Strukturen til cellemembranen. Funksjoner, betydning og struktur av plasmamembranen

cellemembran- dette er en cellemembran som utfører følgende funksjoner: separasjon av innholdet i cellen og det ytre miljøet, selektiv transport av stoffer (utveksling med det ytre miljøet for cellen), stedet for noen biokjemiske reaksjoner, integrering av celler inn i vev og mottak.

Cellemembraner er delt inn i plasma (intracellulært) og ytre. Hovedegenskapen til enhver membran er semipermeabilitet, det vil si evnen til å bare passere visse stoffer. Dette tillater selektiv utveksling mellom cellen og det ytre miljøet, eller utveksling mellom rom i cellen.

Plasmamembraner er lipoproteinstrukturer. Lipider danner spontant et dobbeltlag (dobbeltlag), og membranproteiner "svømmer" i det. Det er flere tusen forskjellige proteiner i membranene: strukturelle, bærere, enzymer osv. Mellom proteinmolekylene er det porer som hydrofile stoffer passerer gjennom (lipiddobbeltlaget hindrer deres direkte penetrasjon inn i cellen). Glykosylgrupper (monosakkarider og polysakkarider) er festet til noen molekyler på membranoverflaten, som er involvert i prosessen med cellegjenkjenning under vevsdannelse.

Membranene er forskjellige i tykkelse, vanligvis mellom 5 og 10 nm. Tykkelsen bestemmes av størrelsen på det amfifile lipidmolekylet og er 5,3 nm. En ytterligere økning i tykkelsen på membranen skyldes størrelsen på membranproteinkompleksene. Avhengig av ytre forhold (kolesterol er regulatoren), kan strukturen til dobbeltlaget endres slik at det blir tettere eller flytende - bevegelseshastigheten til stoffer langs membranene avhenger av dette.

Cellemembraner inkluderer: plasmalemma, karyolemma, membraner i det endoplasmatiske retikulum, Golgi-apparat, lysosomer, peroksisomer, mitokondrier, inneslutninger, etc.

Lipider er uløselige i vann (hydrofobitet), men lett løselige i organiske løsemidler og fett (lipofilisitet). Sammensetningen av lipider i forskjellige membraner er ikke den samme. For eksempel inneholder plasmamembranen mye kolesterol. Av lipidene i membranen er de vanligste fosfolipider (glyserofosfatider), sfingomyeliner (sfingolipider), glykolipider og kolesterol.

Fosfolipider, sfingomyeliner, glykolipider består av to funksjonelt forskjellige deler: hydrofobe ikke-polare, som ikke bærer ladninger - "haler" bestående av fettsyrer, og hydrofile, som inneholder ladede polare "hoder" - alkoholgrupper (for eksempel glyserol).

Den hydrofobe delen av molekylet består vanligvis av to fettsyrer. En av syrene er begrensende, og den andre er umettet. Dette bestemmer lipidenes evne til spontant å danne tolags (bilipid) membranstrukturer. Membranlipider utfører følgende funksjoner: barriere, transport, mikromiljø av proteiner, elektrisk motstand av membranen.

Membraner skiller seg fra hverandre ved et sett med proteinmolekyler. Mange membranproteiner består av regioner rike på polare (ladningsbærende) aminosyrer og regioner med ikke-polare aminosyrer (glycin, alanin, valin, leucin). Slike proteiner i lipidlagene av membraner er plassert på en slik måte at deres ikke-polare områder så å si er nedsenket i den "fette" delen av membranen, der de hydrofobe områdene av lipidene er lokalisert. Den polare (hydrofile) delen av disse proteinene interagerer med lipidhodene og vendes mot den vandige fasen.

Biologiske membraner har felles egenskaper:

membraner er lukkede systemer som ikke lar innholdet i cellen og dens rom blandes. Brudd på membranens integritet kan føre til celledød;

overfladisk (plan, lateral) mobilitet. I membraner er det en kontinuerlig bevegelse av stoffer over overflaten;

membranasymmetri. Strukturen til ytre lag og overflatelag er kjemisk, strukturelt og funksjonelt heterogen.

Cellemembranen (plasmamembranen) er en tynn, semipermeabel membran som omgir celler.

Funksjon og rolle til cellemembranen

Dens funksjon er å beskytte integriteten til interiøret ved å slippe noen essensielle stoffer inn i cellen og hindre andre i å komme inn.

