Κύτταρο- αυτό δεν είναι μόνο υγρό, ένζυμα και άλλες ουσίες, αλλά και εξαιρετικά οργανωμένες δομές που ονομάζονται ενδοκυτταρικά οργανίδια. Τα οργανίδια για ένα κύτταρο δεν είναι λιγότερο σημαντικά από τα χημικά συστατικά του. Έτσι, απουσία οργανιδίων όπως τα μιτοχόνδρια, η παροχή ενέργειας εξάγεται από ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ουσιες, θα μειωθεί άμεσα κατά 95%.

Τα περισσότερα οργανίδια σε ένα κύτταρο καλύπτονται μεμβράνεςπου αποτελείται κυρίως από λιπίδια και πρωτεΐνες. Υπάρχουν μεμβράνες κυττάρων, ενδοπλασματικό δίκτυο, μιτοχόνδρια, λυσοσώματα και συσκευή Golgi.

Λιπίδιαείναι αδιάλυτα στο νερό, επομένως δημιουργούν ένα φράγμα στο κύτταρο που εμποδίζει τη μετακίνηση του νερού και των υδατοδιαλυτών ουσιών από το ένα διαμέρισμα στο άλλο. Τα μόρια πρωτεΐνης, ωστόσο, καθιστούν τη μεμβράνη διαπερατή από διάφορες ουσίες μέσω εξειδικευμένων δομών που ονομάζονται πόροι. Πολλές άλλες μεμβρανικές πρωτεΐνες είναι ένζυμα που καταλύουν πολυάριθμες χημικές αντιδράσεις, οι οποίες θα συζητηθούν σε επόμενα κεφάλαια.

Κυτταρική (ή πλασματική) μεμβράνηείναι μια λεπτή, εύκαμπτη και ελαστική κατασκευή με πάχος μόλις 7,5-10 nm. Αποτελείται κυρίως από πρωτεΐνες και λιπίδια. Η κατά προσέγγιση αναλογία των συστατικών του έχει ως εξής: πρωτεΐνες - 55%, φωσφολιπίδια - 25%, χοληστερόλη - 13%, άλλα λιπίδια - 4%, υδατάνθρακες - 3%.

Στρώμα λιπιδίων κυτταρική μεμβράνη αποτρέπει τη διείσδυση του νερού. Η βάση της μεμβράνης είναι μια λιπιδική διπλή στιβάδα - μια λεπτή λιπιδική μεμβράνη που αποτελείται από δύο μονοστοιβάδες και καλύπτει πλήρως το κύτταρο. Οι πρωτεΐνες βρίσκονται σε όλη τη μεμβράνη με τη μορφή μεγάλων σφαιριδίων.

Λιπιδική διπλοστιβάδααποτελείται κυρίως από μόρια φωσφολιπιδίων. Το ένα άκρο ενός τέτοιου μορίου είναι υδρόφιλο, δηλ. διαλυτό στο νερό (μια φωσφορική ομάδα βρίσκεται πάνω του), το άλλο είναι υδρόφοβο, δηλ. διαλυτό μόνο σε λίπη (περιέχει ένα λιπαρό οξύ).

Λόγω του ότι το υδρόφοβο τμήμα του μορίου φωσφολιπίδιοαπωθεί το νερό, αλλά έλκεται από παρόμοια μέρη των ίδιων μορίων, τα φωσφολιπίδια έχουν φυσική ιδιοκτησίασυνδέονται μεταξύ τους στο πάχος της μεμβράνης, όπως φαίνεται στο Σχ. 2-3. Το υδρόφιλο τμήμα με τη φωσφορική ομάδα σχηματίζει δύο επιφάνειες μεμβράνης: την εξωτερική, που βρίσκεται σε επαφή με το εξωκυττάριο υγρό, και την εσωτερική, που βρίσκεται σε επαφή με το ενδοκυτταρικό υγρό.

Μέσο της λιπιδικής στιβάδαςαδιαπέραστο σε ιόντα και υδατικά διαλύματα γλυκόζης και ουρίας. Οι λιποδιαλυτές ουσίες, συμπεριλαμβανομένου του οξυγόνου, του διοξειδίου του άνθρακα και του αλκοόλ, αντίθετα, διεισδύουν εύκολα σε αυτήν την περιοχή της μεμβράνης.

