Hangi hücresel organizmaların bir zar yapısı vardır. Dış hücre zarının görevi nedir? Dış hücre zarının yapısı

Kısa Açıklama:

Sazonov V.F. 1_1 Hücre zarının yapısı [Elektronik kaynak] // Kinesiologist, 2009-2018: [web sitesi]. Güncelleme tarihi: 06.02.2018..__.201_). _Hücre zarının yapısı ve işleyişi açıklanmıştır (eş anlamlılar: plazmalemma, plazmolemma, biyomembran, hücre zarı, dış hücre zarı, hücre zarı, sitoplazmik zar). Bu ilk bilgi hem sitoloji hem de sinir aktivitesi süreçlerini anlamak için gereklidir: sinir uyarımı, inhibisyon, sinapsların çalışması ve duyu reseptörleri.

hücre zarı (plazma a lemma veya plazma hakkında lemma)

kavram tanımı

Hücre zarı (eş anlamlıları: plazmalemma, plazmolemma, sitoplazmik membran, biyomembran), hücreyi ortamdan ayıran ve hücre ile çevresi arasında kontrollü bir alışveriş ve iletişim gerçekleştiren üçlü bir lipoprotein (yani "yağ-protein") zardır.

Bu tanımdaki ana şey, zarın hücreyi ortamdan ayırması değil, sadece bağlanır çevre ile hücre. Membran aktif hücrenin yapısı, sürekli çalışır.

Biyolojik zar, proteinler ve polisakkaritlerle kaplı ultra ince bimoleküler bir fosfolipid filmidir. Bu hücresel yapı, canlı bir organizmanın bariyer, mekanik ve matris özelliklerinin temelini oluşturur (Antonov VF, 1996).

Membranın figüratif temsili

Bana göre hücre zarı, belirli bir bölgeyi çevreleyen, içinde birçok kapı bulunan bir kafes çit gibi görünüyor. Herhangi bir küçük canlı, bu çitin içinden serbestçe ileri geri hareket edebilir. Ancak daha büyük ziyaretçiler yalnızca kapılardan girebilir ve o zaman bile hepsinden değil. Farklı ziyaretçilerin sadece kendi kapılarının anahtarı vardır ve başkalarının kapılarından geçemezler. Bu nedenle, bu çitin içinden sürekli olarak ziyaretçi akışı vardır, çünkü membran çitin ana işlevi iki yönlüdür: bölgeyi çevreleyen alandan ayırmak ve aynı zamanda onu çevreleyen alanla birleştirmek. Bunun için çitte birçok delik ve kapı var - !

membran özellikleri

1. Geçirgenlik.

2. Yarı geçirgenlik (kısmi geçirgenlik).

3. Seçici (eş anlamlısı: seçici) geçirgenlik.

4. Aktif geçirgenlik (eşanlamlısı: aktif taşıma).

5. Kontrollü geçirgenlik.

Gördüğünüz gibi, zarın ana özelliği, çeşitli maddelere göre geçirgenliğidir.

6. Fagositoz ve pinositoz.

7. Ekzositoz.

8. Elektriksel ve kimyasal potansiyellerin varlığı, daha doğrusu, zarın iç ve dış tarafları arasındaki potansiyel farkı. mecazi anlamda şunu söyleyebiliriz "zar, iyon akışlarını kontrol ederek hücreyi bir "elektrik piline" dönüştürür". Detaylar: .

9. Elektriksel ve kimyasal potansiyeldeki değişiklikler.

10. Sinirlilik. Membran üzerinde bulunan özel moleküler reseptörler, sinyal (kontrol) maddeleri ile bağlanabilir, bunun sonucunda zarın ve tüm hücrenin durumu değişebilir. Moleküler reseptörler, ligandların (kontrol maddeleri) onlarla kombinasyonuna yanıt olarak biyokimyasal reaksiyonları tetikler. Dikkat edilmesi gereken husus, hücre içinde değişimler devam ederken sinyal veren maddenin dışarıdan reseptöre etki ettiğidir. Membranın ortamdan hücrenin iç ortamına bilgi aktardığı ortaya çıktı.

11. Katalitik enzimatik aktivite. Enzimler, zarın içine gömülebilir veya yüzeyiyle (hücrenin içinde ve dışında) ilişkilendirilebilir ve burada enzimatik aktivitelerini gerçekleştirirler.

12. Yüzeyin şeklini ve alanını değiştirme. Bu, zarın dışa doğru çıkıntılar oluşturmasına veya tersine hücre içine invaginasyonlar oluşturmasına izin verir.

13. Diğer hücre zarlarıyla temas kurma yeteneği.

14. Yapışma - katı yüzeylere yapışma yeteneği.

Membran özelliklerinin kısa listesi

• geçirgenlik.
• Endositoz, ekzositoz, transsitoz.
• Potansiyeller.
• sinirlilik.
• enzimatik aktivite.
• Kişiler.
• yapışma.

membran fonksiyonları

1. Dahili içeriğin dış ortamdan eksik izolasyonu.

2. Hücre zarının çalışmasındaki ana şey değiş tokuş çeşitli maddeler Hücre ve hücre dışı ortam arasında. Bu, zarın geçirgenlik gibi özelliğinden kaynaklanmaktadır. Ayrıca zar, geçirgenliğini düzenleyerek bu alışverişi düzenler.

3. Membranın bir diğer önemli işlevi de kimyasal ve elektriksel potansiyellerde bir fark yaratmak iç ve dış tarafları arasında. Bu nedenle, hücrenin içinde negatif bir elektrik potansiyeli vardır -.

4. Membran aracılığıyla da gerçekleştirilir bilgi değişimi hücre ile çevresi arasındadır. Membran üzerinde bulunan özel moleküler reseptörler, kontrol maddelerine (hormonlar, aracılar, modülatörler) bağlanabilir ve hücrede biyokimyasal reaksiyonları tetikleyerek hücrede veya yapılarında çeşitli değişikliklere yol açabilir.

Video:Hücre zarının yapısı

Video dersi:Membranın yapısı ve taşınması hakkında ayrıntılar

Membran yapısı

Hücre zarı evrenseldir üç katmanlı yapı. Medyan yağ tabakası süreklidir ve üst ve alt protein tabakaları onu ayrı protein alanlarından oluşan bir mozaik şeklinde kaplar. Yağ tabakası, hücrenin çevreden izole edilmesini sağlayan, onu çevreden izole eden temeldir. Kendi başına suda çözünen maddeleri çok zayıf geçirir, ancak yağda çözünenleri kolayca geçirir. Bu nedenle, zarın suda çözünür maddeler (örneğin iyonlar) için geçirgenliği özel protein yapıları ile sağlanmalıdır - ve.

Aşağıda, bir elektron mikroskobu kullanılarak elde edilen temas eden hücrelerin gerçek hücre zarlarının mikrofotoğrafları ile üç katmanlı zarı ve protein katmanlarının mozaik yapısını gösteren şematik bir çizim bulunmaktadır. Bir resmi büyütmek için üzerine tıklayın.

İntegral gömülü proteinlerle nüfuz eden hücre zarının iç lipid (yağlı) tabakasının ayrı görüntüsü. Üst ve alt protein katmanları, lipit çift katmanının değerlendirilmesine müdahale etmeyecek şekilde çıkarılır.

Yukarıdaki şekil: Wikipedia'dan hücre zarının (hücre duvarı) eksik bir şematik gösterimi.