Det tjener også som grunnlag for tilknytning til noen organismer og til andre. Dermed gir plasmamembranen også formen til cellen. En annen funksjon til membranen er å regulere cellevekst gjennom balanse og.

Ved endocytose fjernes lipider og proteiner fra cellemembranen etter hvert som stoffer absorberes. Ved eksocytose smelter vesikler som inneholder lipider og proteiner sammen med cellemembranen, og øker cellestørrelsen. , og soppceller har plasmamembraner. Interne, for eksempel, er også innelukket i beskyttende membraner.

Cellemembranstruktur

Plasmamembranen er hovedsakelig sammensatt av en blanding av proteiner og lipider. Avhengig av plasseringen og rollen til membranen i kroppen, kan lipider utgjøre 20 til 80 prosent av membranen, mens resten er proteiner. Mens lipider bidrar til å gjøre membranen fleksibel, kontrollerer og opprettholder proteiner cellens kjemi og hjelper til med å transportere molekyler over membranen.

Membranlipider

Fosfolipider er hovedkomponenten i plasmamembraner. De danner et lipid-dobbeltlag der de hydrofile (vanntiltrukket) "hode"-regionene spontant organiserer seg for å motstå den vandige cytosolen og den ekstracellulære væsken, mens de hydrofobe (vannavstøtende) "hale"-regionene vender bort fra cytosolen og ekstracellulærvæsken. Lipid-dobbeltlaget er semipermeabelt, og lar bare noen molekyler diffundere over membranen.

Kolesterol er en annen lipidkomponent i dyrecellemembraner. Kolesterolmolekyler er selektivt spredt mellom membranfosfolipider. Dette bidrar til å holde cellemembranene stive ved å forhindre at fosfolipider blir for tett pakket. Kolesterol er fraværende i plantecellemembraner.

Glykolipider er lokalisert på den ytre overflaten av cellemembraner og er forbundet med dem med en karbohydratkjede. De hjelper cellen å gjenkjenne andre celler i kroppen.

Membranproteiner

Cellemembranen inneholder to typer assosierte proteiner. Perifere membranproteiner er eksterne og assosiert med det ved å samhandle med andre proteiner. Integrerte membranproteiner introduseres i membranen og de fleste passerer gjennom den. Deler av disse transmembrane proteinene er lokalisert på begge sider av den.

Plasmamembranproteiner har en rekke forskjellige funksjoner. Strukturelle proteiner gir støtte og form til cellene. Membranreseptorproteiner hjelper cellene med å kommunisere med sitt ytre miljø gjennom bruk av hormoner, nevrotransmittere og andre signalmolekyler. Transportproteiner, slik som kuleproteiner, bærer molekyler over cellemembraner ved tilrettelagt diffusjon. Glykoproteiner har en karbohydratkjede knyttet til seg. De er innebygd i cellemembranen, og hjelper til med utveksling og transport av molekyler.

Organelle membraner

Noen celleorganeller er også omgitt av beskyttende membraner. Kjerne,

Kort beskrivelse:

Sazonov V.F. 1_1 Strukturen til cellemembranen [Elektronisk ressurs] // Kinesiolog, 2009-2018: [nettsted]. Dato for oppdatering: 06.02.2018...__.201_). _Strukturen og funksjonen til cellemembranen er beskrevet (synonymer: plasmalemma, plasmolemma, biomembran, cellemembran, ytre cellemembran, cellemembran, cytoplasmatisk membran). Denne innledende informasjonen er nødvendig både for cytologi og for å forstå prosessene med nervøs aktivitet: nervøs eksitasjon, hemming, arbeidet med synapser og sensoriske reseptorer.

cellemembran (plasma en lemma eller plasma Om lemma)

Begrepsdefinisjon

Cellemembranen (synonymer: plasmalemma, plasmolemma, cytoplasmatisk membran, biomembran) er en trippel lipoprotein (dvs. "fett-protein") membran som skiller cellen fra miljøet og utfører en kontrollert utveksling og kommunikasjon mellom cellen og dens omgivelser.

Hovedsaken i denne definisjonen er ikke at membranen skiller cellen fra miljøet, men bare at den kobler til celle med miljøet. Membranen er aktiv strukturen til cellen, fungerer den hele tiden.

