Tirik organizmning asosiy tuzilish birligi hujayra bo'lib, u hujayra membranasi bilan o'ralgan sitoplazmaning differentsiatsiyalangan bo'limidir. Hujayra ko'payish, oziqlanish, harakatlanish kabi ko'plab muhim funktsiyalarni bajarishi sababli, membrana plastik va zich bo'lishi kerak.
Hujayra membranasini kashf qilish va tadqiq qilish tarixi
1925 yilda Grendel va Gorder qizil qon hujayralari yoki bo'sh membranalarning "soyasini" aniqlash uchun muvaffaqiyatli tajriba o'tkazdilar. Bir nechta jiddiy xatolarga qaramay, olimlar lipid ikki qavatini kashf qilishdi. Ularning ishini Danielli, 1935 yilda Douson va 1960 yilda Robertson davom ettirdilar. Ko'p yillik mehnat va dalillarni to'plash natijasida 1972 yilda Singer va Nikolson membrana tuzilishining suyuq-mozaik modelini yaratdilar. Keyingi tajribalar va tadqiqotlar olimlarning ishlarini tasdiqladi.
Ma'nosi
Hujayra membranasi nima? Bu so'z yuz yildan ko'proq vaqt oldin qo'llanila boshlandi, lotin tilidan tarjima qilinganda "plyonka", "teri" degan ma'noni anglatadi. Hujayra chegarasi shunday belgilanadi, bu ichki tarkib va tashqi muhit o'rtasidagi tabiiy to'siqdir. Hujayra membranasining tuzilishi yarim o'tkazuvchanlikni nazarda tutadi, buning natijasida namlik va ozuqa moddalari va parchalanish mahsulotlari undan erkin o'tishi mumkin. Ushbu qobiqni hujayra tashkilotining asosiy tarkibiy qismi deb atash mumkin.
Keling, hujayra membranasining asosiy funktsiyalarini ko'rib chiqaylik
1. Hujayraning ichki tarkibini va tashqi muhit komponentlarini ajratadi.
2. Hujayraning doimiy kimyoviy tarkibini saqlashga yordam beradi.
3. To'g'ri metabolizmni tartibga soladi.
4. Hujayralar orasidagi aloqani ta'minlaydi.
5. Signallarni taniydi.
6. Himoya funksiyasi.
"Plazma qobig'i"
Plazma membranasi deb ham ataladigan tashqi hujayra membranasi ultramikroskopik plyonka bo'lib, qalinligi besh dan etti nanomilimetrgacha o'zgarib turadi. U asosan oqsil birikmalari, fosfolidlar va suvdan iborat. Film elastik, suvni osongina emiradi va shikastlangandan keyin uning butunligini tezda tiklaydi.
U universal tuzilishga ega. Bu membrana chegara pozitsiyasini egallaydi, selektiv o'tkazuvchanlik jarayonida, parchalanish mahsulotlarini olib tashlashda ishtirok etadi va ularni sintez qiladi. "Qo'shnilar" bilan munosabatlar va ichki tarkibni shikastlanishdan ishonchli himoya qilish uni hujayraning tuzilishi kabi muhim tarkibiy qismga aylantiradi. Hayvon organizmlarining hujayra membranasi ba'zan yupqa qatlam - glikokaliks bilan qoplangan bo'lib, oqsillar va polisaxaridlarni o'z ichiga oladi. Membrananing tashqarisidagi o'simlik hujayralari hujayra devori bilan himoyalangan bo'lib, u qo'llab-quvvatlovchi va shaklni saqlab turadi. Uning tarkibining asosiy komponenti tola (tsellyuloza) - suvda erimaydigan polisakkariddir.
Shunday qilib, tashqi hujayra membranasi ta'mirlash, himoya qilish va boshqa hujayralar bilan o'zaro ta'sir qilish funktsiyasiga ega.
Hujayra membranasining tuzilishi
Ushbu harakatlanuvchi qobiqning qalinligi olti dan o'n nanomilimetrgacha o'zgaradi. Hujayraning hujayra membranasi maxsus tarkibga ega bo'lib, uning asosini ikki qatlamli lipid tashkil qiladi. Suvga inert bo'lgan gidrofobik dumlar ichkarida joylashgan bo'lsa, suv bilan o'zaro ta'sir qiluvchi gidrofil boshlar tashqi tomonga qaragan. Har bir lipid fosfolipid bo'lib, glitserin va sfingozin kabi moddalarning o'zaro ta'siri natijasidir. Lipidlar doirasi doimiy bo'lmagan qatlamda joylashgan oqsillar bilan yaqindan o'ralgan. Ulardan ba'zilari lipid qatlamiga botiriladi, qolganlari u orqali o'tadi. Natijada suv o'tkazadigan joylar hosil bo'ladi. Bu oqsillar bajaradigan vazifalar har xil. Ulardan ba'zilari fermentlar, qolganlari turli moddalarni tashqi muhitdan sitoplazmaga va orqaga o'tkazadigan transport oqsillari.
