Hvad er strukturen af ​​plasmamembranen? Hvad er dens funktioner? Plasmamembranens funktioner, betydning og struktur.

Aktiv

(med energiforbrug)

Simpel diffusion

(uden proteiner)

Energikilde - ATP

Faciliteret diffusion

(involverer proteiner)

Andre typer kilder

Gennem en kanal i proteinet

Som et kup

protein med stof

Ris. 4. Klassificering af typer af transport af stoffer gennem membranen.

Ved aktiv overførsel bevæger uorganiske ioner, aminosyrer og sukkerarter og næsten alle medicinske stoffer med polære molekyler gennem membranen - para-aminobenzoesyre, sulfonamider, jod, hjerteglykosider, B-vitaminer, kortikosteroidhormoner mv.

For tydeligt at illustrere processen med overførsel af stoffer gennem membranen præsenterer vi (med mindre ændringer) figur 5 taget fra bogen "Molecular Biology of the Cell" (1983) af B. Alberts og andre videnskabsmænd, der anses for at være førende i udviklingen af teori

Transporteret molekyle

Kanalprotein

protein transporter

Lipid Elektrokemisk

dobbeltlags gradient

Enkel diffusion Faciliteret diffusion

Passiv transport Aktiv transport

Figur 5. Mange små uladede molekyler passerer frit gennem lipid-dobbeltlaget. Ladede molekyler, store uladede molekyler og nogle små uladede molekyler passerer gennem membraner gennem kanaler eller porer eller ved hjælp af specifikke transportproteiner. Passiv transport er altid rettet mod den elektrokemiske gradient mod etablering af ligevægt. Aktiv transport sker mod en elektrokemisk gradient og kræver energi.

transmembran transport, afspejler hovedtyperne af overførsel af stoffer over membranen. Det skal bemærkes, at proteinerne involveret i transmembrantransport tilhører integrale proteiner og er oftest repræsenteret af ét komplekst protein.

Overførslen af ​​højmolekylære proteinmolekyler og andre store molekyler gennem membranen ind i cellen udføres ved endocytose (pinocytose, fagocytose og endocytose) og fra cellen ved exocytose. I alle tilfælde adskiller disse processer sig fra ovenstående emner at det transporterede stof (partikel, vand, mikroorganismer osv.) først pakkes ind i en membran og i denne form overføres til cellen eller frigives fra cellen. Emballageprocessen kan forekomme både på overfladen af ​​plasmamembranen og inde i cellen.

b. Overførsel af information over plasmamembranen.

Ud over de proteiner, der er involveret i overførslen af ​​stoffer over membranen, er komplekse komplekser af flere proteiner blevet identificeret. Rumligt adskilt er de forenet af en endelig funktion. Komplekse proteinsamlinger omfatter et kompleks af proteiner, der er ansvarlige for produktionen af ​​et meget kraftigt biologisk aktivt stof i cellen - cAMP (cyklisk adenosinmonofosfat). Dette ensemble af proteiner indeholder både overflade- og integralproteiner. For eksempel er der på den indre overflade af membranen et overfladeprotein kaldet G-protein. Dette protein opretholder forholdet mellem to tilstødende integrerede proteiner - et protein kaldet adrenalinreceptoren og et enzymprotein - adenylatcyclase. Den adrenerge receptor er i stand til at forbinde med adrenalin, som kommer ind i det intercellulære rum fra blodet og bliver ophidset. Denne excitation overføres af G-proteinet til adenylatcyclase, et enzym, der er i stand til at producere det aktive stof - cAMP. Sidstnævnte kommer ind i cellens cytoplasma og aktiverer en række enzymer i den. For eksempel aktiveres et enzym, der nedbryder glykogen til glukose. Dannelsen af ​​glukose fører til en stigning i mitokondriel aktivitet og en stigning i syntesen af ​​ATP, som kommer ind i alle cellulære rum som en energibærer, hvilket øger arbejdet i lysosomet, natrium-kalium- og calciummembranpumper, ribosomer osv. i sidste ende øge den vitale aktivitet af næsten alle organer, især muskler. Dette eksempel, selvom det er meget forenklet, viser, hvordan membranens aktivitet er forbundet med arbejdet i andre elementer i cellen. På det daglige niveau ser denne komplekse ordning ganske enkel ud. Forestil dig, at en hund pludselig angreb en person. Den resulterende følelse af frygt fører til frigivelse af adrenalin i blodet. Sidstnævnte binder sig til adrenerge receptorer på plasmamembranen og ændrer derved receptorens kemiske struktur. Dette fører igen til en ændring i strukturen af ​​G-proteinet. Det ændrede G-protein bliver i stand til at aktivere adenylatcyclase, hvilket øger produktionen af ​​cAMP. Sidstnævnte stimulerer dannelsen af ​​glucose fra glykogen. Som et resultat forbedres syntesen af ​​det energikrævende ATP-molekyle. Den øgede dannelse af energi i en persons muskler fører til en hurtig og stærk reaktion på en hunds angreb (flugt, forsvar, kamp osv.).