En biologisk membran er en ultratynn bimolekylær film av fosfolipider dekket med proteiner og polysakkarider. Denne cellulære strukturen ligger til grunn for barriere-, mekaniske og matriseegenskapene til en levende organisme (Antonov VF, 1996).

Figurativ representasjon av membranen

For meg fremstår cellemembranen som et gittergjerde med mange dører i, som omgir et bestemt territorium. Alle små levende skapninger kan fritt bevege seg frem og tilbake gjennom dette gjerdet. Men større besøkende kan bare komme inn gjennom dørene, og selv da ikke alle. Ulike besøkende har kun nøkler til sine egne dører, og de kan ikke gå gjennom andres dører. Så gjennom dette gjerdet er det konstant strømmer av besøkende frem og tilbake, fordi hovedfunksjonen til membrangjerdet er todelt: å skille territoriet fra det omkringliggende rommet og samtidig forbinde det med det omkringliggende rommet. For dette er det mange hull og dører i gjerdet - !

Membranegenskaper

1. Permeabilitet.

2. Semi-permeabilitet (delvis permeabilitet).

3. Selektiv (synonym: selektiv) permeabilitet.

4. Aktiv permeabilitet (synonym: aktiv transport).

5. Kontrollert permeabilitet.

Som du kan se, er hovedegenskapen til membranen dens permeabilitet med hensyn til forskjellige stoffer.

6. Fagocytose og pinocytose.

7. Eksocytose.

8. Tilstedeværelsen av elektriske og kjemiske potensialer, mer presist, potensialforskjellen mellom de indre og ytre sidene av membranen. I overført betydning kan man si det "membranen gjør cellen til et "elektrisk batteri" ved å kontrollere ionestrømmer". Detaljer: .

9. Endringer i elektrisk og kjemisk potensial.

10. Irritabilitet. Spesielle molekylære reseptorer lokalisert på membranen kan forbindes med signal(kontroll)stoffer, som et resultat av at tilstanden til membranen og hele cellen kan endres. Molekylære reseptorer utløser biokjemiske reaksjoner som respons på kombinasjonen av ligander (kontrollstoffer) med dem. Det er viktig å merke seg at signalstoffet virker på reseptoren fra utsiden, mens endringene fortsetter inne i cellen. Det viser seg at membranen overførte informasjon fra miljøet til det indre miljøet i cellen.

11. Katalytisk enzymatisk aktivitet. Enzymer kan være innebygd i membranen eller assosiert med overflaten (både innenfor og utenfor cellen), og der utfører de sin enzymatiske aktivitet.

12. Endre formen på overflaten og dens areal. Dette gjør at membranen kan danne utvekster utover eller omvendt invaginasjoner inn i cellen.

13. Evnen til å danne kontakter med andre cellemembraner.

14. Vedheft - evnen til å feste seg til faste overflater.

Kort liste over membranegenskaper

• Permeabilitet.
• Endocytose, eksocytose, transcytose.
• Potensialer.
• Irritabilitet.
• enzymatisk aktivitet.
• Kontakter.
• Adhesjon.

Membranfunksjoner

1. Ufullstendig isolasjon av internt innhold fra det ytre miljøet.

2. Hovedsaken i arbeidet med cellemembranen er Utveksling diverse stoffer mellom cellen og det ekstracellulære miljøet. Dette skyldes slike egenskaper ved membranen som permeabilitet. I tillegg regulerer membranen denne utvekslingen ved å regulere dens permeabilitet.

3. En annen viktig funksjon av membranen er skape en forskjell i kjemiske og elektriske potensialer mellom dens indre og ytre side. På grunn av dette, inne i cellen har et negativt elektrisk potensial -.

4. Gjennom membranen utføres også informasjonsutveksling mellom cellen og dens omgivelser. Spesielle molekylære reseptorer lokalisert på membranen kan binde seg til kontrollstoffer (hormoner, mediatorer, modulatorer) og utløse biokjemiske reaksjoner i cellen, noe som fører til ulike endringer i cellen eller i dens strukturer.

Video:Strukturen til cellemembranen

Videoforelesning:Detaljer om strukturen til membranen og transport

Membranstruktur

Cellemembranen har en universal tre-lags struktur. Det midterste fettlaget er kontinuerlig, og de øvre og nedre proteinlagene dekker det i form av en mosaikk av separate proteinområder. Fettlaget er grunnlaget som sikrer isolering av cellen fra miljøet, isolerer den fra miljøet. I seg selv passerer den vannløselige stoffer svært dårlig, men passerer lett fettløselige. Derfor må permeabiliteten til membranen for vannløselige stoffer (for eksempel ioner) forsynes med spesielle proteinstrukturer - og.