Hujayra membranasi integral oqsillar orqali o'tadi va ular bilan chambarchas bog'lanadi va periferiklar bilan aloqa kamroq kuchli. Bu oqsillar muhim vazifani bajaradi, ya'ni membrananing tuzilishini saqlash, atrof-muhitdan signallarni qabul qilish va aylantirish, moddalarni tashish va membranalarda sodir bo'ladigan reaktsiyalarni katalizlash.
Murakkab
Hujayra membranasining asosini bimolekulyar qatlam tashkil qiladi. Uning uzluksizligi tufayli hujayra to'siq va mexanik xususiyatlarga ega. Hayotning turli bosqichlarida bu ikki qatlam buzilishi mumkin. Natijada, gidrofil teshiklarning strukturaviy nuqsonlari hosil bo'ladi. Bunday holda, hujayra membranasi kabi komponentning mutlaqo barcha funktsiyalari o'zgarishi mumkin. Yadro tashqi ta'sirlardan aziyat chekishi mumkin.
Xususiyatlari
Hujayraning hujayra membranasi qiziqarli xususiyatlarga ega. O'zining suyuqligi tufayli bu membran qattiq struktura emas va uni tashkil etuvchi oqsillar va lipidlarning asosiy qismi membrana tekisligida erkin harakat qiladi.
Umuman olganda, hujayra membranasi assimetrikdir, shuning uchun oqsil va lipid qatlamlarining tarkibi farqlanadi. Hayvon hujayralaridagi plazma membranalari, ularning tashqi tomonida, retseptorlari va signalizatsiya funktsiyalarini bajaradigan, shuningdek, hujayralarni to'qimalarga birlashtirish jarayonida katta rol o'ynaydigan glikoprotein qatlami mavjud. Hujayra membranasi qutbli, ya'ni tashqi zaryadi musbat, ichki zaryadi esa manfiy. Yuqorida aytilganlarning barchasiga qo'shimcha ravishda, hujayra membranasi selektiv tushunchaga ega.
Bu shuni anglatadiki, hujayra ichiga suvdan tashqari, erigan moddalarning faqat ma'lum bir guruhi molekulalari va ionlari kiradi. Ko'pgina hujayralardagi natriy kabi moddaning konsentratsiyasi tashqi muhitga qaraganda ancha past. Kaliy ionlari boshqa nisbatga ega: ularning hujayradagi miqdori atrof-muhitga qaraganda ancha yuqori. Shu munosabat bilan, natriy ionlari hujayra membranasiga kirib borishga moyil bo'lib, kaliy ionlari esa tashqariga chiqariladi. Bunday sharoitda membrana moddalar kontsentratsiyasini tekislaydigan "nasos" rolini o'ynaydigan maxsus tizimni faollashtiradi: natriy ionlari hujayra yuzasiga, kaliy ionlari esa ichkariga pompalanadi. Bu xususiyat hujayra membranasining eng muhim funktsiyalaridan biridir.
Natriy va kaliy ionlarining sirtdan ichkariga qarab harakat qilish tendentsiyasi shakar va aminokislotalarni hujayra ichiga tashishda katta rol o'ynaydi. Natriy ionlarini hujayradan faol ravishda olib tashlash jarayonida membrana ichidagi glyukoza va aminokislotalarni yangi qabul qilish uchun sharoit yaratadi. Aksincha, kaliy ionlarini hujayraga o'tkazish jarayonida hujayra ichidagi parchalanish mahsulotlarini tashqi muhitga "tashuvchilar" soni to'ldiriladi.
Hujayraning oziqlanishi hujayra membranasi orqali qanday sodir bo'ladi?
Ko'pgina hujayralar moddalarni fagotsitoz va pinotsitoz kabi jarayonlar orqali oladi. Birinchi variantda egiluvchan tashqi membran tutilgan zarracha tugaydigan kichik depressiya hosil qiladi. Keyin chuqurchaning diametri yopiq zarracha hujayra sitoplazmasiga kirguncha kattalashadi. Fagotsitoz orqali ba'zi protozoalar, masalan, amyobalar, shuningdek, qon hujayralari - leykotsitlar va fagotsitlar oziqlanadi. Xuddi shunday, hujayralar kerakli oziq moddalarni o'z ichiga olgan suyuqlikni o'zlashtiradi. Bu hodisa pinotsitoz deb ataladi.
Tashqi membrana hujayraning endoplazmatik retikulumi bilan chambarchas bog'langan.