Foredrag nr. 4.

Antal timer: 2

Plasma membran

1.

2.

3. Intercellulære kontakter.

1. Plasmamembranens struktur

Plasmamembran eller plasmalemma, er en overfladisk perifer struktur, der begrænsercelle udenfor og sikre dens forbindelse med andre celler og det ekstracellulære miljø. Den har en tykkelseomkring 10 nm. Blandt andre cellemembraner er plasmalemmaet det tykkeste. Kemisk er plasmamembranen lipoprotein kompleks. Hovedkomponenterne er lipider (ca. 40%), proteiner (mere end 60%) og kulhydrater (ca. 2-10%).

Lipider omfatter stor gruppe organisk stof med dårlig opløselighed i vand (hydrofobicitet) og god opløselighed i organiske opløsningsmidler og fedtstoffer (lipofilicitet).Typiske lipider fundet i plasmamembranen er fosfolipider, sphingomyeliner og kolesterol. I planteceller erstattes kolesterol med phytosterol. Baseret på deres biologiske rolle kan plasmamembranproteiner opdeles i enzymproteiner, receptor- og strukturproteiner. Plasmalemmakulhydrater er en del af plasmalemmaet i bundet tilstand (glykolipider og glykoproteiner).

I øjeblikket er det generelt accepteret flydende mosaikmodel af strukturen af ​​en biologisk membran. Ifølge denne model er det strukturelle grundlag for membranen dannet af et dobbeltlag af phospholipider, der er indkapslet med proteiner. Halerne af molekylerne vender mod hinanden i et dobbelt lag, mens de polære hoveder forbliver udenfor og danner hydrofile overflader. Proteinmolekyler danner ikke et kontinuerligt lag, de er placeret i lipidlaget, og styrter til forskellige dybder (der er perifere proteiner, nogle proteiner trænger igennem membranen, nogle er nedsænket i lipidlaget). De fleste proteiner er ikke forbundet med membranlipider, dvs. de ser ud til at flyde i en "lipidsø". Derfor er proteinmolekyler i stand til at bevæge sig langs membranen, samles i grupper eller omvendt spredes på overfladen af ​​membranen. Dette tyder på, at plasmamembranen ikke er en statisk, frossen formation.

Uden for plasmalemmaet er der et supramembranlag - glykokalyx. Tykkelsen af ​​dette lag er omkring 3-4 nm. Glycocalyx findes i næsten alle dyreceller. Det er forbundet med plasmalemmaet glycoprotein kompleks. Kulhydrater danner lange, forgrenede kæder af polysaccharider forbundet med proteiner og lipider i plasmamembranen. Glykokalyxen kan indeholde enzymproteiner involveret i ekstracellulær nedbrydning forskellige stoffer. Produkter af enzymatisk aktivitet (aminosyrer, nukleotider, fedtsyrer osv.) transporteres over plasmamembranen og absorberes af celler.

Plasmamembranen fornyes konstant. Dette sker ved at løsne små bobler fra dens overflade ind i cellen og indlejre vakuoler inde fra cellen i membranen. Der er således en konstant strøm af membranelementer i cellen: fra plasmamembranen ind i cytoplasmaet (endocytose) og strømmen af ​​membranstrukturer fra cytoplasmaet til celleoverfladen (eksocytose). I membranomsætning spilles den ledende rolle af systemet af membranvakuoler i Golgi-komplekset.

4. Funktioner af plasmamembranen. Mekanismer for transport af stoffer gennem plasmalemmaet. Receptorfunktion af plasmalemmaet

Plasmamembranen udfører en række væsentlige funktioner:

1) Barriere.Plasmamembranens barrierefunktion er atbegrænser den frie diffusion af stoffer fra celle til celle, forhindrerroterende lækage af vandopløseligt celleindhold. Men sidendin celle skal modtage de nødvendige næringsstoffer, duopdele slutprodukter af stofskiftet, regulere intracellulærtHvis koncentrationen af ​​ioner er høj, er der dannet særlige mekanismer til overførsel af stoffer gennem cellemembranen.