Nedenfor er mikrofotografier av ekte cellemembraner av kontaktende celler, oppnådd ved hjelp av et elektronmikroskop, samt en skjematisk tegning som viser den trelagsmembranen og mosaikken til proteinlagene. For å forstørre et bilde, klikk på det.

Separat bilde av det indre lipidlaget (fett) i cellemembranen, gjennomsyret av integrerte innebygde proteiner. De øvre og nedre proteinlagene fjernes for ikke å forstyrre vurderingen av lipid-dobbeltlaget

Figur over: En ufullstendig skjematisk fremstilling av cellemembranen (celleveggen) fra Wikipedia.

Legg merke til at de ytre og indre proteinlagene er fjernet fra membranen her slik at vi bedre kan se det sentrale fettdobbelte lipidlaget. I en ekte cellemembran flyter store protein-"øyer" over og under langs fettfilmen (små kuler på figuren), og membranen viser seg å være tykkere, trelags: protein-fett-protein . Så det er faktisk som en sandwich av to protein-"brødskiver" med et tykt lag "smør" i midten, dvs. har en tre-lags struktur, ikke en to-lags.

I denne figuren tilsvarer små blå og hvite kuler de hydrofile (fuktbare) "hodene" til lipider, og "strengene" festet til dem tilsvarer de hydrofobe (ikke fuktbare) "halene". Av proteinene er kun integrerte ende-til-ende-membranproteiner (røde kuler og gule helixer) vist. Gule ovale prikker inne i membranen er kolesterolmolekyler Gulgrønne kjeder av perler på utsiden av membranen er oligosakkaridkjeder som danner glykokalyxen. Glycocalyx er som et karbohydrat ("sukker") "lo" på membranen, dannet av lange karbohydrat-proteinmolekyler som stikker ut fra den.

Living er en liten "protein-fettpose" fylt med halvflytende gelélignende innhold, som penetreres av filmer og rør.

Veggene i denne posen er dannet av en dobbel fett- (lipid) film, dekket innvendig og utvendig med proteiner - cellemembranen. Derfor sies membranen å ha tre-lags struktur : proteiner-fett-proteiner. Inne i cellen er det også mange lignende fettmembraner som deler dens indre rom i rom. Cellulære organeller er omgitt av de samme membranene: kjerne, mitokondrier, kloroplaster. Så membranen er en universell molekylær struktur som er iboende i alle celler og alle levende organismer.

Til venstre - ikke lenger en ekte, men en kunstig modell av et stykke av en biologisk membran: dette er et øyeblikksbilde av et fettfosfolipid-dobbeltlag (dvs. et dobbeltlag) i ferd med sin molekylære dynamikkmodellering. Beregningscellen til modellen er vist - 96 PQ-molekyler ( f osfatidil X olin) og 2304 vannmolekyler, totalt 20544 atomer.

Til høyre er en visuell modell av et enkelt molekyl av samme lipid, hvorfra membranlipid-dobbeltlaget er satt sammen. Den har et hydrofilt (vannelskende) hode på toppen, og to hydrofobe (vannfryktende) haler nederst. Dette lipidet har et enkelt navn: 1-steroyl-2-docosahexaenoyl-Sn-glycero-3-fosfatidylkolin (18:0/22:6(n-3)cis PC), men du trenger ikke å huske det med mindre du planlegger å få læreren din til å besvime med dybden av kunnskapen din.

Du kan gi en mer presis vitenskapelig definisjon av en celle:

er et ordnet, strukturert heterogent system av biopolymerer begrenset av en aktiv membran, som deltar i et enkelt sett av metabolske, energi- og informasjonsprosesser, og som også opprettholder og reproduserer hele systemet som helhet.

Inne i cellen penetreres også membraner, og mellom membranene er det ikke vann, men en viskøs gel/sol med variabel tetthet. Derfor flyter ikke de interagerende molekylene i cellen fritt, som i et reagensrør med en vandig løsning, men sitter (immobilisert) mest på polymerstrukturene i cytoskjelettet eller intracellulære membraner. Og derfor foregår kjemiske reaksjoner inne i cellen nesten som i et fast legeme, og ikke i en væske. Den ytre membranen som omgir cellen er også dekket av enzymer og molekylære reseptorer, noe som gjør den til en veldig aktiv del av cellen.