Merkezi yağlı çift lipit katmanını daha iyi görebilmemiz için dış ve iç protein katmanlarının burada zardan çıkarıldığını unutmayın. Gerçek bir hücre zarında, büyük protein "adaları", yağlı film boyunca (şekilde küçük toplar) yukarıda ve aşağıda yüzer ve zarın daha kalın, üç katmanlı olduğu ortaya çıkar: protein-yağ-protein . Yani aslında ortada kalın bir "tereyağı" tabakası olan iki proteinli "ekmek dilimi" sandviçi gibidir, yani. iki katmanlı değil, üç katmanlı bir yapıya sahiptir.

Bu şekilde, küçük mavi ve beyaz toplar, lipidlerin hidrofilik (ıslanabilir) "kafalarına" karşılık gelir ve bunlara bağlı "ipler", hidrofobik (ıslanmayan) "kuyruklara" karşılık gelir. Proteinlerden yalnızca bütünleyici uçtan uca zar proteinleri (kırmızı küreler ve sarı sarmallar) gösterilmiştir. Zar içindeki sarı oval noktalar kolesterol molekülleridir. Zarın dışındaki sarı-yeşil boncuk zincirleri, glikokaliksi oluşturan oligosakarit zincirleridir. Glikokaliks, zar üzerinde çıkıntı yapan uzun karbonhidrat-protein moleküllerinin oluşturduğu bir karbonhidrat ("şeker") "kabartması" gibidir.

Yaşamak, filmlerin ve tüplerin nüfuz ettiği yarı sıvı jöle benzeri içeriklerle dolu küçük bir "protein-yağ torbası"dır.

Bu kesenin duvarları, içte ve dışta proteinlerle (hücre zarı) kaplanmış çift yağlı (lipit) bir filmden oluşur. Bu nedenle, zarın sahip olduğu söylenir. üç katmanlı yapı : proteinler-yağlar-proteinler. Hücrenin içinde, iç alanını bölmelere bölen birçok benzer yağlı zar da vardır. Hücresel organeller aynı zarlarla çevrilidir: çekirdek, mitokondri, kloroplastlar. Dolayısıyla zar, tüm hücrelerde ve tüm canlı organizmalarda bulunan evrensel bir moleküler yapıdır.

Solda - artık gerçek değil, biyolojik bir zarın bir parçasının yapay bir modeli: bu, moleküler dinamik modelleme sürecinde bir adipoz fosfolipid çift tabakasının (yani bir çift tabakanın) anlık bir görüntüsüdür. Modelin hesaplama hücresi gösterilmiştir - 96 PQ molekülü ( f osfatidil X oline) ve 2304 su molekülü, toplam 20544 atom.

Sağda, membran lipid çift tabakasının monte edildiği aynı lipidin tek bir molekülünün görsel bir modelidir. Üstte hidrofilik (suyu seven) bir baş ve altta iki hidrofobik (sudan korkan) kuyruğa sahiptir. Bu lipidin basit bir adı vardır: 1-steroyl-2-docosahexaenoyl-Sn-glisero-3-fosfatidilkolin (18:0/22:6(n-3)cis PC), ancak bunu yapmadığınız sürece ezberlemeniz gerekmez. bilginizin derinliği ile öğretmeninizi kendinden geçirmeyi planlayın.

Bir hücrenin daha kesin bir bilimsel tanımını verebilirsiniz:

aktif bir zar ile sınırlandırılmış, tek bir metabolik, enerji ve bilgi süreçlerine katılan ve aynı zamanda tüm sistemi bir bütün olarak sürdüren ve çoğaltan düzenli, yapılandırılmış heterojen bir biyopolimer sistemidir.

Hücrenin içine de zarlar nüfuz eder ve zarlar arasında su değil, değişken yoğunluklu viskoz bir jel / sol vardır. Bu nedenle, hücrede etkileşime giren moleküller, sulu bir çözelti ile bir test tüpünde olduğu gibi serbestçe yüzmezler, ancak çoğunlukla hücre iskeletinin veya hücre içi zarların polimer yapıları üzerinde otururlar (hareketsiz hale gelirler). Ve bu nedenle, kimyasal reaksiyonlar, bir sıvıda değil, neredeyse katı bir vücutta olduğu gibi hücre içinde gerçekleşir. Hücreyi çevreleyen dış zar da enzimler ve moleküler reseptörlerle kaplıdır, bu da onu hücrenin çok aktif bir parçası yapar.

Hücre zarı (plazmalemma, plazmolemma), hücreyi ortamdan ayıran ve onu çevreye bağlayan aktif bir kabuktur. © Sazonov V.F., 2016.

Bir zarın bu tanımından, hücreyi sadece sınırlamakla kalmayıp, aktif olarak çalışmak onu çevresine bağlar.

Zarları oluşturan yağ özeldir, bu nedenle moleküllerine genellikle sadece yağ değil, aynı zamanda lipidler, fosfolipidler, sfingolipidler. Membran film çifttir, yani birbirine yapıştırılmış iki filmden oluşur. Bu nedenle, ders kitapları hücre zarının tabanının iki lipit katmanından (veya " iki katmanlı", yani çift tabaka). Her bir lipid tabakası için, bir taraf su ile ıslanabilir ve diğeri olamaz. Bu nedenle, bu filmler tam olarak ıslanmayan tarafları ile birbirine yapışır.

bakteri zarı

Prokaryotik bir gram-negatif bakteri hücresinin kabuğu, aşağıdaki şekilde gösterilen birkaç katmandan oluşur.
Gram negatif bakterilerin kabuğunun katmanları:
1. Sitoplazma ile temas halinde olan iç üç katmanlı sitoplazmik zar.
2. Müreinden oluşan hücre duvarı.
3. İç zar gibi protein kompleksleri ile aynı lipid sistemine sahip dış üç katmanlı sitoplazmik zar.
Gram-negatif bakteri hücrelerinin dış dünya ile böylesine karmaşık üç aşamalı bir yapı ile iletişim kurması, daha az güçlü bir kabuğa sahip olan gram-pozitif bakterilere kıyasla, onlara zorlu koşullarda hayatta kalmalarında bir avantaj sağlamaz. Yüksek sıcaklıklara, yüksek asitliğe ve basınç düşüşlerine de aynı şekilde tahammül edemezler.

Video dersi:Hücre zarı. E.V. Cheval, Doktora

Video dersi:Hücre sınırı olarak zar. A. İlyaşkın

Membran İyon Kanallarının Önemi

Sadece yağda çözünen maddelerin hücre zarındaki yağlı film yoluyla hücreye girebildiğini anlamak kolaydır. Bunlar yağlar, alkoller, gazlardır.Örneğin eritrositlerde oksijen ve karbon dioksit doğrudan zardan kolayca içeri ve dışarı geçer. Ancak suda ve suda çözünür maddeler (örneğin iyonlar) zardan herhangi bir hücreye geçemez. Bu, özel deliklere ihtiyaçları olduğu anlamına gelir. Ancak yağlı filmde sadece bir delik açarsanız, hemen geri çekilir. Ne yapalım? Doğada bir çözüm bulundu: özel protein taşıma yapıları yapmak ve bunları zardan germek gerekiyor. Yağda çözünmeyen maddelerin geçiş kanalları bu şekilde elde edilir - hücre zarının iyon kanalları.