ΜόριαΗ χοληστερόλη, η οποία είναι μέρος της μεμβράνης, ανήκει επίσης στα λιπίδια από τη φύση της, καθώς η ομάδα των στεροειδών τους είναι εξαιρετικά διαλυτή στα λίπη. Αυτά τα μόρια φαίνεται να είναι διαλυμένα στη λιπιδική διπλοστιβάδα. Ο κύριος σκοπός τους είναι να ρυθμίζουν τη διαπερατότητα (ή τη στεγανότητα) των μεμβρανών για τα υδατοδιαλυτά συστατικά των σωματικών υγρών. Επιπλέον, η χοληστερόλη είναι ο κύριος ρυθμιστής του ιξώδους της μεμβράνης.

Πρωτεΐνες κυτταρικής μεμβράνης. Στο σχήμα, τα σφαιρικά σωματίδια είναι ορατά στη λιπιδική διπλοστιβάδα - αυτές είναι πρωτεΐνες μεμβράνης, οι περισσότερες από τις οποίες είναι γλυκοπρωτεΐνες. Υπάρχουν δύο τύποι μεμβρανικών πρωτεϊνών: (1) αναπόσπαστες, οι οποίες διεισδύουν στη μεμβράνη μέσω? (2) περιφερειακά, που προεξέχουν μόνο πάνω από τη μία επιφάνειά του, χωρίς να φτάνουν στην άλλη.

Πολλές αναπόσπαστες πρωτεΐνεςσχηματίζουν κανάλια (ή πόρους) μέσω των οποίων το νερό και οι υδατοδιαλυτές ουσίες, ιδιαίτερα τα ιόντα, μπορούν να διαχυθούν στο ενδο- και εξωκυτταρικό υγρό. Λόγω της επιλεκτικότητας των καναλιών, ορισμένες ουσίες διαχέονται καλύτερα από άλλες.

Άλλες αναπόσπαστες πρωτεΐνεςλειτουργούν ως πρωτεΐνες-φορείς, μεταφέροντας ουσίες για τις οποίες η διπλοστοιβάδα λιπιδίων είναι αδιαπέραστη. Μερικές φορές οι πρωτεΐνες-φορείς δρουν προς την αντίθετη κατεύθυνση από τη διάχυση· μια τέτοια μεταφορά ονομάζεται ενεργή μεταφορά. Ορισμένες ενσωματωμένες πρωτεΐνες είναι ένζυμα.

Ενσωματωμένες πρωτεΐνες μεμβράνηςμπορεί επίσης να χρησιμεύσει ως υποδοχείς για υδατοδιαλυτές ουσίες, συμπεριλαμβανομένων των πεπτιδικών ορμονών, καθώς η μεμβράνη είναι αδιαπέραστη από αυτές. Η αλληλεπίδραση μιας πρωτεΐνης υποδοχέα με έναν συγκεκριμένο συνδέτη οδηγεί σε διαμορφωτικές αλλαγές στο μόριο πρωτεΐνης, το οποίο, με τη σειρά του, διεγείρει την ενζυματική δραστηριότητα του ενδοκυτταρικού τμήματος του μορίου πρωτεΐνης ή τη μετάδοση ενός σήματος από τον υποδοχέα στο κύτταρο χρησιμοποιώντας δεύτερος αγγελιοφόρος. Έτσι, ενσωματωμένες πρωτεΐνες που είναι ενσωματωμένες στην κυτταρική μεμβράνη την εμπλέκουν στη διαδικασία μετάδοσης πληροφοριών για το εξωτερικό περιβάλλον στο κύτταρο.

Μόρια πρωτεϊνών περιφερικής μεμβράνηςΣυχνά συνδέονται με ολοκληρωμένες πρωτεΐνες. Οι περισσότερες περιφερειακές πρωτεΐνες είναι ένζυμα ή παίζουν το ρόλο του αποστολέα της μεταφοράς ουσιών μέσω των πόρων της μεμβράνης.