Cellemembranen (plasmalemma, plasmolemma) er et aktivt skall som skiller cellen fra miljøet og forbinder den med miljøet. © Sazonov V.F., 2016.

Fra denne definisjonen av en membran følger det at den ikke bare begrenser cellen, men jobber aktivt knytte den til omgivelsene.

Fettet som utgjør membranene er spesielt, så molekylene kalles vanligvis ikke bare fett, men lipider, fosfolipider, sfingolipider. Membranfilmen er dobbel, dvs. den består av to filmer klistret sammen. Derfor skriver lærebøker at bunnen av cellemembranen består av to lipidlag (eller " dobbeltlag", dvs. dobbeltlag). For hvert enkelt lipidlag kan den ene siden fuktes av vann, og den andre ikke. Så disse filmene fester seg sammen med hverandre nøyaktig på sidene som ikke fukter.

bakteriemembran

Skallet til en prokaryot celle av gramnegative bakterier består av flere lag, vist i figuren nedenfor.
Lag av skallet av gramnegative bakterier:
1. Den indre trelags cytoplasmatiske membranen, som er i kontakt med cytoplasma.
2. Cellevegg, som består av murein.
3. Den ytre trelags cytoplasmatiske membranen, som har samme system av lipider med proteinkomplekser som den indre membranen.
Kommunikasjon av gram-negative bakterieceller med omverdenen gjennom en så kompleks tre-trinns struktur gir dem ikke en fordel i å overleve under tøffe forhold sammenlignet med gram-positive bakterier som har et mindre kraftig skall. De tåler like dårlig høye temperaturer, høy surhet og trykkfall.

Videoforelesning:Plasmamembran. E.V. Cheval, Ph.D.

Videoforelesning:Membranen som cellegrense. A. Iljaskin

Viktigheten av membranionekanaler

Det er lett å forstå at bare fettløselige stoffer kan komme inn i cellen gjennom membranens fettfilm. Dette er fett, alkoholer, gasser. For eksempel i erytrocytter passerer oksygen og karbondioksid lett inn og ut direkte gjennom membranen. Men vann og vannløselige stoffer (for eksempel ioner) kan rett og slett ikke passere gjennom membranen inn i noen celle. Dette betyr at de trenger spesielle hull. Men hvis du bare lager et hull i fettfilmen, vil den umiddelbart stramme seg tilbake. Hva å gjøre? En løsning ble funnet i naturen: det er nødvendig å lage spesielle proteintransportstrukturer og strekke dem gjennom membranen. Slik oppnås kanalene for passasje av fettuløselige stoffer - ionekanalene til cellemembranen.

Så, for å gi sin membran ytterligere egenskaper for permeabilitet for polare molekyler (ioner og vann), syntetiserer cellen spesielle proteiner i cytoplasmaet, som deretter integreres i membranen. De er av to typer: transportørproteiner (for eksempel transport ATPaser) og kanaldannende proteiner (kanaldannere). Disse proteinene er innebygd i det doble fettlaget i membranen og danner transportstrukturer i form av transportører eller i form av ionekanaler. Ulike vannløselige stoffer kan nå passere gjennom disse transportstrukturene, som ellers ikke kan passere gjennom den fettholdige membranfilmen.

Generelt kalles proteiner innebygd i membranen også integrert, nettopp fordi de så å si er inkludert i membranens sammensetning og trenger gjennom og gjennom den. Andre proteiner, ikke integrerte, danner så å si øyer som "flyter" på overflaten av membranen: enten langs dens ytre overflate eller langs dens indre. Tross alt vet alle at fett er et godt glidemiddel og det er lett å skli på det!

funn

1. Generelt er membranen tre-lags:

1) det ytre laget av protein "øyer",

2) fet tolags "sjø" (lipiddobbeltlag), dvs. dobbel lipidfilm

3) det indre laget av protein "øyer".

Men det er også et løst ytre lag - glykokalyxen, som er dannet av glykoproteiner som stikker ut av membranen. De er molekylære reseptorer som signalkontroller binder seg til.