Böylece, zarına polar moleküller (iyonlar ve su) için ek geçirgenlik özellikleri kazandırmak için hücre, sitoplazmada daha sonra zara entegre olan özel proteinleri sentezler. Bunlar iki tiptir: taşıyıcı proteinler (örneğin, ATPazların taşınması) ve kanal oluşturan proteinler (kanal oluşturucular). Bu proteinler, zarın çift yağlı tabakasına gömülürler ve taşıyıcılar veya iyon kanalları şeklinde taşıma yapıları oluştururlar. Çeşitli suda çözünür maddeler, aksi takdirde yağlı membran filminden geçemeyen bu taşıma yapılarından geçebilir.

Genel olarak zara gömülü proteinlere de denir. integral, tam olarak çünkü onlar, olduğu gibi, zarın bileşimine dahil edildiler ve içinden ve içinden nüfuz ettiler. İntegral olmayan diğer proteinler, zarın yüzeyinde "yüzen" adacıklar oluştururlar: ya dış yüzeyi boyunca ya da iç yüzeyi boyunca. Sonuçta, herkes yağın iyi bir kayganlaştırıcı olduğunu bilir ve üzerinde kayması kolaydır!

sonuçlar

1. Genel olarak, zar üç katmanlıdır:

1) protein "adalarının" dış tabakası,

2) yağlı iki katmanlı "deniz" (lipid çift katmanlı), yani. çift ​​lipid film

3) protein "adalarının" iç tabakası.

Ancak aynı zamanda gevşek bir dış tabaka da vardır - zardan dışarı çıkan glikoproteinlerin oluşturduğu glikokaliks. Sinyal kontrollerinin bağlandığı moleküler reseptörlerdir.

2. Membranın içine, iyonlara veya diğer maddelere karşı geçirgenliğini sağlayan özel protein yapıları yerleştirilmiştir. Unutulmamalıdır ki, bazı yerlerde yağ denizi, integral proteinlerle doludur. Ve özel oluşturan integral proteinlerdir. ulaşım yapıları hücre zarı (bkz. bölüm 1_2 Zar taşıma mekanizmaları). Onlar aracılığıyla maddeler hücreye girer ve ayrıca hücreden dışarıya çıkarılır.

3. Enzim proteinleri, zarın herhangi bir tarafında (dış ve iç) ve ayrıca zarın içinde yer alabilir, bu da hem zarın durumunu hem de tüm hücrenin ömrünü etkiler.

Yani hücre zarı, aktif olarak tüm hücrenin çıkarları doğrultusunda çalışan ve onu dış dünya ile bağlayan aktif değişken bir yapıdır ve sadece "koruyucu bir kabuk" değildir. Hücre zarı hakkında bilinmesi gereken en önemli şey budur.

Tıpta, zar proteinleri genellikle ilaçlar için “hedef” olarak kullanılır. Reseptörler, iyon kanalları, enzimler, taşıma sistemleri bu tür hedefler olarak hareket eder. Son zamanlarda zara ek olarak hücre çekirdeğinde saklı genler de ilaçlar için hedef haline gelmiştir.

Video:Hücre Zarı Biyofiziğine Giriş: Zar 1'in Yapısı (Vladimirov Yu.A.)

Video:Hücre zarının tarihçesi, yapısı ve işlevleri: Membranların yapısı 2 (Vladimirov Yu.A.)

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

hücre zarı - lipidler ve proteinlerden oluşan moleküler yapı. Başlıca özellikleri ve işlevleri:

• herhangi bir hücrenin içeriğinin dış ortamdan ayrılması, bütünlüğünü sağlamak;
• çevre ve hücre arasındaki alışverişin yönetimi ve ayarlanması;
• hücre içi zarlar hücreyi özel bölümlere ayırır: organeller veya bölmeler.

Latince "zar" kelimesi "film" anlamına gelir. Hücre zarı hakkında konuşursak, bu, farklı özelliklere sahip iki filmin birleşimidir.

Biyolojik membran şunları içerir: üç tip protein:

1. Çevresel - filmin yüzeyinde bulunur;
2. İntegral - membrana tamamen nüfuz eder;
3. Yarı entegre - bir uçta bilipid tabakasına nüfuz eder.

hücre zarının görevleri nelerdir

1. Hücre duvarı - sitoplazmik zarın dışında bulunan hücrenin güçlü bir kabuğu. Koruyucu, taşıma ve yapısal işlevleri yerine getirir. Birçok bitkide, bakteride, mantarda ve arkelerde bulunur.

2. Dış çevre ile seçici, düzenli, aktif ve pasif metabolizma gibi bir bariyer işlevi sağlar.

3. Bilgiyi iletebilir ve saklayabilir ve ayrıca çoğaltma sürecinde yer alır.

4. Maddeleri zardan hücrenin içine ve dışına taşıyabilen bir taşıma işlevi gerçekleştirir.

5. Hücre zarı tek yönlü iletkenliğe sahiptir. Bu nedenle, su molekülleri hücre zarından gecikmeden geçebilir ve diğer maddelerin molekülleri seçici olarak nüfuz eder.

6. Hücre zarı yardımıyla su, oksijen ve besinler elde edilir ve bunun aracılığıyla hücresel metabolizma ürünleri uzaklaştırılır.

7. Zarlar arasında hücre alışverişi yapar ve bunları 3 ana reaksiyon türü ile gerçekleştirebilir: pinositoz, fagositoz, ekzositoz.

8. Zar, hücreler arası temasların özgüllüğünü sağlar.

9. Membran içinde kimyasal sinyalleri algılayabilen çok sayıda reseptör vardır - aracılar, hormonlar ve diğer biyolojik olarak aktif maddeler. Böylece hücrenin metabolik aktivitesini değiştirebilir.

10. Hücre zarının temel özellikleri ve işlevleri:

• matris
• bariyer
• Ulaşım
• Enerji
• Mekanik
• enzimatik
• alıcı
• Koruyucu
• İşaretleme
• biyopotansiyel

Hücredeki plazma zarının görevi nedir?

1. Hücrenin içeriğini sınırlar;
2. Hücre içine madde akışını gerçekleştirir;
3. Hücreden bir takım maddelerin uzaklaştırılmasını sağlar.

hücre zarı yapısı

Hücre zarları 3 sınıf lipidleri içerir:

• Glikolipidler;
• fosfolipitler;
• Kolesterol.

Temel olarak hücre zarı proteinlerden ve lipitlerden oluşur ve kalınlığı 11 nm'den fazla değildir. Tüm lipidlerin %40 ila %90'ı fosfolipitlerdir. Membranın ana bileşenlerinden biri olan glikolipidleri not etmek de önemlidir.

Hücre zarının yapısı üç katmanlıdır. Merkezde homojen bir sıvı bilipid tabakası bulunur ve proteinler onu her iki taraftan (bir mozaik gibi) kaplar ve kısmen kalınlığa nüfuz eder. Proteinler, zarın hücrelerin içinden geçmesi ve yağ tabakasına nüfuz edemeyen özel maddelerin hücre dışına taşınması için de gereklidir. Örneğin, sodyum ve potasyum iyonları.

• Bu ilginç -

Hücre yapısı - video

Dünya üzerinde yaşayan organizmaların büyük çoğunluğu, kimyasal bileşimleri, yapıları ve yaşamsal aktiviteleri bakımından büyük ölçüde benzer hücrelerden oluşur. Her hücrede metabolizma ve enerji dönüşümü gerçekleşir. Hücre bölünmesi, organizmaların büyüme ve üreme süreçlerinin temelini oluşturur. Böylece hücre, organizmaların bir yapı, gelişme ve üreme birimidir.