Βιολογικές μεμβράνες.
Ο όρος «μεμβράνη» (Λατινική μεμβράνη - δέρμα, φιλμ) άρχισε να χρησιμοποιείται πριν από περισσότερα από 100 χρόνια για να ορίσει ένα όριο κυττάρων που χρησιμεύει, αφενός, ως φράγμα μεταξύ του περιεχομένου του κυττάρου και του εξωτερικού περιβάλλοντος, και από την άλλη, ως ημιεπίσκεψη διαμερίσματος μέσω του οποίου μπορεί να περάσει το νερό και μερικές ουσίες. Ωστόσο, οι λειτουργίες της μεμβράνης δεν περιορίζονται σε αυτό,Δεδομένου ότι οι βιολογικές μεμβράνες αποτελούν τη βάση της δομικής οργάνωσης του κυττάρου.
Δομή μεμβράνης. Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο, η κύρια μεμβράνη είναι μια λιπιδική διπλοστοιβάδα στην οποία οι υδρόφοβες ουρές των μορίων αντιμετωπίζουν προς τα μέσα και οι υδρόφιλες κεφαλές αντιμετωπίζουν προς τα έξω. Τα λιπίδια αντιπροσωπεύονται από φωσφολιπίδια - παράγωγα γλυκερίνης ή σφιγγοσίνης. Οι πρωτεΐνες σχετίζονται με το στρώμα λιπιδίων. Οι ενσωματωμένες (διαμεμβρανικές) πρωτεΐνες διεισδύουν στη μεμβράνη και συνδέονται σταθερά με αυτήν. Οι περιφερειακές δεν διεισδύουν και συνδέονται λιγότερο με τη μεμβράνη. Λειτουργίες πρωτεϊνών μεμβράνης: Διατήρηση δομής μεμβράνης, λήψης και μετατροπής σήματα από το περιβάλλον. περιβάλλον, μεταφορά ορισμένων ουσιών, κατάλυση των αντιδράσεων που εμφανίζονται σε μεμβράνες. Το πάχος της μεμβράνης κυμαίνεται από 6 έως 10 nm.

Ιδιότητες μεμβράνης:
1. Ρευστότητα. Η μεμβράνη δεν είναι μια άκαμπτη δομή· οι περισσότερες από τις πρωτεΐνες και τα λιπίδια που την αποτελούν μπορούν να κινηθούν στο επίπεδο της μεμβράνης.
2. Ασυμμετρία. Η σύνθεση των εξωτερικών και εσωτερικών στρωμάτων τόσο των πρωτεϊνών όσο και των λιπιδίων είναι διαφορετική. Επιπλέον, οι μεμβράνες πλάσματος των ζωικών κυττάρων έχουν ένα στρώμα γλυκοπρωτεϊνών στο εξωτερικό (Glycocalyx, το οποίο εκτελεί λειτουργίες σηματοδότησης και υποδοχέα και είναι επίσης σημαντική για την ενοποίηση κυττάρων σε ιστούς)
3. Πόλη. Η εξωτερική πλευρά της μεμβράνης φέρει θετικό φορτίο, ενώ η εσωτερική πλευρά φέρει αρνητικό φορτίο.
4. Επιλεκτική διαπερατότητα. Οι μεμβράνες των ζωντανών κυττάρων, εκτός από το νερό, επιτρέπουν μόνο σε ορισμένα μόρια και ιόντα διαλυμένων ουσιών να περάσουν. η μεμβράνη επιτρέπει μόνο στα μόρια του διαλύτη να περάσουν, ενώ διατηρεί όλα τα μόρια και τα ιόντα των διαλυμένων ουσιών.)

Η εξωτερική κυτταρική μεμβράνη (plasmalemma) είναι ένα υπερμικροσκοπικό φιλμ πάχους 7,5 nm, που αποτελείται από πρωτεΐνες, φωσφολιπίδια και νερό. Ένα ελαστικό φιλμ που βρέχεται καλά από το νερό και αποκαθιστά γρήγορα την ακεραιότητά του μετά από ζημιά. Έχει μια καθολική δομή, τυπική για όλες τις βιολογικές μεμβράνες. Η οριακή θέση αυτής της μεμβράνης, η συμμετοχή της στις διαδικασίες εκλεκτικής διαπερατότητας, πινοκύττωσης, φαγοκυττάρωσης, απέκκρισης απεκκριτικών προϊόντων και σύνθεσης, σε αλληλεπίδραση με γειτονικά κύτταρα και προστασία του κυττάρου από βλάβες καθιστούν τον ρόλο της εξαιρετικά σημαντικό. Τα ζωικά κύτταρα έξω από τη μεμβράνη μερικές φορές καλύπτονται με ένα λεπτό στρώμα που αποτελείται από πολυσακχαρίτες και πρωτεΐνες - τον γλυκοκάλυκα. Στα φυτικά κύτταρα, έξω από την κυτταρική μεμβράνη υπάρχει ένα ισχυρό κυτταρικό τοίχωμα που δημιουργεί εξωτερική υποστήριξη και διατηρεί το σχήμα του κυττάρου. Αποτελείται από φυτικές ίνες (κυτταρίνη), έναν αδιάλυτο στο νερό πολυσακχαρίτη.