2. Spesielle proteinstrukturer er bygget inn i membranen, som sikrer dens permeabilitet for ioner eller andre stoffer. Vi må ikke glemme at noen steder er fetthavet gjennomsyret av integrerte proteiner. Og det er integrerte proteiner som danner spesielle transportstrukturer cellemembran (se avsnitt 1_2 Membrantransportmekanismer). Gjennom dem kommer stoffer inn i cellen, og fjernes også fra cellen til utsiden.

3. Enzymproteiner kan være lokalisert på alle sider av membranen (ytre og indre), samt inne i membranen, noe som påvirker både tilstanden til selve membranen og hele cellens levetid.

Så cellemembranen er en aktiv variabel struktur som aktivt jobber i hele cellens interesser og forbinder den med omverdenen, og er ikke bare et "beskyttende skall". Dette er det viktigste å vite om cellemembranen.

I medisin brukes membranproteiner ofte som "mål" for legemidler. Reseptorer, ionekanaler, enzymer, transportsystemer fungerer som slike mål. Nylig, i tillegg til membranen, har gener som er skjult i cellekjernen også blitt mål for medikamenter.

Video:Introduksjon til cellemembranbiofysikk: struktur av membran 1 (Vladimirov Yu.A.)

Video:Historie, struktur og funksjoner til cellemembranen: Struktur av membraner 2 (Vladimirov Yu.A.)

© 2010-2018 Sazonov V.F., © 2010-2016 kineziolog.bodhy.

Den grunnleggende strukturelle enheten til en levende organisme er en celle, som er en differensiert del av cytoplasmaet omgitt av en cellemembran. I lys av det faktum at cellen utfører mange viktige funksjoner, som reproduksjon, ernæring, bevegelse, må skallet være plastisk og tett.

Historie om oppdagelsen og forskningen av cellemembranen

I 1925 gjorde Grendel og Gorder et vellykket eksperiment for å identifisere "skyggene" til erytrocytter, eller tomme skall. Til tross for flere grove feil som ble gjort, oppdaget forskere lipid-dobbeltlaget. Arbeidet deres ble videreført av Danielli, Dawson i 1935, Robertson i 1960. Som et resultat av mange års arbeid og akkumulering av argumenter i 1972, skapte Singer og Nicholson en flytende mosaikkmodell av strukturen til membranen. Ytterligere eksperimenter og studier bekreftet forskernes arbeid.

Betydning

Hva er en cellemembran? Dette ordet begynte å bli brukt for mer enn hundre år siden, oversatt fra latin betyr det "film", "hud". Så utpek grensen til cellen, som er en naturlig barriere mellom det indre innholdet og det ytre miljøet. Strukturen til cellemembranen antyder semipermeabilitet, på grunn av hvilken fuktighet og næringsstoffer og forfallsprodukter fritt kan passere gjennom den. Dette skallet kan kalles den viktigste strukturelle komponenten i organiseringen av cellen.

Vurder hovedfunksjonene til cellemembranen

1. Skiller det interne innholdet i cellen og komponentene i det ytre miljøet.

2. Bidrar til å opprettholde en konstant kjemisk sammensetning av cellen.

3. Regulerer riktig metabolisme.

4. Gir sammenkobling mellom celler.

5. Gjenkjenner signaler.

6. Beskyttelsesfunksjon.

"Plasma Shell"

Den ytre cellemembranen, også kalt plasmamembranen, er en ultramikroskopisk film som er fem til syv nanometer tykk. Den består hovedsakelig av proteinforbindelser, fosfolid, vann. Filmen er elastisk, absorberer lett vann, og gjenoppretter også raskt sin integritet etter skade.

Skiller seg i en universell struktur. Denne membranen inntar en grenseposisjon, deltar i prosessen med selektiv permeabilitet, utskillelse av forfallsprodukter, syntetiserer dem. Forholdet til "naboene" og pålitelig beskyttelse av det indre innholdet mot skade gjør det til en viktig komponent i en sak som strukturen til cellen. Cellemembranen til dyreorganismer viser seg noen ganger å være dekket med det tynneste laget - glycocalyx, som inkluderer proteiner og polysakkarider. Planteceller utenfor membranen er beskyttet av en cellevegg som fungerer som støtte og opprettholder formen. Hovedkomponenten i sammensetningen er fiber (cellulose) - et polysakkarid som er uløselig i vann.

Dermed utfører den ytre cellemembranen funksjonen reparasjon, beskyttelse og interaksjon med andre celler.

