. Membranet är en selektiv (selektiv) barriär för cellen, kärnan och organellerna. Cellmembranets struktur beskrivs av vätskemosaikmodellen. Enligt denna modell är proteinmolekyler inbyggda i dubbelskiktet av viskösa lipider.

Testa på ämnet

Utvärdering av rapporten

Genomsnittligt betyg: 4.5. Totalt antal mottagna betyg: 109.