Hücre, yalnızca parçalara bölünmeyen bütünsel bir sistem olarak var olabilir. Hücre bütünlüğü biyolojik zarlar tarafından sağlanır. Bir hücre, daha yüksek rütbeli bir sistemin bir unsurudur - bir organizma. Karmaşık moleküllerden oluşan bir hücrenin parçaları ve organelleri, daha düşük dereceli ayrılmaz sistemlerdir.

Hücre, madde ve enerji alışverişi yoluyla çevre ile bağlantılı açık bir sistemdir. Bu, her molekülün belirli işlevleri gerçekleştirdiği işlevsel bir sistemdir. Hücrenin stabilitesi, kendi kendini düzenleme ve kendi kendini üretme yeteneği vardır.

Hücre kendi kendini yöneten bir sistemdir. Bir hücrenin kontrol eden genetik sistemi, karmaşık makromoleküller - nükleik asitler (DNA ve RNA) ile temsil edilir.

1838-1839'da. Alman biyologlar M. Schleiden ve T. Schwann, hücre hakkındaki bilgileri özetledi ve özü, hem bitki hem de hayvan olmak üzere tüm organizmaların hücrelerden oluşması olan hücre teorisinin ana konumunu formüle etti.

1859'da R. Virchow hücre bölünmesi sürecini tanımladı ve hücre teorisinin en önemli hükümlerinden birini formüle etti: "Her hücre başka bir hücreden gelir." Yeni hücreler, daha önce düşünüldüğü gibi hücresel olmayan maddeden değil, ana hücrenin bölünmesi sonucu oluşur.

Rus bilim adamı K. Baer tarafından 1826'da memeli yumurtalarının keşfi, hücrenin çok hücreli organizmaların gelişiminin temelini oluşturduğu sonucuna yol açtı.

Modern hücre teorisi aşağıdaki hükümleri içerir:

1) hücre, tüm organizmaların yapı ve gelişim birimidir;

2) farklı yaban hayatı krallıklarından organizmaların hücreleri yapı, kimyasal bileşim, metabolizma ve hayati aktivitenin ana tezahürleri bakımından benzerdir;

3) ana hücrenin bölünmesi sonucu yeni hücreler oluşur;

4) çok hücreli bir organizmada hücreler dokuları oluşturur;

5) Organlar dokulardan oluşur.

Modern biyolojik, fiziksel ve kimyasal araştırma yöntemlerinin biyolojiye girmesiyle hücrenin çeşitli bileşenlerinin yapısını ve işleyişini incelemek mümkün hale geldi. Hücreleri incelemek için yöntemlerden biri mikroskopi. Modern bir ışık mikroskobu nesneleri 3000 kat büyütür ve hücrenin en büyük organellerini görmenizi, sitoplazmanın hareketini ve hücre bölünmesini gözlemlemenizi sağlar.

40'lı yıllarda icat edildi. 20. yüzyıl Bir elektron mikroskobu, onlarca ve yüz binlerce kez büyütme sağlar. Elektron mikroskobu ışık yerine elektron akışı ve mercekler yerine elektromanyetik alanlar kullanır. Bu nedenle elektron mikroskobu çok daha yüksek büyütmelerde net bir görüntü verir. Böyle bir mikroskop yardımıyla hücre organellerinin yapısını incelemek mümkün oldu.

Hücre organellerinin yapısı ve bileşimi, yöntem kullanılarak incelenir. santrifüj. Hücre zarları tahrip olmuş ezilmiş dokular test tüplerine yerleştirilir ve yüksek hızda bir santrifüjde döndürülür. Yöntem, farklı hücre organellerinin farklı kütle ve yoğunluklara sahip olduğu gerçeğine dayanmaktadır. Daha yoğun organeller, bir test tüpünde düşük santrifüj hızlarında, daha az yoğun - yükseklerde biriktirilir. Bu katmanlar ayrı ayrı incelenir.

yaygın olarak kullanılan hücre ve doku kültürü yöntemi, özel bir besin ortamındaki bir veya daha fazla hücreden, aynı tür hayvan veya bitki hücrelerinden oluşan bir grup elde edebilmeniz ve hatta bütün bir bitki yetiştirebilmeniz gerçeğinden oluşur. Vücudun çeşitli doku ve organlarının bir hücreden nasıl oluştuğu sorusuna bu yöntemi kullanarak cevap alabilirsiniz.

Hücre teorisinin temel hükümleri ilk olarak M. Schleiden ve T. Schwann tarafından formüle edilmiştir. Hücre, tüm canlı organizmaların yapı, yaşam, üreme ve gelişme birimidir. Hücreleri incelemek için mikroskopi, santrifüj, hücre ve doku kültürü vb. Yöntemler kullanılır.

Mantarların, bitkilerin ve hayvanların hücrelerinin sadece kimyasal bileşimde değil, aynı zamanda yapıda da çok ortak noktası vardır. Bir hücre mikroskop altında incelendiğinde, içinde çeşitli yapılar görülür - organeller. Her organel belirli işlevleri yerine getirir. Bir hücrede üç ana bölüm vardır: plazma zarı, çekirdek ve sitoplazma (Şekil 1).

hücre zarı hücreyi ve içindekileri ortamdan ayırır. Şekil 2'de görebilirsiniz: zar iki kat lipitten oluşur ve protein molekülleri zarın kalınlığına nüfuz eder.

Plazma zarının ana işlevi Ulaşım. Hücreye besin tedarikini ve ondan metabolik ürünlerin uzaklaştırılmasını sağlar.

Membranın önemli bir özelliği, seçici geçirgenlik veya yarı geçirgenlik, hücrenin çevre ile etkileşime girmesine izin verir: sadece belirli maddeler içeri girer ve çıkar. Küçük su molekülleri ve diğer bazı maddeler, kısmen zardaki gözeneklerden difüzyon yoluyla hücreye girer.

Şekerler, organik asitler, tuzlar, bitki hücre vakuollerinin hücre özsuyu olan sitoplazmada çözülür. Ayrıca hücre içindeki konsantrasyonları çevredekinden çok daha yüksektir. Hücredeki bu maddelerin konsantrasyonu ne kadar fazlaysa, suyu o kadar fazla emer. Suyun hücre tarafından sürekli tüketildiği, hücre özsuyunun konsantrasyonunun arttığı ve suyun tekrar hücreye girdiği bilinmektedir.

Daha büyük moleküllerin (glikoz, amino asitler) hücreye girişi, taşınan maddelerin molekülleri ile birleşerek onları zardan taşıyan zarın taşıma proteinleri tarafından sağlanır. ATP'yi parçalayan enzimler bu sürece dahil olur.

Şekil 1. Ökaryotik bir hücrenin yapısının genelleştirilmiş şeması.
(resmi büyütmek için resme tıklayın)

Şekil 2. Plazma zarının yapısı.
1 - delici sincaplar, 2 - batık sincaplar, 3 - dış sincaplar

Şekil 3. Pinositoz ve fagositoz şeması.

Daha büyük protein ve polisakkarit molekülleri bile hücreye fagositozla girer (Yunancadan. fagos- yutan ve kitolar- damar, hücre) ve sıvı damlaları - pinositoz ile (Yunancadan. pinot- içki ve kitolar) (Şek. 3).

Hayvan hücreleri, bitki hücrelerinden farklı olarak, esas olarak polisakkarit molekülleri tarafından oluşturulan ve bazı zar proteinlerine ve lipitlere bağlanarak hücreyi dışarıdan çevreleyen yumuşak ve esnek bir "kürk manto" ile çevrilidir. Polisakkaritlerin bileşimi, hücrelerin birbirlerini "tanıdıkları" ve birbirleriyle bağlantı kurdukları için farklı dokulara özgüdür.