Κυτταρική μεμβράνηονομάζεται επίσης πλασματική (ή κυτταροπλασματική) μεμβράνη και πλασμαλήμμα. Αυτή η δομή όχι μόνο διαχωρίζει τα εσωτερικά περιεχόμενα του κελιού από εξωτερικό περιβάλλον, αλλά περιλαμβάνεται επίσης στη σύνθεση των περισσότερων κυτταρικών οργανιδίων και του πυρήνα, διαχωρίζοντάς τα με τη σειρά του από το υαλόπλασμα (κυτταρόπλασμα) - το παχύρρευστο-υγρό μέρος του κυτταροπλάσματος. Ας συμφωνήσουμε να καλέσουμε κυτταροπλασματική μεμβράνηαυτός που διαχωρίζει το περιεχόμενο του κυττάρου από το εξωτερικό περιβάλλον. Οι υπόλοιποι όροι δηλώνουν όλες τις μεμβράνες.

Η δομή της κυτταρικής (βιολογικής) μεμβράνης βασίζεται σε ένα διπλό στρώμα λιπιδίων (λίπη). Ο σχηματισμός ενός τέτοιου στρώματος συνδέεται με τα χαρακτηριστικά των μορίων τους. Τα λιπίδια δεν διαλύονται στο νερό, αλλά συμπυκνώνονται σε αυτό με τον δικό τους τρόπο. Το ένα μέρος ενός μεμονωμένου μορίου λιπιδίου είναι μια πολική κεφαλή (έλκεται από το νερό, δηλ. υδρόφιλο), και το άλλο είναι ένα ζευγάρι μακριών μη πολικών ουρών (αυτό το μέρος του μορίου απωθείται από το νερό, δηλ. υδρόφοβο). Αυτή η δομή των μορίων τα κάνει να «κρύβουν» την ουρά τους από το νερό και να στρέφουν τα πολικά τους κεφάλια προς το νερό.

Το αποτέλεσμα είναι μια λιπιδική διπλή στιβάδα στην οποία οι μη πολικές ουρές είναι προς τα μέσα (η μια απέναντι από την άλλη) και οι πολικές κεφαλές προς τα έξω (προς το εξωτερικό περιβάλλον και το κυτταρόπλασμα). Η επιφάνεια μιας τέτοιας μεμβράνης είναι υδρόφιλη, αλλά στο εσωτερικό της είναι υδρόφοβη.

Στις κυτταρικές μεμβράνες, τα φωσφολιπίδια κυριαρχούν μεταξύ των λιπιδίων (ανήκουν σε σύνθετα λιπίδια). Τα κεφάλια τους περιέχουν ένα υπόλειμμα φωσφορικού οξέος. Εκτός από τα φωσφολιπίδια, υπάρχουν γλυκολιπίδια (λιπίδια + υδατάνθρακες) και χοληστερόλη (που σχετίζονται με στερόλες). Το τελευταίο προσδίδει ακαμψία στη μεμβράνη, καθώς βρίσκεται στο πάχος της ανάμεσα στις ουρές των υπόλοιπων λιπιδίων (η χοληστερόλη είναι εντελώς υδρόφοβη).

Λόγω της ηλεκτροστατικής αλληλεπίδρασης, ορισμένα μόρια πρωτεΐνης συνδέονται με τις φορτισμένες κεφαλές λιπιδίων, οι οποίες γίνονται πρωτεΐνες επιφανειακής μεμβράνης. Άλλες πρωτεΐνες αλληλεπιδρούν με μη πολικές ουρές, θάβονται εν μέρει στη διπλή στιβάδα ή διεισδύουν μέσω αυτής.