Ko'p turdagi asosiy to'qimalar komponentlari membrana yuzasida o'simtalar, burmalar va mikrovillilarga ega. Ushbu qobiqning tashqi tomonidagi o'simlik hujayralari boshqa, qalin va mikroskopda aniq ko'rinadigan hujayra bilan qoplangan. Ulardan tayyorlangan tolalar o'simlik to'qimalariga, masalan, yog'ochga yordam beradi. Hayvon hujayralarida hujayra membranasining tepasida joylashgan bir qator tashqi tuzilmalar ham mavjud. Ular faqat himoya qiluvchi xususiyatga ega, bunga hasharotlarning integumental hujayralarida mavjud bo'lgan xitin misol bo'ladi.
Hujayra membranasidan tashqari hujayra ichidagi membrana ham mavjud. Uning vazifasi hujayrani bir nechta maxsus yopiq bo'linmalarga bo'lishdir - ma'lum bir muhit saqlanishi kerak bo'lgan bo'limlar yoki organellalar.
Shunday qilib, hujayra membranasi kabi tirik organizmning asosiy birligining bunday komponentining rolini ortiqcha baholash mumkin emas. Tuzilishi va funktsiyalari hujayraning umumiy sirt maydonining sezilarli darajada kengayishini va metabolik jarayonlarning yaxshilanishini ko'rsatadi. Ushbu molekulyar tuzilish oqsillar va lipidlardan iborat. Hujayrani tashqi muhitdan ajratib, membrana uning yaxlitligini ta'minlaydi. Uning yordami bilan hujayralararo aloqalar to'qimalarni hosil qilib, etarlicha kuchli darajada saqlanadi. Shu munosabat bilan hujayra membranasi hujayradagi eng muhim rollardan birini o'ynaydi, degan xulosaga kelishimiz mumkin. Uning bajaradigan tuzilishi va funktsiyalari turli hujayralarda, ularning maqsadiga qarab, tubdan farq qiladi. Bu xususiyatlar orqali hujayra membranalarining turli xil fiziologik faoliyati va ularning hujayra va to'qimalar mavjudligidagi roliga erishiladi.
Membranalar juda yopishqoq va ayni paytda barcha tirik hujayralarni o'rab turgan plastik tuzilmalardir. Funksiyalar hujayra membranalari:
1. Plazma membranasi hujayradan tashqari va hujayra ichidagi muhitning turli tarkibini saqlaydigan to'siqdir.
2.Membranalar hujayra ichida ixtisoslashgan bo'linmalarni hosil qiladi, ya'ni. ko'p organellalar - mitoxondriyalar, lizosomalar, Golji kompleksi, endoplazmatik retikulum, yadro membranalari.
3. Membranada oksidlovchi fosforlanish va fotosintez kabi jarayonlarda energiya konversiyasida ishtirok etuvchi fermentlar lokalizatsiya qilinadi.
Membrananing tuzilishi va tarkibi
Membrananing asosini qo'sh lipid qatlami tashkil qiladi, uning shakllanishi fosfolipidlar va glikolipidlarni o'z ichiga oladi. Lipid ikki qavati ikki qator lipidlardan hosil bo'lib, ularning hidrofobik radikallari ichkariga yashiringan va gidrofil guruhlari tashqi tomonga qaragan va suvli muhit bilan aloqada bo'ladi. Protein molekulalari, xuddi lipid ikki qavatida "erigan".
Membranali lipidlarning tuzilishi
Membran lipidlari amfifil molekulalardir, chunki molekulada o'z-o'zidan ikki qatlam hosil qiluvchi yog' kislotalarining uglevodorod radikallari bilan ifodalangan hidrofilik mintaqa (qutb boshlari) va hidrofobik mintaqa mavjud. Membranalar uchta asosiy turdagi lipidlarni o'z ichiga oladi - fosfolipidlar, glikolipidlar va xolesterin.
Lipidlarning tarkibi boshqacha. Muayyan lipidning tarkibi, ko'rinishidan, bu lipidlar membranalarda bajaradigan funktsiyalarning xilma-xilligi bilan belgilanadi.
Fosfolipidlar. Barcha fosfolipidlarni ikki guruhga bo'lish mumkin - glitserofosfolipidlar va sfingofosfolipidlar. Glitserofosfolipidlar fosfatid kislota hosilalari sifatida tasniflanadi. Eng keng tarqalgan glitserofosfolipidlar fosfatidilkolinlar va fosfatidiletanolaminlardir. Sfingofosfolipidlar sfingozin aminokislotalariga asoslangan.
Glikolipidlar. Glikolipidlarda hidrofobik qism alkogolli keramid, gidrofil qismi esa uglevod qoldig'i bilan ifodalanadi. Uglevod qismining uzunligi va tuzilishiga qarab serebrozidlar va gangliozidlar farqlanadi. Glikolipidlarning qutbli "boshlari" plazma membranalarining tashqi yuzasida joylashgan.