Bitki hücrelerinde böyle bir "kürk manto" yoktur. Plazma zarının üzerinde gözenekli bir zarları vardır. hücre çeperi ağırlıklı olarak selülozdan oluşur. Sitoplazmanın iplikleri, gözenekler yoluyla hücreden hücreye uzanır ve hücreleri birbirine bağlar. Böylece hücreler arası bağlantı gerçekleşir ve vücut bütünlüğü sağlanır.

Bitkilerdeki hücre zarı, güçlü bir iskelet rolü oynar ve hücreyi hasar görmekten korur.

Çoğu bakteri ve tüm mantarların hücre zarı vardır, sadece kimyasal bileşimi farklıdır. Mantarlarda kitin benzeri bir maddeden oluşur.

Mantarların, bitkilerin ve hayvanların hücreleri benzer bir yapıya sahiptir. Bir hücrede üç ana kısım vardır: çekirdek, sitoplazma ve plazma zarı. Plazma zarı lipidler ve proteinlerden oluşur. Maddelerin hücre içine girişini ve hücreden salınmasını sağlar. Bitkilerin, mantarların ve çoğu bakterinin hücrelerinde, plazma zarının üzerinde bir hücre zarı vardır. Koruyucu bir işlevi yerine getirir ve bir iskelet rolünü oynar. Bitkilerde hücre duvarı selülozdan, mantarlarda ise kitin benzeri bir maddeden oluşur. Hayvan hücreleri, aynı dokudaki hücreler arasında temas sağlayan polisakkaritlerle kaplıdır.

Hücrenin büyük kısmının sitoplazma. Su, amino asitler, proteinler, karbonhidratlar, ATP, organik olmayan maddelerin iyonlarından oluşur. Sitoplazma, hücrenin çekirdeğini ve organellerini içerir. İçinde maddeler hücrenin bir bölümünden diğerine hareket eder. Sitoplazma, tüm organellerin etkileşimini sağlar. Kimyasal reaksiyonların gerçekleştiği yer burasıdır.

Tüm sitoplazma, oluşturan ince protein mikrotübülleri ile nüfuz eder. hücre iskeleti kalıcı şeklini koruduğu için. Hücre hücre iskeleti esnektir, çünkü mikrotübüller konumlarını değiştirebilir, bir uçtan hareket edebilir ve diğerinden kısalabilir. Hücreye çeşitli maddeler girer. Kafeste onlara ne oluyor?

Lizozomlarda - küçük yuvarlak zar kesecikleri (bkz. Şekil 1), karmaşık organik maddelerin molekülleri hidrolitik enzimlerin yardımıyla daha basit moleküllere ayrılır. Örneğin proteinler amino asitlere, polisakkaritler monosakkaritlere, yağlar gliserol ve yağ asitlerine parçalanır. Bu işlev için lizozomlara genellikle hücrenin "sindirim istasyonları" denir.

Lizozomların zarı yok edilirse, içerdikleri enzimler hücrenin kendisini sindirebilir. Bu nedenle, bazen lizozomlara "hücreyi öldürme araçları" denir.

Lizozomlarda oluşan küçük amino asit, monosakkaritler, yağ asitleri ve alkol moleküllerinin karbondioksit ve suya enzimatik oksidasyonu sitoplazmada başlar ve diğer organellerde biter - mitokondri. Mitokondri, sitoplazmadan iki zarla sınırlandırılmış çubuk şeklinde, ipliksi veya küresel organellerdir (Şekil 4). Dış zar pürüzsüz, iç zar kıvrımlar oluşturur - kristal hangi yüzeyini arttırır. Organik maddelerin karbondioksit ve suya oksidasyon reaksiyonlarında yer alan enzimler iç zarda bulunur. Bu durumda, hücre tarafından ATP moleküllerinde depolanan enerji açığa çıkar. Bu nedenle mitokondri, hücrenin "güç santralleri" olarak adlandırılır.

Hücrede organik maddeler sadece oksitlenmekle kalmaz, aynı zamanda sentezlenir. Lipidlerin ve karbonhidratların sentezi endoplazmik retikulum - EPS (Şekil 5) ve proteinler - ribozomlar üzerinde gerçekleştirilir. EPS nedir? Bu, duvarları bir zardan oluşan bir boru ve sarnıç sistemidir. Tüm sitoplazmaya nüfuz ederler. ER kanalları aracılığıyla maddeler hücrenin farklı bölgelerine taşınır.

Düzgün ve pürüzlü bir EPS var. Pürüzsüz EPS yüzeyinde enzimlerin katılımıyla karbonhidratlar ve lipidler sentezlenir. EPS'nin pürüzlülüğü, üzerinde bulunan küçük yuvarlak gövdeler tarafından verilmektedir - ribozomlar(bkz. Şekil 1), proteinlerin sentezinde yer alır.

Organik maddelerin sentezi gerçekleşir plastidler sadece bitki hücrelerinde bulunur.

Pirinç. 4. Mitokondri yapısının şeması.
1.- dış zar; 2.- iç zar; 3.- iç zarın kıvrımları - cristae.

Pirinç. 5. Kaba EPS yapısının şeması.

Pirinç. 6. Kloroplast yapısının şeması.
1.- dış zar; 2.- iç zar; 3.- kloroplastın iç içeriği; 4. - "yığınlarda" toplanan ve grana oluşturan iç zarın kıvrımları.

Renksiz plastidlerde - lökoplastlar(Yunancadan. lökolar- beyaz ve plastos- oluşturulan) nişasta birikir. Patates yumruları lökoplastlar açısından çok zengindir. Meyve ve çiçeklere sarı, turuncu, kırmızı renk verilir. kromoplastlar(Yunancadan. krom- renk ve plastos). Fotosentezde yer alan pigmentleri sentezlerler, - karotenoidler. Bitki yaşamında önemi kloroplastlar(Yunancadan. klorolar- yeşilimsi ve plastos) - yeşil plastitler. Şekil 6'da kloroplastların iki zarla kaplı olduğunu görebilirsiniz: dış ve iç. İç zar kıvrımlar oluşturur; kıvrımlar arasında yığınlar halinde yığılmış kabarcıklar var - taneler. Taneler, fotosentezde yer alan klorofil moleküllerini içerir. Her kloroplast, bir dama tahtası düzeninde düzenlenmiş yaklaşık 50 tane içerir. Bu düzenleme, her bir tanenin maksimum aydınlatmasını sağlar.

Sitoplazmada proteinler, lipidler, karbonhidratlar taneler, kristaller, damlacıklar şeklinde birikebilir. Bunlar dahil etme- Hücre tarafından ihtiyaç duyulduğunda tüketilen besinleri yedekler.

Bitki hücrelerinde, yedek besinlerin bir kısmı ve ayrıca çürüme ürünleri, vakuollerin hücre özünde birikir (bkz. Şekil 1). Bir bitki hücresinin hacminin %90'ını oluşturabilirler. Hayvan hücrelerinde, hacimlerinin en fazla %5'ini kaplayan geçici vakuoller bulunur.

Pirinç. 7. Golgi kompleksinin yapısının şeması.

Şekil 7'de bir zarla çevrili bir boşluklar sistemi görüyorsunuz. BT Golgi kompleksi hücrede çeşitli işlevleri yerine getiren : maddelerin birikmesine ve taşınmasına, hücreden uzaklaştırılmasına, lizozomların oluşumuna, hücre zarına katılır. Örneğin, selüloz molekülleri, kabarcıkların yardımıyla hücre yüzeyine hareket eden ve hücre zarına dahil olan Golgi kompleksinin boşluğuna girer.