Strukturen til cellemembranen

Tykkelsen på dette bevegelige skallet varierer fra seks til ti nanometer. Cellemembranen til en celle har en spesiell sammensetning, som er grunnlaget for lipid-dobbeltlaget. De hydrofobe halene, som er inerte mot vann, er plassert på innsiden, mens de hydrofile hodene, som samhandler med vann, er vendt utover. Hvert lipid er et fosfolipid, som er et resultat av samspillet mellom stoffer som glyserol og sfingosin. Lipidstillaset er tett omgitt av proteiner, som er plassert i et ikke-kontinuerlig lag. Noen av dem er nedsenket i lipidlaget, resten passerer gjennom det. Som et resultat dannes vanngjennomtrengelige områder. Funksjonene som utføres av disse proteinene er forskjellige. Noen av dem er enzymer, resten er transportproteiner som overfører ulike stoffer fra det ytre miljø til cytoplasma og omvendt.

Cellemembranen er gjennomsyret og nært forbundet med integrerte proteiner, mens forbindelsen med perifere er mindre sterk. Disse proteinene utfører en viktig funksjon, som er å opprettholde strukturen til membranen, motta og konvertere signaler fra miljøet, transportere stoffer og katalysere reaksjoner som oppstår på membraner.

Sammensatt

Grunnlaget for cellemembranen er et bimolekylært lag. På grunn av sin kontinuitet har cellen barriere og mekaniske egenskaper. På forskjellige stadier av livet kan dette tolaget bli forstyrret. Som et resultat dannes strukturelle defekter av gjennomgående hydrofile porer. I dette tilfellet kan absolutt alle funksjoner til en slik komponent som en cellemembran endres. I dette tilfellet kan kjernen lide av ytre påvirkninger.

Egenskaper

Cellemembranen til en celle har interessante egenskaper. På grunn av sin flytbarhet er ikke dette skallet en stiv struktur, og hoveddelen av proteinene og lipidene som utgjør sammensetningen beveger seg fritt på membranens plan.

Generelt er cellemembranen asymmetrisk, så sammensetningen av protein- og lipidlagene er forskjellig. Plasmamembraner i dyreceller har et glykoproteinlag på yttersiden, som utfører reseptor- og signalfunksjoner, og spiller også en viktig rolle i prosessen med å kombinere celler til vev. Cellemembranen er polar, det vil si at ladningen på utsiden er positiv, og på innsiden er den negativ. I tillegg til alt det ovennevnte har cellemembranen selektiv innsikt.

Det betyr at i tillegg til vann er det bare en viss gruppe molekyler og ioner av oppløste stoffer som slipper inn i cellen. Konsentrasjonen av et stoff som natrium i de fleste celler er mye lavere enn i det ytre miljøet. For kaliumioner er et annet forhold karakteristisk: antallet i cellen er mye høyere enn i miljøet. I denne forbindelse har natriumioner en tendens til å penetrere cellemembranen, og kaliumioner har en tendens til å bli frigjort utenfor. Under disse omstendighetene aktiverer membranen et spesielt system som utfører en "pumpende" rolle, utjevner konsentrasjonen av stoffer: natriumioner pumpes ut til celleoverflaten, og kaliumioner pumpes innover. Denne funksjonen er inkludert i de viktigste funksjonene til cellemembranen.

Denne tendensen til natrium- og kaliumioner til å bevege seg innover fra overflaten spiller en stor rolle i transporten av sukker og aminosyrer inn i cellen. I prosessen med aktivt å fjerne natriumioner fra cellen, skaper membranen forhold for nye tilstrømninger av glukose og aminosyrer inne. Tvert imot, i prosessen med å overføre kaliumioner til cellen, fylles antall "transportører" av forfallsprodukter fra innsiden av cellen til det ytre miljøet.

Hvordan får cellen næring gjennom cellemembranen?

Mange celler tar inn stoffer gjennom prosesser som fagocytose og pinocytose. I den første varianten er en liten fordypning skapt av en fleksibel ytre membran, der den fangede partikkelen befinner seg. Deretter blir diameteren på fordypningen større inntil den omringede partikkelen kommer inn i cellecytoplasma. Gjennom fagocytose mates noen protozoer, som amøber, samt blodceller - leukocytter og fagocytter. På samme måte absorberer celler væske som inneholder de nødvendige næringsstoffene. Dette fenomenet kalles pinocytose.

Den ytre membranen er nært forbundet med cellens endoplasmatiske retikulum.