Xolesterin (CS). CS hayvon hujayralarining barcha membranalarida mavjud. Uning molekulasi qattiq hidrofobik yadro va moslashuvchan uglevodorod zanjiridan iborat. 3-pozitsiyadagi yagona gidroksil guruhi "qutb boshi" dir. Hayvon hujayrasi uchun xolesterin/fosfolipidlarning o'rtacha molyar nisbati 0,3-0,4 ni tashkil qiladi, ammo plazma membranasida bu nisbat ancha yuqori (0,8-0,9). Membranada xolesterin mavjudligi yog 'kislotalarining harakatchanligini pasaytiradi, lipidlarning lateral tarqalishini kamaytiradi va shuning uchun membrana oqsillarining funktsiyalariga ta'sir qilishi mumkin.
Membrananing xususiyatlari:
1. Selektiv o‘tkazuvchanlik. Yopiq ikki qatlam membrananing asosiy xususiyatlaridan birini ta'minlaydi: u ko'pchilik suvda eriydigan molekulalarni o'tkazmaydi, chunki ular uning hidrofobik yadrosida erimaydi. Kislorod, CO 2 va azot kabi gazlar molekulalarining kichik o'lchamlari va erituvchilar bilan zaif o'zaro ta'siri tufayli hujayralarga osongina kirib borish qobiliyatiga ega. Lipid tabiatli molekulalar, masalan, steroid gormonlar, ikki qatlamga osongina kirib boradi.
2. Likvidlik. Membranalar likvidligi (oqiluvchanligi), lipidlar va oqsillarning harakatlanish qobiliyati bilan tavsiflanadi. Fosfolipid harakatining ikki turi mumkin: salto (ilmiy adabiyotda "flip-flop" deb ataladi) va lateral diffuziya. Birinchi holda, bimolekulyar qatlamda bir-biriga qarama-qarshi bo'lgan fosfolipid molekulalari bir-biriga buriladi (yoki salto) va membranadagi joylarni o'zgartiradi, ya'ni. tashqi ichki qismga aylanadi va aksincha. Bunday sakrashlar energiya iste'moli bilan bog'liq. Ko'pincha eksa atrofida aylanishlar (aylanish) va lateral diffuziya kuzatiladi - membrananing yuzasiga parallel ravishda qatlam ichida harakatlanish. Molekulalarning harakat tezligi membranalarning mikroviskozitesiga bog'liq bo'lib, bu, o'z navbatida, lipid tarkibidagi to'yingan va to'yinmagan yog'li kislotalarning nisbiy tarkibi bilan belgilanadi. Agar lipidlar tarkibida to'yinmagan yog' kislotalari ustun bo'lsa, mikroqovushqoqlik past bo'ladi, to'yingan yog' kislotalari miqdori yuqori bo'lsa.
3. Membrananing assimetriyasi. Xuddi shu membrananing sirtlari lipidlar, oqsillar va uglevodlar (ko'ndalang assimetriya) tarkibida farqlanadi. Masalan, tashqi qatlamda fosfatidilxolinlar, ichki qatlamda esa fosfatidiletanolaminlar va fosfatidilserinlar ustunlik qiladi. Glikoproteinlar va glikolipidlarning uglevod komponentlari tashqi yuzaga kelib, glikokaliks deb ataladigan uzluksiz strukturani hosil qiladi. Ichki yuzada uglevodlar yo'q. Proteinlar - gormon retseptorlari plazma membranasining tashqi yuzasida joylashgan va ular tartibga soluvchi fermentlar - adenilatsiklaza, fosfolipaza C - ichki yuzasida va boshqalar.
Membran oqsillari
Membran fosfolipidlari membrana oqsillari uchun hal qiluvchi rolini o'ynab, ikkinchisi ishlashi mumkin bo'lgan mikro muhitni yaratadi. Proteinlar membranalar massasining 30-70% ni tashkil qiladi. Membranada turli oqsillar soni sarkoplazmatik retikulumda 6-8 tadan plazmatik membranada 100 dan ortiqgacha o'zgarib turadi. Bular fermentlar, transport oqsillari, strukturaviy oqsillar, antijenler, shu jumladan asosiy gistologik moslashuv tizimining antigenlari, turli molekulalar uchun retseptorlar.
Membranada lokalizatsiyasiga ko'ra, oqsillar integral (qisman yoki to'liq membranaga botiriladi) va periferik (uning yuzasida joylashgan) bo'linadi. Ba'zi integral oqsillar membranani bir marta kesib o'tadi (glikoforin), boshqalari membranani ko'p marta kesib o'tadi. Masalan, retinaning fotoretseptori va b 2 -adrenergik retseptorlari ikki qavatni 7 marta kesib o'tadi.
Barcha membranalarning tashqi yuzasida joylashgan periferik oqsillar va integral oqsillarning domenlari deyarli har doim glikozillanadi. Oligosakkarid qoldiqlari oqsilni proteolizdan himoya qiladi va ligandlarni tanib olish yoki yopishishda ham ishtirok etadi.