Çoğu hücre bölünerek çoğalır. Bu süreç şunları içerir: çağrı Merkezi. Yoğun sitoplazma ile çevrili iki merkezden oluşur (bkz. Şekil 1). Bölünmenin başlangıcında, merkezciller hücrenin kutuplarına doğru uzaklaşır. Protein filamentleri, kromozomlara bağlı olan ve iki yavru hücre arasında düzgün dağılımlarını sağlayan onlardan ayrılır.

Hücrenin tüm organelleri birbirine yakından bağlıdır. Örneğin protein molekülleri ribozomlarda sentezlenir, EPS kanalları aracılığıyla hücrenin farklı bölgelerine taşınır ve proteinler lizozomlarda parçalanır. Yeni sentezlenen moleküller, hücre yapıları oluşturmak veya sitoplazmada ve vakuollerde yedek besin olarak biriktirmek için kullanılır.

Hücre sitoplazma ile doldurulur. Sitoplazma çekirdeği ve çeşitli organelleri içerir: lizozomlar, mitokondri, plastitler, vakuoller, ER, hücre merkezi, Golgi kompleksi. Yapıları ve işlevleri bakımından farklılık gösterirler. Sitoplazmanın tüm organelleri, hücrenin normal işleyişini sağlayarak birbirleriyle etkileşime girer.

Tablo 1. HÜCRE YAPISI

Mantarların, bitkilerin ve hayvanların yaşamsal aktivitelerinde ve hücre bölünmesinde en önemli rol, çekirdeğe ve içinde bulunan kromozomlara aittir. Bu organizmaların hücrelerinin çoğu tek bir çekirdeğe sahiptir, ancak kas hücreleri gibi çok çekirdekli hücreler de vardır. Çekirdek sitoplazmada bulunur ve yuvarlak veya oval bir şekle sahiptir. İki zardan oluşan bir kabukla kaplıdır. Nükleer zar, çekirdek ile sitoplazma arasındaki madde alışverişinin gerçekleştiği gözeneklere sahiptir. Çekirdek, nükleolleri ve kromozomları içeren nükleer özsu ile doldurulur.

nükleolçekirdekte oluşan ribozomal RNA ve sitoplazmada sentezlenen proteinlerden oluşan ribozomların "üretim atölyeleri"dir.

Çekirdeğin ana işlevi - kalıtsal bilgilerin depolanması ve iletilmesi - ile ilişkilidir. kromozomlar. Her organizma türünün kendi kromozom seti vardır: belirli bir sayı, şekil ve boyut.

Cinsiyet hücreleri dışındaki tüm vücut hücrelerine denir. somatik(Yunancadan. kedi balığı- gövde). Aynı türden bir organizmanın hücreleri, aynı kromozom setini içerir. Örneğin, insanlarda, vücudun her hücresi 46 kromozom içerir, meyve sineği Drosophila - 8 kromozomda.

Somatik hücreler genellikle çift kromozom setine sahiptir. denir diploit ve 2 ile gösterilir n. Yani, bir kişinin 23 çift kromozomu vardır, yani 2 n= 46. Seks hücreleri, yarısı kadar kromozom içerir. bekar mı yoksa haploid, takım. 1. kişi n = 23.

Germ hücrelerindeki kromozomlardan farklı olarak somatik hücrelerdeki tüm kromozomlar eşleştirilmiştir. Bir çifti oluşturan kromozomlar birbirinin aynıdır. Eşleştirilmiş kromozomlar denir homolog. Farklı çiftlere ait olan, şekil ve büyüklükleri farklı olan kromozomlara denir. homolog olmayan(Şek. 8).

Bazı türlerde kromozom sayısı aynı olabilir. Örneğin, kırmızı yonca ve bezelye 2'de n= 14. Bununla birlikte, kromozomları şekil, boyut ve DNA moleküllerinin nükleotid bileşimi bakımından farklılık gösterir.

Pirinç. 8. Drosophila hücrelerinde bir dizi kromozom.

Pirinç. 9. Kromozomun yapısı.

Kalıtsal bilgilerin iletilmesinde kromozomların rolünü anlamak için yapılarını ve kimyasal bileşimlerini tanımak gerekir.

Bölünmeyen bir hücrenin kromozomları, uzun ince iplikler gibi görünür. Hücre bölünmesinden önceki her kromozom iki özdeş iplikten oluşur - kromatitler, daralma kanatçıkları arasına bağlanan - (Şek. 9).

Kromozomlar DNA ve proteinlerden oluşur. DNA'nın nükleotid bileşimi türler arasında farklılık gösterdiğinden, kromozomların bileşimi her türe özgüdür.

Bakteriler hariç her hücrenin nükleol ve kromozom içeren bir çekirdeği vardır. Her tür, belirli bir kromozom seti ile karakterize edilir: sayı, şekil ve boyut. Çoğu organizmanın somatik hücrelerinde kromozom seti diploiddir, seks hücrelerinde haploiddir. Eşleştirilmiş kromozomlara homolog denir. Kromozomlar DNA ve proteinlerden oluşur. DNA molekülleri, hücreden hücreye ve organizmadan organizmaya kalıtsal bilgilerin depolanmasını ve iletilmesini sağlar.

Bu konular üzerinde çalıştıktan sonra şunları yapabilmelisiniz:

1. Hangi durumlarda bir ışık mikroskobu (yapı), bir transmisyon elektron mikroskobu kullanmanın gerekli olduğunu söyleyin.
2. Hücre zarının yapısını açıklayınız ve hücre zarının yapısı ile hücre ve çevre arasındaki madde alışverişini gerçekleştirme yeteneği arasındaki ilişkiyi açıklayınız.
3. Süreçleri tanımlayın: difüzyon, kolaylaştırılmış difüzyon, aktif taşıma, endositoz, ekzositoz ve ozmoz. Bu süreçler arasındaki farkları belirtin.
4. Yapıların işlevlerini adlandırın ve hangi hücrelerde (bitki, hayvan veya prokaryotik) bulunduğunu belirtin: çekirdek, nükleer zar, nükleoplazma, kromozomlar, plazma zarı, ribozom, mitokondri, hücre duvarı, kloroplast, vakuol, lizozom, düz endoplazmik retikulum ( agranüler) ve pürüzlü (granüler), hücre merkezi, golgi aparatı, kirpik, kamçı, mezozom, pili veya fimbria.
5. Bir bitki hücresini bir hayvan hücresinden ayırt edebilen en az üç işaret söyleyin.
6. Prokaryotik ve ökaryotik hücreler arasındaki temel farkları listeleyin.

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Genel Biyoloji". Moskova, "Aydınlanma", 2000

• Konu 1. "Plazma zarı." §1, §8 sayfa 5;20
• Konu 2. "Kafes." §8-10 sayfa 20-30
• Konu 3. "Prokaryotik hücre. Virüsler." §11 sayfa 31-34

Zar, organellerin ve bir bütün olarak hücrenin yüzeyini oluşturan aşırı ince bir yapıdır. Tüm membranlar benzer bir yapıya sahiptir ve tek bir sisteme bağlanır.

Kimyasal bileşim

Hücre zarları kimyasal olarak homojendir ve çeşitli grupların protein ve lipidlerinden oluşur:

• fosfolipidler;
• galaktolipidler;
• sülfolipidler.

Ayrıca nükleik asitler, polisakaritler ve diğer maddeleri içerirler.