I mange typer grunnleggende vevskomponenter er fremspring, folder og mikrovilli plassert på overflaten av membranen. Planteceller på utsiden av dette skallet er dekket med en annen, tykk og godt synlig under et mikroskop. Fiberen de er laget av bidrar til å danne støtte for plantevev som tre. Dyreceller har også en rekke ytre strukturer som sitter på toppen av cellemembranen. De er utelukkende beskyttende i naturen, et eksempel på dette er kitinet som finnes i integumentære celler til insekter.

I tillegg til cellemembranen er det en intracellulær membran. Dens funksjon er å dele cellen i flere spesialiserte lukkede rom - rom eller organeller, hvor et visst miljø må opprettholdes.

Dermed er det umulig å overvurdere rollen til en slik komponent av den grunnleggende enheten til en levende organisme som en cellemembran. Strukturen og funksjonene innebærer en betydelig utvidelse av det totale celleoverflatearealet, forbedring av metabolske prosesser. Denne molekylære strukturen består av proteiner og lipider. Ved å skille cellen fra det ytre miljøet, sikrer membranen sin integritet. Med dens hjelp opprettholdes intercellulære bindinger på et tilstrekkelig sterkt nivå, og danner vev. I denne forbindelse kan vi konkludere med at en av de viktigste rollene i cellen spilles av cellemembranen. Strukturen og funksjonene som utføres av den er radikalt forskjellige i forskjellige celler, avhengig av deres formål. Gjennom disse funksjonene oppnås en rekke fysiologiske aktivitet av cellemembraner og deres roller i eksistensen av celler og vev.

Cellemembranen kalles plasmalemma eller plasmamembran. Hovedfunksjonene til cellemembranen er å opprettholde cellens integritet og å kommunisere med det ytre miljøet.

Struktur

Cellemembraner er sammensatt av lipoprotein (fett-protein) strukturer og er 10 nm tykke. Veggene i membranene er dannet av tre klasser av lipider:

• fosfolipider - forbindelser av fosfor og fett;
• glykolipider - forbindelser av lipider og karbohydrater;
• kolesterol (kolesterol) - fettalkohol.

Disse stoffene danner en væske-mosaikkstruktur som består av tre lag. Fosfolipider danner to ytre lag. De har et hydrofilt hode, hvorfra to hydrofobe haler strekker seg. Halene er snudd inne i strukturen og danner det indre laget. Når kolesterol er inkorporert i halen av fosfolipider, blir membranen stiv.

Ris. 1. Strukturen til membranen.

Glykolipider er innebygd mellom fosfolipider, som utfører en reseptorfunksjon, og proteiner av to typer:

• perifert (ekstern, overfladisk) - ligger på lipidoverflaten, uten å trenge dypt inn i membranen;
• integrert - innebygd på forskjellige nivåer, kan trenge gjennom hele membranen, bare det indre eller ytre lipidlaget;

Alle proteiner er forskjellige i struktur og utfører forskjellige funksjoner. For eksempel har kuleformede proteinforbindelser en hydrofob-hydrofil struktur og utfører en transportfunksjon.

TOP 4 artiklersom leser med dette

Ris. 2. Typer membranproteiner.

Plasmalemmaet er en flytende struktur, fordi lipider er ikke koblet til hverandre, men er ganske enkelt ordnet i tette rader. På grunn av denne egenskapen kan membranen endre sin konfigurasjon, være mobil og elastisk, og også utføre transport av stoffer.

Funksjoner

Hva er funksjonene til cellemembranen?

• barriere - skiller innholdet i cellen fra det ytre miljøet;
• transportere - regulerer stoffskiftet;
• enzymatiske - utfører enzymatiske reaksjoner;
• reseptor - gjenkjenner ytre stimuli.

Den viktigste funksjonen er transport av stoffer under metabolismen. Flytende og faste stoffer kommer konstant inn i cellen fra det ytre miljøet. Utvekslingsproduktene kommer ut. Alle stoffer passerer gjennom cellemembranen. Transport skjer på flere måter, som er beskrevet i tabellen.

Ris. 3. Endocytose og eksocytose.

Aktiv transport av molekyler av stoffer (natrium-kaliumpumpe) utføres ved hjelp av proteinstrukturer innebygd i membranen, og krever energiforbruk i form av ATP.

Gjennomsnittlig rangering: 4.7. Totale vurderinger mottatt: 289.