1972 yilda qisman o'tkazuvchan membrana hujayrani o'rab oladi va bir qator hayotiy vazifalarni bajaradi, va hujayra membranalarining tuzilishi va funktsiyasi tanadagi barcha hujayralarning to'g'ri ishlashi bilan bog'liq muhim masala ekanligi haqidagi nazariya ilgari surildi. 17-asrda mikroskopning ixtiro qilinishi bilan birga keng tarqaldi. Ma'lum bo'lishicha, o'simlik va hayvon to'qimalari hujayralardan iborat, biroq qurilmaning o'lchamlari pastligi tufayli hayvon hujayrasi atrofida hech qanday to'siqni ko'rishning iloji bo'lmagan. 20-asrda membrananing kimyoviy tabiati batafsil o'rganilib, uning asosini lipidlar tashkil etishi aniqlandi.
Hujayra membranalarining tuzilishi va funktsiyalari
Hujayra membranasi tirik hujayralar sitoplazmasini o'rab, hujayra ichidagi tarkibiy qismlarni tashqi muhitdan fizik jihatdan ajratib turadi. Zamburug'lar, bakteriyalar va o'simliklar ham himoya ta'minlovchi va katta molekulalarning o'tishiga to'sqinlik qiluvchi hujayra devorlariga ega. Hujayra membranalari sitoskeletning shakllanishida va boshqa hayotiy zarrachalarning hujayradan tashqari matritsaga biriktirilishida ham rol o'ynaydi. Bu ularni birgalikda ushlab turish, tananing to'qimalari va organlarini shakllantirish uchun kerak. Hujayra membranasi strukturasining xususiyatlariga o'tkazuvchanlik kiradi. Asosiy funktsiya - himoya qilish. Membranada oqsillar o'rnatilgan fosfolipid qatlami mavjud. Bu qism hujayra yopishishi, ion o'tkazuvchanligi va signalizatsiya tizimlari kabi jarayonlarda ishtirok etadi va bir nechta hujayradan tashqari tuzilmalar, shu jumladan devor, glikokaliks va ichki sitoskeleton uchun biriktiruvchi sirt bo'lib xizmat qiladi. Membrana, shuningdek, selektiv filtr vazifasini bajarib, hujayra potentsialini saqlaydi. U ionlar va organik molekulalarni tanlab o'tkazuvchan bo'lib, zarrachalarning harakatini boshqaradi.
Hujayra membranasi ishtirokidagi biologik mexanizmlar
1. Passiv diffuziya: Ba'zi moddalar (kichik molekulalar, ionlar), masalan, karbonat angidrid (CO2) va kislorod (O2) diffuziya orqali plazma membranasiga kirishi mumkin. Qobiq ma'lum molekulalar va ionlar uchun to'siq vazifasini bajaradi, ular har ikki tomonda ham to'planishi mumkin.
2. Transmembrana kanali va tashuvchi oqsil: glyukoza yoki aminokislotalar kabi oziq moddalar hujayra ichiga kirib, ba'zi metabolik mahsulotlar hujayradan chiqib ketishi kerak.
3. Endotsitoz - molekulalarni qabul qilish jarayoni. Tashish kerak bo'lgan moddani yutib yuboradigan plazma membranasida engil deformatsiya (invaginatsiya) hosil bo'ladi. Bu energiya talab qiladi va shuning uchun faol transport shaklidir.
4. Ekzotsitoz: gormonlar va fermentlar kabi moddalarni ajratish uchun endotsitoz tomonidan olib kelingan moddalarning hazm bo'lmagan qoldiqlarini olib tashlash va moddani hujayra to'sig'idan to'liq o'tkazish uchun turli hujayralarda paydo bo'ladi.
Molekulyar tuzilish
Hujayra membranasi asosan fosfolipidlardan tashkil topgan va butun hujayra tarkibini tashqi muhitdan ajratib turuvchi biologik membranadir. Shakllanish jarayoni normal sharoitda o'z-o'zidan sodir bo'ladi. Ushbu jarayonni tushunish va hujayra membranalarining tuzilishi va funktsiyalarini, shuningdek, xususiyatlarini to'g'ri tasvirlash uchun strukturaviy qutblanish bilan tavsiflangan fosfolipid tuzilmalarining tabiatini baholash kerak. Sitoplazmaning suvli muhitidagi fosfolipidlar kritik konsentratsiyaga yetganda, ular suvli muhitda barqarorroq bo'lgan mitsellalarga birlashadi.
Membrananing xususiyatlari
- Barqarorlik. Bu degani, bir marta hosil bo'lgandan so'ng, membrananing parchalanishi ehtimoldan yiroq emas.
- Kuch. Lipid qobig'i qutbli moddaning o'tishiga to'sqinlik qiladigan darajada ishonchli; ikkala erigan moddalar (ionlar, glyukoza, aminokislotalar) va ancha katta molekulalar (oqsillar) hosil bo'lgan chegaradan o'tolmaydi.