Fiziksel özellikler

Normal sıcaklıkta, zarlar sıvı kristal halindedir ve sürekli dalgalanır. Viskoziteleri bitkisel yağınkine yakındır.

Membran geri kazanılabilir, güçlü, elastik ve gözeneklidir. Membranların kalınlığı 7 - 14 nm'dir.

EN İYİ 4 makalebununla birlikte okuyanlar

Büyük moleküller için zar geçirimsizdir. Küçük moleküller ve iyonlar, zarın farklı taraflarındaki konsantrasyon farkının etkisi altında ve ayrıca taşıma proteinlerinin yardımıyla gözeneklerden ve zarın kendisinden geçebilir.

modeli

Membranların yapısı genellikle bir akışkan mozaik modeli kullanılarak tanımlanır. Membranın bir çerçevesi vardır - birbirine bitişik tuğla gibi sıkıca iki sıra lipit molekülü.

Pirinç. 1. Sandviç tipi biyolojik membran.

Her iki tarafta da lipitlerin yüzeyi proteinlerle kaplıdır. Mozaik desen, zarın yüzeyinde eşit olmayan bir şekilde dağılmış protein molekülleri tarafından oluşturulur.

Bilipid tabakasına daldırma derecesine göre, protein molekülleri ayrılır: üç grup:

• transmembran;
• batık;
• yüzeysel.

Proteinler, zarın ana özelliğini sağlar - çeşitli maddeler için seçici geçirgenliği.

Membran türleri

Lokalizasyona göre tüm hücre zarları bölünebilir aşağıdaki türler:

• dış mekan;
• nükleer;
• organel zarları.

Dış sitoplazmik zar veya plazmolemma, hücrenin sınırıdır. Hücre iskeletinin elemanları ile bağlantı kurarak şeklini ve boyutunu korur.

Pirinç. 2. Hücre iskeleti.

Nükleer zar veya karyolemma, nükleer içeriğin sınırıdır. Dıştakine çok benzeyen iki zardan yapılmıştır. Çekirdeğin dış zarı, endoplazmik retikulumun (ER) zarlarına ve gözenekler yoluyla iç zara bağlanır.

EPS membranları, tüm sitoplazmaya nüfuz ederek, membran proteinleri de dahil olmak üzere çeşitli maddelerin sentezlendiği yüzeyler oluşturur.

Organoid membranlar

Çoğu organel bir zar yapısına sahiptir.

Duvarlar tek bir zardan yapılmıştır:

• Golgi kompleksi;
• vakuoller;
• lizozomlar.

Plastidler ve mitokondri, iki kat zardan oluşur. Dış zarları pürüzsüzdür ve iç zarları birçok kıvrım oluşturur.

Kloroplastların fotosentetik zarlarının özellikleri, gömülü klorofil molekülleridir.

Hayvan hücrelerinin dış zarının yüzeyinde glikokaliks adı verilen bir karbonhidrat tabakası vardır.

Pirinç. 3. Glikokaliks.

Glikokaliks en çok sindirim için koşullar yarattığı ve plazmolemmayı koruduğu bağırsak epitel hücrelerinde gelişir.

Tablo "Hücre zarının yapısı"

Ne öğrendik?

Hücre zarının yapısını ve fonksiyonlarını inceledik. Zar, hücre, çekirdek ve organellerin seçici (seçici) bir bariyeridir. Hücre zarının yapısı, bir akışkan mozaik modeli ile tanımlanır. Bu modele göre, protein molekülleri çift katmanlı viskoz lipidler içinde gömülüdür.

Konu testi

Rapor Değerlendirmesi

Ortalama puanı: 4.5. Alınan toplam puan: 270.

sitoplazma- plazma zarı ve çekirdek arasında bulunan hücrenin zorunlu bir parçası; Hyaloplazma (sitoplazmanın ana maddesi), organellere (sitoplazmanın kalıcı bileşenleri) ve inklüzyonlara (sitoplazmanın geçici bileşenleri) bölünmüştür. Sitoplazmanın kimyasal bileşimi: temel sudur (toplam sitoplazma kütlesinin% 60-90'ı), çeşitli organik ve inorganik bileşikler. Sitoplazma alkalidir. Ökaryotik bir hücrenin sitoplazmasının karakteristik bir özelliği sürekli harekettir ( sikloz). Öncelikle kloroplastlar gibi hücre organellerinin hareketi ile tespit edilir. Sitoplazmanın hareketi durursa hücre ölür, çünkü sadece sürekli hareket halindeyken işlevlerini yerine getirebilir.

hyaloplazma ( sitozol) renksiz, yapışkan, kalın ve şeffaf bir kolloidal çözeltidir. İçinde tüm metabolik süreçler gerçekleşir, çekirdeğin ve tüm organellerin birbirine bağlanmasını sağlar. Hiyaloplazmadaki sıvı kısmın veya büyük moleküllerin baskınlığına bağlı olarak, iki hyaloplazma formu ayırt edilir: sol- daha fazla sıvı hiyaloplazma ve jel- daha yoğun hyaloplazma. Aralarında karşılıklı geçişler mümkündür: jel bir sola dönüşür ve bunun tersi de geçerlidir.

Sitoplazmanın işlevleri:

1. hücrenin tüm bileşenlerinin tek bir sisteme entegrasyonu,
2. birçok biyokimyasal ve fizyolojik sürecin geçişi için ortam,
3. organellerin varlığı ve işleyişi için ortam.

Hücre duvarları

Hücre duvarlarıökaryotik hücreleri sınırlar. Her hücre zarında en az iki katman ayırt edilebilir. İç tabaka sitoplazmaya bitişiktir ve ile temsil edilir. hücre zarı(eşanlamlılar - plazmalemma, hücre zarı, sitoplazmik zar), üzerinde dış tabaka oluşur. Bir hayvan hücresinde incedir ve denir glikokaliks(glikoproteinler, glikolipidler, lipoproteinler tarafından oluşturulur), bir bitki hücresinde - kalın, denir hücre çeperi(selülozdan oluşur).

Tüm biyolojik membranların ortak yapısal özellikleri ve özellikleri vardır. Şu anda genel kabul görmüş membran yapısının sıvı mozaik modeli. Membranın temeli, esas olarak fosfolipitlerden oluşan bir lipit çift tabakasıdır. Fosfolipidler, bir yağ asidi kalıntısının bir fosforik asit kalıntısı ile değiştirildiği trigliseritlerdir; Molekülün fosforik asit kalıntısının bulunduğu bölüme hidrofilik başlık, yağ asidi kalıntılarının bulunduğu bölümlere hidrofobik kuyruk adı verilir. Zarda, fosfolipidler kesinlikle düzenli bir şekilde düzenlenir: moleküllerin hidrofobik kuyrukları birbirine bakar ve hidrofilik kafalar dışarıya, suya bakar.

Lipidlere ek olarak, zar proteinler içerir (ortalama olarak ≈ %60). Membranın belirli işlevlerinin çoğunu belirlerler (belirli moleküllerin taşınması, reaksiyonların katalizi, çevreden sinyallerin alınması ve dönüştürülmesi vb.). Ayırt etmek: 1) periferik proteinler(lipid çift tabakasının dış veya iç yüzeyinde bulunur), 2) yarı integral proteinler(farklı derinliklerde lipit çift tabakasına daldırılmış), 3) integral veya transmembran proteinler(hücrenin hem dış hem de iç ortamıyla temas halindeyken zarın içinden ve içinden nüfuz eder). İntegral proteinlere bazı durumlarda kanal oluşturan veya kanal denir, çünkü bunlar polar moleküllerin hücreye geçtiği hidrofilik kanallar olarak kabul edilebilirler (zarın lipid bileşeni onların geçmesine izin vermez).