Έτσι, η κυτταρική μεμβράνη αποτελείται από μια διπλή στιβάδα λιπιδίων, επιφανειακών (περιφερικών), ενσωματωμένων (ημι-ολοκληρωμένων) και διεισδυτικών (ενσωματωμένων) πρωτεϊνών. Επιπλέον, ορισμένες πρωτεΐνες και λιπίδια στο εξωτερικό της μεμβράνης συνδέονται με αλυσίδες υδατανθράκων.

Αυτό ρευστό μωσαϊκό μοντέλο δομής μεμβράνηςπαρουσιάστηκε στη δεκαετία του '70 του ΧΧ αιώνα. Προηγουμένως, υποτέθηκε ένα μοντέλο δομής τύπου σάντουιτς, σύμφωνα με το οποίο η λιπιδική διπλοστοιβάδα βρίσκεται στο εσωτερικό και στο εσωτερικό και στο εξωτερικό η μεμβράνη καλύπτεται με συνεχείς στρώσεις επιφανειακών πρωτεϊνών. Ωστόσο, η συσσώρευση πειραματικών δεδομένων διέψευσε αυτή την υπόθεση.

Το πάχος των μεμβρανών σε διαφορετικά κύτταρα είναι περίπου 8 nm. Μεμβράνες (ακόμη διαφορετικές πλευρέςένα) διαφέρουν μεταξύ τους σε ποσοστό διάφοροι τύποιλιπίδια, πρωτεΐνες, ενζυματική δραστηριότητα κ.λπ. Ορισμένες μεμβράνες είναι πιο υγρές και πιο διαπερατές, άλλες είναι πιο πυκνές.

Οι θραύσεις της κυτταρικής μεμβράνης συγχωνεύονται εύκολα λόγω των φυσικοχημικών ιδιοτήτων της λιπιδικής διπλοστιβάδας. Στο επίπεδο της μεμβράνης κινούνται λιπίδια και πρωτεΐνες (εκτός αν αγκυροβολούνται από τον κυτταροσκελετό).

Λειτουργίες της κυτταρικής μεμβράνης

Οι περισσότερες πρωτεΐνες που βυθίζονται στην κυτταρική μεμβράνη εκτελούν μια ενζυματική λειτουργία (είναι ένζυμα). Συχνά (ειδικά στις μεμβράνες των κυτταρικών οργανιδίων) τα ένζυμα εντοπίζονται σε μια ορισμένη αλληλουχία έτσι ώστε τα προϊόντα αντίδρασης που καταλύονται από το ένα ένζυμο περνούν στο δεύτερο, μετά στο τρίτο κ.λπ. Σχηματίζεται ένας μεταφορέας που σταθεροποιεί τις επιφανειακές πρωτεΐνες, επειδή δεν αφήστε τα ένζυμα να επιπλέουν κατά μήκος της λιπιδικής διπλής στιβάδας.

Η κυτταρική μεμβράνη εκτελεί λειτουργία οριοθέτησης (φραγμού) από το περιβάλλον και ταυτόχρονα λειτουργίες μεταφοράς. Μπορούμε να πούμε ότι αυτός είναι ο πιο σημαντικός σκοπός του. Η κυτταροπλασματική μεμβράνη, έχοντας αντοχή και επιλεκτική διαπερατότητα, διατηρεί τη σταθερότητα της εσωτερικής σύνθεσης του κυττάρου (την ομοιόσταση και την ακεραιότητά του).

Στην περίπτωση αυτή γίνεται η μεταφορά ουσιών διαφορετικοί τρόποι. Η μεταφορά κατά μήκος μιας βαθμίδας συγκέντρωσης περιλαμβάνει τη μετακίνηση ουσιών από μια περιοχή με υψηλότερη συγκέντρωση σε μια περιοχή με χαμηλότερη (διάχυση). Για παράδειγμα, τα αέρια (CO 2 , O 2 ) διαχέονται.

Υπάρχει επίσης μεταφορά σε κλίση συγκέντρωσης, αλλά με κατανάλωση ενέργειας.

Η μεταφορά μπορεί να είναι παθητική και διευκολυνόμενη (όταν βοηθείται από κάποιο είδος μεταφορέα). Η παθητική διάχυση στην κυτταρική μεμβράνη είναι δυνατή για τις λιποδιαλυτές ουσίες.