- Dinamik xarakter. Bu, ehtimol, hujayraning tuzilishini ko'rib chiqishda eng muhim xususiyatdir. Hujayra membranasi turli xil deformatsiyalarga duchor bo'lishi mumkin, vayron bo'lmasdan buklanishi va egilishi mumkin. Maxsus sharoitlarda, masalan, vesikulyar sintez yoki tomurcuklanma paytida, u buzilishi mumkin, lekin faqat vaqtincha. Xona haroratida uning lipid komponentlari doimiy, xaotik harakatda bo'lib, barqaror suyuqlik chegarasini hosil qiladi.
Suyuq mozaikali model
Hujayra membranalarining tuzilishi va funktsiyalari haqida gapirganda, shuni ta'kidlash kerakki, zamonaviy kontseptsiyada membrana suyuq mozaika modeli sifatida 1972 yilda Singer va Nikolson olimlari tomonidan ko'rib chiqilgan. Ularning nazariyasi membrana tuzilishining uchta asosiy xususiyatini aks ettiradi. Integrallar membrana uchun mozaik naqshni targ'ib qiladi va ular lipidlar tashkil etilishining o'zgaruvchan tabiati tufayli lateral tekislikdagi harakatga qodir. Transmembran oqsillari ham potentsial mobildir. Membrananing tuzilishining muhim xususiyati uning assimetriyasidir. Hujayra qanday tuzilishga ega? Hujayra membranasi, yadro, oqsillar va boshqalar. Hujayra hayotning asosiy birligi bo'lib, barcha organizmlar bir yoki bir nechta hujayradan iborat bo'lib, ularning har biri uni atrof-muhitdan ajratib turadigan tabiiy to'siqga ega. Hujayraning bu tashqi chegarasi plazma membranasi deb ham ataladi. U to'rt xil turdagi molekulalardan iborat: fosfolipidlar, xolesterin, oqsillar va uglevodlar. Suyuq mozaika modeli hujayra membranasining tuzilishini quyidagicha tavsiflaydi: moslashuvchan va elastik, konsistensiyasi o'simlik moyiga o'xshash, shuning uchun barcha alohida molekulalar suyuq muhitda suzadi va ularning barchasi bu membrana ichida lateral harakatlanish qobiliyatiga ega. Mozaika - bu juda ko'p turli xil qismlarni o'z ichiga olgan narsa. Plazma membranasida u fosfolipidlar, xolesterin molekulalari, oqsillar va uglevodlar bilan ifodalanadi.
Fosfolipidlar
Fosfolipidlar hujayra membranasining asosiy tuzilishini tashkil qiladi. Bu molekulalarning ikki xil uchi bor: bosh va dum. Bosh uchida fosfat guruhi mavjud va gidrofildir. Bu uning suv molekulalariga jalb qilinganligini anglatadi. Quyruq yog 'kislotalari zanjirlari deb ataladigan vodorod va uglerod atomlaridan iborat. Ushbu zanjirlar hidrofobikdir, ular suv molekulalari bilan aralashishni yoqtirmaydi. Bu jarayon o'simlik moyini suvga quyganda sodir bo'ladigan narsaga o'xshaydi, ya'ni u erimaydi. Hujayra membranasining strukturaviy xususiyatlari fosfolipidlardan tashkil topgan ikki qatlamli lipid qatlami bilan bog'liq. Hidrofil fosfat boshlari har doim hujayra ichidagi va hujayradan tashqari suyuqlik shaklida suv mavjud bo'lgan joyda joylashgan. Membranada fosfolipidlarning hidrofobik dumlari shunday tuzilganki, ularni suvdan uzoqroq tutadi.
Xolesterin, oqsillar va uglevodlar
Odamlar xolesterin so'zini eshitganda, ular odatda yomon deb o'ylashadi. Biroq, xolesterin aslida hujayra membranalarining juda muhim tarkibiy qismidir. Uning molekulalari to'rtta vodorod halqasi va uglerod atomidan iborat. Ular hidrofobik bo'lib, lipid ikki qavatidagi hidrofobik dumlar orasida uchraydi. Ularning ahamiyati mustahkamlikni saqlashda yotadi, ular membranalarni mustahkamlaydi, kesishishni oldini oladi. Xolesterin molekulalari, shuningdek, fosfolipid dumlarini aloqa qilishdan va qotib qolishdan saqlaydi. Bu suyuqlik va moslashuvchanlikni ta'minlaydi. Membran oqsillari kimyoviy reaksiyalarni tezlashtirish uchun fermentlar vazifasini bajaradi, ma'lum molekulalar uchun retseptorlar vazifasini bajaradi yoki hujayra membranasi orqali moddalarni o'tkazadi.
Uglevodlar yoki saxaridlar faqat hujayra membranasining hujayradan tashqari qismida joylashgan. Ular birgalikda glikokaliks hosil qiladi. U plazma membranasini yostiq va himoya qiladi. Glikokaliks tarkibidagi uglevodlarning tuzilishi va turiga qarab, organizm hujayralarni tanib oladi va ular mavjud yoki yo'qligini aniqlaydi.