A - fosfolipidin hidrofilik başı; C, fosfolipidin hidrofobik kuyrukları; 1 - E ve F proteinlerinin hidrofobik bölgeleri; 2, protein F'nin hidrofilik bölgeleri; 3 - bir glikolipid molekülündeki bir lipide bağlı dallı bir oligosakarit zinciri (glikolipitler, glikoproteinlerden daha az yaygındır); 4 - bir glikoprotein molekülündeki bir proteine ​​bağlı dallı oligosakarit zinciri; 5 - hidrofilik kanal (iyonların ve bazı polar moleküllerin geçebileceği bir gözenek işlevi görür).

Membran karbonhidrat içerebilir (%10'a kadar). Zarların karbonhidrat bileşeni, protein molekülleri (glikoproteinler) veya lipidler (glikolipidler) ile ilişkili oligosakarit veya polisakarit zincirleri ile temsil edilir. Temel olarak, karbonhidratlar zarın dış yüzeyinde bulunur. Karbonhidratlar, zarın reseptör işlevlerini sağlar. Hayvan hücrelerinde, glikoproteinler, onlarca nanometre kalınlığında bir epimembran kompleksi olan glikokaliks oluşturur. İçinde birçok hücre reseptörü bulunur, yardımı ile hücre yapışması oluşur.

Proteinlerin, karbonhidratların ve lipidlerin molekülleri hareketlidir, zar düzleminde hareket edebilir. Plazma zarının kalınlığı yaklaşık 7.5 nm'dir.

membran fonksiyonları

Membranlar aşağıdaki işlevleri yerine getirir:

1. hücresel içeriğin dış ortamdan ayrılması,
2. hücre ve çevre arasındaki metabolizmanın düzenlenmesi,
3. hücrenin bölmelere bölünmesi ("bölmeler"),
4. "enzimatik konveyörlerin" yeri,
5. çok hücreli organizmaların dokularında hücreler arası iletişimi sağlamak (adezyon),
6. sinyal tanıma.

En önemli zar özelliği- seçici geçirgenlik, yani. zarlar bazı maddeler veya moleküller için oldukça geçirgendir ve diğerleri için zayıf geçirgendir (veya tamamen geçirimsizdir). Bu özellik, hücre ile dış ortam arasında madde alışverişini sağlayan zarların düzenleyici işlevinin temelini oluşturur. Maddelerin hücre zarından geçme işlemine ne denir maddelerin taşınması. Ayırt etmek: 1) pasif ulaşım- maddelerin geçiş süreci, enerjisiz gidiş; 2) aktif taşımacılık- enerji maliyeti ile giden maddelerin geçiş süreci.

saat pasif ulaşım maddeler, konsantrasyonu daha yüksek olan bir alandan daha düşük olan bir alana hareket eder, yani. konsantrasyon gradyanı boyunca. Herhangi bir çözeltide çözücü ve çözünenin molekülleri vardır. Çözünen moleküllerin hareket sürecine difüzyon, çözücü moleküllerinin hareketine ozmoz denir. Molekül yüklüyse, taşınması elektrik gradyanından etkilenir. Bu nedenle, genellikle her iki gradyanı bir araya getiren bir elektrokimyasal gradyandan söz edilir. Taşıma hızı, eğimin büyüklüğüne bağlıdır.

Aşağıdaki pasif taşıma türleri ayırt edilebilir: 1) Basit difüzyon- maddelerin doğrudan lipid çift tabakası (oksijen, karbon dioksit) yoluyla taşınması; 2) membran kanallarından difüzyon- kanal oluşturan proteinler (Na +, K +, Ca 2+, Cl -) yoluyla taşıma; 3) Kolaylaştırılmış difüzyon- her biri belirli moleküllerin veya ilgili molekül gruplarının (glikoz, amino asitler, nükleotitler) hareketinden sorumlu olan özel taşıma proteinleri kullanılarak maddelerin taşınması; dört) ozmoz- su moleküllerinin taşınması (tüm biyolojik sistemlerde su çözücüdür).

İhtiyaç aktif taşımacılık moleküllerin elektrokimyasal gradyana karşı zardan geçişini sağlamak gerektiğinde ortaya çıkar. Bu taşıma, aktivitesi enerji harcaması gerektiren özel taşıyıcı proteinler tarafından gerçekleştirilir. Enerji kaynağı ATP molekülleridir. Aktif taşıma şunları içerir: 1) Na + /K + -pompa (sodyum-potasyum pompası), 2) endositoz, 3) ekzositoz.

Çalışma Na + /K + -pompa. Normal işleyişi için hücre, sitoplazmada ve dış ortamda belirli bir K + ve Na + iyonu oranını korumalıdır. Hücre içindeki K + konsantrasyonu, dışından önemli ölçüde daha yüksek olmalıdır ve Na + - bunun tersi de geçerlidir. Na + ve K + nın membran gözeneklerinden serbestçe yayılabileceğine dikkat edilmelidir. Na+/K+ pompası, bu iyon konsantrasyonlarının eşitlenmesine karşı koyar ve aktif olarak Na+'yı hücre dışına ve K+'yı hücreye pompalar. Na + /K + -pompası, hem K + hem de Na + 'yı bağlayabilmesi için konformasyonel değişiklikler yapabilen bir transmembran proteindir. Na + /K + -pompasının çalışma döngüsü aşağıdaki aşamalara ayrılabilir: 1) Na + 'nın zarın içinden bağlanması, 2) pompa proteininin fosforilasyonu, 3) Na +'nın hücre içine salınması. hücre dışı boşluk, 4) zarın dışından K+ bağlanması, 5) pompa proteininin fosforilasyonu, 6) hücre içi boşlukta K+ salınımı. Sodyum-potasyum pompası, hücrenin yaşamı için gerekli olan enerjinin neredeyse üçte birini tüketir. Bir çalışma çevrimi sırasında, pompa hücreden 3Na+'yı dışarı pompalar ve 2K+'da pompalar.

endositoz- büyük parçacıkların ve makromoleküllerin hücresi tarafından emilim süreci. İki tip endositoz vardır: 1) fagositoz- büyük parçacıkların (hücreler, hücre parçaları, makromoleküller) yakalanması ve emilmesi ve 2) pinositoz- sıvı malzemenin (çözelti, kolloidal çözelti, süspansiyon) yakalanması ve emilmesi. Fagositoz fenomeni I.I. 1882'de Mechnikov. Endositoz sırasında, plazma zarı bir istila oluşturur, kenarları birleşir ve sitoplazmadan tek bir zar ile ayrılan yapılar sitoplazmaya bağlanır. Birçok protozoa ve bazı lökositler fagositoz yapabilir. Pinositoz, bağırsağın epitel hücrelerinde, kan kılcal damarlarının endotelinde görülür.

ekzositoz- endositozun ters süreci: hücreden çeşitli maddelerin uzaklaştırılması. Ekzositoz sırasında vezikül zarı dış sitoplazmik zar ile birleşir, vezikülün içeriği hücrenin dışına çıkarılır ve zarı dış sitoplazmik zara dahil edilir. Bu şekilde hormonlar endokrin bezlerinin hücrelerinden atılır ve protozoalarda sindirilmemiş gıda kalır.

git 5 numaralı ders"Hücre Teorisi. Hücresel organizasyon türleri»

git 7 numaralı ders"Ökaryotik hücre: organellerin yapısı ve işlevleri"