Υπάρχουν ειδικές πρωτεΐνες που κάνουν τις μεμβράνες διαπερατές από σάκχαρα και άλλες υδατοδιαλυτές ουσίες. Τέτοιοι φορείς συνδέονται με μεταφερόμενα μόρια και τα τραβούν μέσα από τη μεμβράνη. Έτσι μεταφέρεται η γλυκόζη μέσα στα ερυθρά αιμοσφαίρια.

Οι πρωτεΐνες με νήματα συνδυάζονται για να σχηματίσουν έναν πόρο για την κίνηση ορισμένων ουσιών κατά μήκος της μεμβράνης. Τέτοιοι φορείς δεν κινούνται, αλλά σχηματίζουν ένα κανάλι στη μεμβράνη και λειτουργούν παρόμοια με τα ένζυμα, δεσμεύοντας μια συγκεκριμένη ουσία. Η μεταφορά συμβαίνει λόγω αλλαγής της πρωτεϊνικής διαμόρφωσης, με αποτέλεσμα το σχηματισμό καναλιών στη μεμβράνη. Ένα παράδειγμα είναι η αντλία νατρίου-καλίου.

Η λειτουργία μεταφοράς της ευκαρυωτικής κυτταρικής μεμβράνης πραγματοποιείται επίσης μέσω της ενδοκυττάρωσης (και της εξωκυττάρωσης).Χάρη σε αυτούς τους μηχανισμούς, μεγάλα μόρια βιοπολυμερών, ακόμη και ολόκληρα κύτταρα, εισέρχονται στο κύτταρο (και έξω από αυτό). Η ενδο- και η εξωκυττάρωση δεν είναι χαρακτηριστικές για όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα (οι προκαρυώτες δεν την έχουν καθόλου). Έτσι, ενδοκύττωση παρατηρείται σε πρωτόζωα και κατώτερα ασπόνδυλα. στα θηλαστικά, τα λευκοκύτταρα και τα μακροφάγα απορροφούν επιβλαβείς ουσίες και βακτήρια, δηλαδή η ενδοκυττάρωση εκτελεί προστατευτική λειτουργία για το σώμα.

Η ενδοκυττάρωση χωρίζεται σε φαγοκυττάρωση(το κυτταρόπλασμα περιβάλλει μεγάλα σωματίδια) και πινοκυττάρωση(σύλληψη σταγονιδίων υγρού με ουσίες διαλυμένες σε αυτό). Ο μηχανισμός αυτών των διεργασιών είναι περίπου ο ίδιος. Οι απορροφούμενες ουσίες στην επιφάνεια των κυττάρων περιβάλλονται από μια μεμβράνη. Σχηματίζεται ένα κυστίδιο (φαγοκυτταρικό ή πινοκυτταρικό), το οποίο στη συνέχεια μετακινείται στο κύτταρο.

Η εξωκυττάρωση είναι η απομάκρυνση ουσιών από το κύτταρο (ορμόνες, πολυσακχαρίτες, πρωτεΐνες, λίπη κ.λπ.) από την κυτταροπλασματική μεμβράνη. Αυτές οι ουσίες περιέχονται σε μεμβρανικά κυστίδια που ταιριάζουν στην κυτταρική μεμβράνη. Και οι δύο μεμβράνες συγχωνεύονται και τα περιεχόμενα εμφανίζονται έξω από το κελί.

Η κυτταροπλασματική μεμβράνη εκτελεί μια λειτουργία υποδοχέα.Για να γίνει αυτό, βρίσκονται δομές στην εξωτερική του πλευρά που μπορούν να αναγνωρίσουν ένα χημικό ή φυσικό ερέθισμα. Μερικές από τις πρωτεΐνες που διεισδύουν στο πλάσμα συνδέονται από το εξωτερικό με πολυσακχαριδικές αλυσίδες (σχηματίζοντας γλυκοπρωτεΐνες). Αυτοί είναι περίεργοι μοριακοί υποδοχείς που δεσμεύουν τις ορμόνες. Όταν μια συγκεκριμένη ορμόνη δεσμεύεται στον υποδοχέα της, αλλάζει τη δομή της. Αυτό με τη σειρά του ενεργοποιεί τον μηχανισμό κυτταρικής απόκρισης. Σε αυτήν την περίπτωση, τα κανάλια μπορούν να ανοίξουν και ορισμένες ουσίες μπορούν να αρχίσουν να εισέρχονται ή να εξέρχονται από το κελί.