Membran oqsillari
Hujayra membranasining tuzilishini oqsil kabi muhim tarkibiy qismsiz tasavvur qilib bo'lmaydi. Shunga qaramay, ular boshqa muhim komponent - lipidlardan sezilarli darajada kichikroq bo'lishi mumkin. Asosiy membrana oqsillarining uch turi mavjud.
- Integral. Ular ikki qavat, sitoplazma va hujayradan tashqari muhitni to'liq qoplaydi. Ular transport va signalizatsiya funktsiyalarini bajaradilar.
- Periferik. Proteinlar membranaga sitoplazmatik yoki hujayradan tashqari sirtlarda elektrostatik yoki vodorod bog'lari orqali biriktiriladi. Ular asosan integral oqsillarni biriktiruvchi vosita sifatida ishtirok etadilar.
- Transmembran. Ular fermentativ va signalizatsiya funktsiyalarini bajaradilar, shuningdek, membrananing lipid ikki qavatining asosiy tuzilishini modulyatsiya qiladilar.
Biologik membranalarning vazifalari
Suvdagi uglevodorodlarning harakatini tartibga soluvchi hidrofobik ta'sir membrana lipidlari va membrana oqsillari tomonidan hosil bo'lgan tuzilmalarni boshqaradi. Ko'pgina membrana xossalari barcha biologik membranalar uchun asosiy tuzilmani tashkil etuvchi ikki qatlamli lipid tashuvchisi tomonidan beriladi. Integral membrana oqsillari qisman lipid ikki qavatida yashiringan. Transmembran oqsillari birlamchi ketma-ketlikda aminokislotalarning maxsus tashkilotiga ega.
Periferik membrana oqsillari eruvchan oqsillarga juda o'xshaydi, lekin ular ham membrana bilan bog'langan. Maxsus hujayra membranalari maxsus hujayra funktsiyalariga ega. Hujayra membranalarining tuzilishi va funktsiyalari tanaga qanday ta'sir qiladi? Butun organizmning funksionalligi biologik membranalar qanday tuzilganiga bog'liq. Hujayra ichidagi organellalardan membranalarning hujayradan tashqari va hujayralararo o'zaro ta'siri, biologik funktsiyalarni tashkil etish va bajarish uchun zarur bo'lgan tuzilmalar yaratiladi. Ko'pgina strukturaviy va funktsional xususiyatlar bakteriyalar va o'ralgan viruslar uchun umumiydir. Barcha biologik membranalar lipid ikki qavatida qurilgan bo'lib, bu bir qator umumiy xususiyatlarni keltirib chiqaradi. Membran oqsillari juda ko'p o'ziga xos funktsiyalarga ega.
- Nazorat qilish. Hujayralarning plazma membranalari hujayra va atrof-muhit o'rtasidagi o'zaro ta'sir chegaralarini belgilaydi.
- Transport. Hujayralarning hujayra ichidagi membranalari turli xil ichki tarkibga ega bo'lgan bir nechta funktsional birliklarga bo'linadi, ularning har biri o'tkazuvchanlikni nazorat qilish bilan birgalikda zarur transport funktsiyasi bilan quvvatlanadi.
- Signal uzatish. Membrananing sintezi hujayra ichidagi vesikulyar signalizatsiya mexanizmini ta'minlaydi va har xil turdagi viruslarning hujayraga erkin kirishini oldini oladi.
Ahamiyati va xulosalari
Tashqi hujayra membranasining tuzilishi butun tanaga ta'sir qiladi. Faqat tanlangan moddalarning kirib borishiga imkon berib, butunlikni himoya qilishda muhim rol o'ynaydi. Shuningdek, u sitoskeleton va hujayra devorining biriktirilishi uchun yaxshi asos bo'lib, hujayra shaklini saqlashga yordam beradi. Lipidlar ko'pchilik hujayralardagi membrana massasining taxminan 50% ni tashkil qiladi, garchi bu membrananing turiga qarab o'zgaradi. Sutemizuvchilarning tashqi hujayra membranasining tuzilishi ancha murakkab bo'lib, to'rtta asosiy fosfolipidni o'z ichiga oladi. Lipid ikki qatlamlarining muhim xususiyati shundaki, ular o'zini ikki o'lchovli suyuqliklar kabi tutadi, ularda alohida molekulalar erkin aylanib, lateral harakatlanishi mumkin. Bunday suyuqlik membranalarning muhim xususiyati bo'lib, u harorat va lipid tarkibiga qarab belgilanadi. Uglevodorod halqasining tuzilishi tufayli xolesterin membrana suyuqligini aniqlashda muhim rol o'ynaydi. kichik molekulalar uchun biologik membranalar hujayraning ichki tuzilishini nazorat qilish va saqlashga imkon beradi.
Hujayraning tuzilishini (hujayra membranasi, yadro va boshqalar) hisobga olsak, tana o'z-o'zini tartibga soluvchi tizim bo'lib, tashqi yordamisiz o'ziga zarar etkaza olmaydi va har doim tiklash, himoya qilish va to'g'ri yo'llarni izlaydi, degan xulosaga kelishimiz mumkin. har bir hujayraning ishlashi.
Membrana o'ta nozik tuzilish bo'lib, organellalar va butun hujayraning sirtlarini hosil qiladi. Barcha membranalar bir xil tuzilishga ega va bir tizimga ulangan.
Kimyoviy tarkibi
Hujayra membranalari kimyoviy jihatdan bir hil bo'lib, turli guruhlardagi oqsillar va lipidlardan iborat:
- fosfolipidlar;
- galaktolipidlar;
- sulfolipidlar.
Ularda nuklein kislotalar, polisaxaridlar va boshqa moddalar ham mavjud.
Jismoniy xususiyatlar
Oddiy haroratda membranalar suyuq kristall holatda bo'ladi va doimo o'zgarib turadi. Ularning yopishqoqligi o'simlik moyiga yaqin.
Membrana tiklanadigan, bardoshli, elastik va gözeneklidir. Membrananing qalinligi 7 - 14 nm.
TOP 4 ta maqolabu bilan birga o'qiyotganlar
Membrana katta molekulalarni o'tkazmaydi. Kichik molekulalar va ionlar membrananing turli tomonlarida konsentratsiyalar farqi ta'sirida, shuningdek, transport oqsillari yordamida teshiklar va membrananing o'zidan o'tishi mumkin.
Model
Odatda, membranalarning tuzilishi suyuq mozaik modeli yordamida tasvirlanadi. Membrananing ramkasi bor - g'isht kabi bir-biriga mahkam o'rnashgan ikki qator lipid molekulalari.
Guruch. 1. Sendvich tipidagi biologik membrana.
Ikki tomondan lipidlar yuzasi oqsillar bilan qoplangan. Mozaik naqsh membrana yuzasida notekis taqsimlangan oqsil molekulalari tomonidan hosil bo'ladi.
Bilipid qatlamiga botirish darajasiga ko'ra, oqsil molekulalari bo'linadi uch guruh:
- transmembran;
- suv ostida qolgan;
- yuzaki.
Proteinlar membrananing asosiy xususiyatini - uning turli moddalarga selektiv o'tkazuvchanligini ta'minlaydi.
Membrananing turlari
Lokalizatsiyasiga ko'ra barcha hujayra membranalarini ajratish mumkin quyidagi turlar:
- tashqi;
- yadroviy;
- organellalar membranalari.
Tashqi sitoplazmatik membrana yoki plazmolemma hujayraning chegarasi hisoblanadi. Sitoskeletning elementlari bilan bog'lanib, u shakli va hajmini saqlaydi.
Guruch. 2. Sitoskeleton.
Yadro membranasi yoki karyolemma - yadro tarkibining chegarasi. U tashqi membranaga juda o'xshash ikkita membranadan iborat. Yadroning tashqi membranasi endoplazmatik retikulum (ER) membranalari bilan va teshiklar orqali ichki membrana bilan bog'langan.
ER membranalari butun sitoplazmaga kirib, turli moddalar, shu jumladan membrana oqsillari sintezi sodir bo'ladigan sirtlarni hosil qiladi.
Organellalar membranalari
Aksariyat organellalar membrana tuzilishiga ega.
Devorlari bitta membranadan qurilgan:
- Golji kompleksi;
- vakuolalar;
- lizosomalar
Plastidlar va mitoxondriyalar ikki qavatli membranadan qurilgan. Ularning tashqi membranasi silliq, ichki qismi esa ko'p burmalarni hosil qiladi.
Xloroplastlarning fotosintetik membranalarining xususiyatlari o'rnatilgan xlorofill molekulalaridir.
Hayvon hujayralarining tashqi membranasi yuzasida glikokaliks deb ataladigan uglevod qatlami mavjud.
Guruch. 3. Glikokaliks.
Glikokaliks eng ko'p ichak epiteliysi hujayralarida rivojlangan bo'lib, u erda ovqat hazm qilish uchun sharoit yaratadi va plazmalemmani himoya qiladi.
Jadval "Hujayra membranasining tuzilishi"
Biz nimani o'rgandik?
Biz hujayra membranasining tuzilishi va funktsiyalarini ko'rib chiqdik. Membrana hujayra, yadro va organoidlarning selektiv (selektiv) to'sig'idir. Hujayra membranasining tuzilishi suyuq mozaik modeli bilan tavsiflanadi. Ushbu modelga ko'ra, oqsil molekulalari yopishqoq lipidlarning ikki qavatiga qurilgan.
Mavzu bo'yicha test
Hisobotni baholash
O'rtacha reyting: 4.5. Qabul qilingan umumiy baholar: 109.