Η λειτουργία των υποδοχέων των κυτταρικών μεμβρανών έχει μελετηθεί καλά με βάση τη δράση της ορμόνης ινσουλίνης. Όταν η ινσουλίνη συνδέεται με τον γλυκοπρωτεϊνικό της υποδοχέα, ενεργοποιείται το καταλυτικό ενδοκυτταρικό τμήμα αυτής της πρωτεΐνης (ένζυμο αδενυλικής κυκλάσης). Το ένζυμο συνθέτει κυκλικό AMP από ATP. Ήδη ενεργοποιεί ή καταστέλλει διάφορα ένζυμα του κυτταρικού μεταβολισμού.

Η λειτουργία υποδοχέα της κυτταροπλασματικής μεμβράνης περιλαμβάνει επίσης την αναγνώριση γειτονικών κυττάρων του ίδιου τύπου. Τέτοια κύτταρα συνδέονται μεταξύ τους με διάφορες διακυτταρικές επαφές.

Στους ιστούς, με τη βοήθεια των μεσοκυττάριων επαφών, τα κύτταρα μπορούν να ανταλλάσσουν πληροφορίες μεταξύ τους χρησιμοποιώντας ειδικά συντιθέμενες ουσίες χαμηλού μοριακού βάρους. Ένα παράδειγμα τέτοιας αλληλεπίδρασης είναι η αναστολή επαφής, όταν τα κύτταρα σταματούν να αναπτύσσονται αφού λάβουν πληροφορίες ότι καταλαμβάνεται ελεύθερος χώρος.

Οι μεσοκυττάριες επαφές μπορεί να είναι απλές (οι μεμβράνες διαφορετικών κυττάρων είναι γειτονικές μεταξύ τους), κλείδωμα (εισαγωγές της μεμβράνης ενός κυττάρου σε άλλο), δεσμοσώματα (όταν οι μεμβράνες συνδέονται με δέσμες εγκάρσιων ινών που διεισδύουν στο κυτταρόπλασμα). Επιπλέον, υπάρχει μια παραλλαγή μεσοκυττάριων επαφών λόγω μεσολαβητών (ενδιάμεσων) - συνάψεων. Σε αυτά, το σήμα μεταδίδεται όχι μόνο χημικά, αλλά και ηλεκτρικά. Οι συνάψεις μεταδίδουν σήματα μεταξύ των νευρικών κυττάρων, καθώς και από τα νευρικά σε μυϊκά κύτταρα.

Κυτταρική μεμβράνη -μοριακή δομή που αποτελείται από λιπίδια και πρωτεΐνες. Οι κύριες ιδιότητες και λειτουργίες του:

• διαχωρισμός του περιεχομένου οποιουδήποτε κυττάρου από το εξωτερικό περιβάλλον, διασφαλίζοντας την ακεραιότητά του.
• έλεγχος και δημιουργία ανταλλαγής μεταξύ του περιβάλλοντος και του κυττάρου.
• οι ενδοκυτταρικές μεμβράνες χωρίζουν το κύτταρο σε ειδικά διαμερίσματα: οργανίδια ή διαμερίσματα.

Η λέξη "membrane" στα λατινικά σημαίνει "ταινία". Αν μιλάμε για την κυτταρική μεμβράνη, τότε είναι ένας συνδυασμός δύο μεμβρανών που έχουν διαφορετικές ιδιότητες.

Βιολογική μεμβράνηπεριλαμβάνει τρεις τύποι πρωτεϊνών:

1. Περιφερειακό - βρίσκεται στην επιφάνεια του φιλμ.
2. Ενσωματωμένο - διεισδύει πλήρως στη μεμβράνη.
3. Ημι-ολοκληρωμένο - το ένα άκρο διεισδύει στο διλιπιδικό στρώμα.

Ποιες λειτουργίες επιτελεί η κυτταρική μεμβράνη;

1. Το κυτταρικό τοίχωμα είναι μια ανθεκτική κυτταρική μεμβράνη που βρίσκεται έξω από την κυτταροπλασματική μεμβράνη. Εκτελεί προστατευτικές, μεταφορικές και δομικές λειτουργίες. Παρουσιάζεται σε πολλά φυτά, βακτήρια, μύκητες και αρχαία.

2. Παρέχει λειτουργία φραγμού, δηλαδή επιλεκτικό, ρυθμισμένο, ενεργητικό και παθητικό μεταβολισμό με το εξωτερικό περιβάλλον.

3. Ικανό να μεταδίδει και να αποθηκεύει πληροφορίες, και επίσης να συμμετέχει στη διαδικασία αναπαραγωγής.

4. Εκτελεί μια λειτουργία μεταφοράς που μπορεί να μεταφέρει ουσίες μέσα και έξω από το κύτταρο μέσω της μεμβράνης.

5. Η κυτταρική μεμβράνη έχει αγωγιμότητα μονής κατεύθυνσης. Χάρη σε αυτό, τα μόρια του νερού μπορούν να περάσουν μέσα από την κυτταρική μεμβράνη χωρίς καθυστέρηση και μόρια άλλων ουσιών διεισδύουν επιλεκτικά.

6. Με τη βοήθεια της κυτταρικής μεμβράνης λαμβάνεται νερό, οξυγόνο και θρεπτικά συστατικά και μέσω αυτής απομακρύνονται τα προϊόντα του κυτταρικού μεταβολισμού.

7. Εκτελεί κυτταρικό μεταβολισμό μέσω μεμβρανών, και μπορεί να τους εκτελέσει χρησιμοποιώντας 3 κύριους τύπους αντιδράσεων: πινοκύττωση, φαγοκυττάρωση, εξωκυττάρωση.

8. Η μεμβράνη εξασφαλίζει την ειδικότητα των μεσοκυττάριων επαφών.

9. Η μεμβράνη περιέχει πολυάριθμους υποδοχείς που είναι ικανοί να αντιλαμβάνονται χημικά σήματα - μεσολαβητές, ορμόνες και πολλές άλλες βιολογικές δραστικές ουσίες. Έτσι έχει τη δύναμη να αλλάξει τη μεταβολική δραστηριότητα του κυττάρου.

10. Βασικές ιδιότητες και λειτουργίες της κυτταρικής μεμβράνης:

• Μήτρα
• Εμπόδιο
• Μεταφορά
• Ενέργεια
• Μηχανικός
• Ενζυματική
• Αισθητήριο νεύρο
• Προστατευτικός
• Βαθμολόγηση
• Βιοδυναμικό

Τι λειτουργία επιτελεί η πλασματική μεμβράνη σε ένα κύτταρο;

1. Οριοθετεί τα περιεχόμενα του κελιού.
2. Πραγματοποιεί την είσοδο ουσιών στο κύτταρο.
3. Παρέχει απομάκρυνση ενός αριθμού ουσιών από το κύτταρο.

Δομή κυτταρικής μεμβράνης

Κυτταρικές μεμβράνες περιλαμβάνει λιπίδια 3 κατηγοριών:

• Γλυκολιπίδια;
• Φωσφολιπίδια;
• Χοληστερίνη.

Βασικά, η κυτταρική μεμβράνη αποτελείται από πρωτεΐνες και λιπίδια και έχει πάχος όχι μεγαλύτερο από 11 nm. Από το 40 έως το 90% όλων των λιπιδίων είναι φωσφολιπίδια. Είναι επίσης σημαντικό να σημειωθούν τα γλυκολιπίδια, τα οποία είναι ένα από τα κύρια συστατικά της μεμβράνης.

Η δομή της κυτταρικής μεμβράνης είναι τριών στρωμάτων. Στο κέντρο υπάρχει ένα ομοιογενές υγρό διλιπιδικό στρώμα και οι πρωτεΐνες το καλύπτουν και στις δύο πλευρές (σαν μωσαϊκό), διεισδύοντας εν μέρει στο πάχος. Οι πρωτεΐνες είναι επίσης απαραίτητες ώστε η μεμβράνη να επιτρέπει σε ειδικές ουσίες να εισέρχονται και να εξέρχονται από τα κύτταρα που δεν μπορούν να διεισδύσουν στο στρώμα λίπους. Για παράδειγμα, ιόντα νατρίου και καλίου.

• Αυτό είναι ενδιαφέρον -

Δομή κυττάρων - βίντεο