2) Transportere.Transportfunktionen omfatter bl at sikre ind- og udgang af forskellige stoffer ind og ud af cellen. En vigtig egenskab ved membranen er selektiv permeabilitet, eller semipermeabilitet. Den passerer let vand og vandopløsningergasser og afviser polære molekyler som glucose el aminosyrer.

Der er flere mekanismer til at transportere stoffer over membranen:

passiv transport;

aktiv transport;

transport i membranemballage.

Passiv transport. Diffusion -dette er bevægelsen af ​​partikler i mediet, hvilket fører til overførsel af energistoffer fra et område, hvor dets koncentration er høj, til et område med lav koncentrationtion. Under diffusionstransport fungerer membranen som en osmotisk barriere. Diffusionshastigheden afhænger af størrelsenmolekyler og deres relative opløselighed i fedtstoffer. Jo færre gangemål for molekyler og jo mere fedtopløselige (lipofile) de er, jo hurtigere vil de bevæge sig gennem lipid-dobbeltlaget.Diffusion kan være neutral(overførsel af uopladetmolekyler) og letvægts(ved hjælp af specielle proteinertransportører). Hastigheden af ​​lettet diffusion er højere end neutral diffusionshastighed.Maksimal penetrationVand har evnen tilhvordan dens molekyler er små og uladede. Diffusion af vand gennem cellermembranen kaldes osmo havkatDet antages, at i cellermembran til gennemtrængningvand og nogle ioner erder er specielle "porer". Deres nummerer lille, og diameteren erca. 0,3-0,8 nm. Diffunderer hurtigst gennem membranen godt, let opløseligt i lipider dobbeltlag af et molekyle, såsom O, og uladede polære molekylerlud med lille diameter (SO, mo Chevina).

Overførsel af polære molekyler (medsukkerarter, aminosyrer), isærfremstillet ved hjælp af speciel membrantransportproteiner kaldes lettet diffusion. Sådanne proteiner findesbevæbnet i alle typer biologiske membraner, og hver specifik Dette protein er designet til at transportere molekyler af en bestemt klasse sa. Transportproteiner er transmembrane, deres polypeptidkæde krydser lipid-dobbeltlaget flere gange og danner Den har gennemgående passager. Dette sikrer overførsel af specifikkestoffer gennem membranen uden direkte kontakt med den.Der er to hovedklasser af transportproteiner: egern- transportører (transportører) Og kanaldannende proteiner (hvideki-kanaler). Bærerproteiner transporterer molekyler over membranen og ændrer først deres konfiguration. Kanaldannende proteiner danner fyldte membraner vandporer. Når porerne er åbne, molekyler af specifikke stoffer(normalt uorganiske ioner af passende størrelse og ladning) passerer gennem dem. Hvis det transporterede stofs molekyle ikke har nogen ladning, så transportretningen bestemmes af koncentrationsgradienten. Hvis molekylet er ladet, afhænger dets transport, ud over gradienten koncentration, påvirkninger elektrisk ladning membraner (membranpotentiel). Den indre side af plasmalemmaet lades normalt fra negativ i forhold til det ydre. Membranpotentialet letter indtrængning af positivt ladede ioner i cellen og forhindrer passage af negativt ladede ioner.

Aktiv transport. Aktiv transport er overførsel af stoffer mod en elektrokemisk gradient. Det udføres altid af transproteinerportører og nærtstående zan med energikildegii. Ved proteinoverførsel der er grunde binding til transporttitreret stof. Jo flere sådanne lektioner tkov kontakter sagenjo højere satsvækst i transporten. Selektiv overførsel af et stof kaldes uniport. Overførsel af flere stoffer udføres Kotran sportssystemer. Hvis overførslen går i én retning -Det her importere, hvis i modsat - antiport. Så,for eksempel overføres glucose fra den ekstracellulære væske ind i cellen uniportalt. Overførslen af ​​glukose og Na 4 fra tarmhulen elhenholdsvis nyretubuli ind i tarmceller eller blod udføres symportalt, og overførslen af ​​C1~ og HCO er antiportoral. Det antages, at der under overførsel opstår reversible konformationsændringer.ændringer i transportøren, som tillader bevægelse af stoffer forbundet med den.

Et eksempel på et bærerprotein, der anvendes til transportstoffer, er den energi, der frigives under hydrolysen af ​​ATPNa + -K + pumpe, findes i plasmamembranen i alle celler. Na+-K pumpen fungerer efter princippet om antiport, pumpning vaya Na "ud af cellen og K t ind i cellen mod deres elektrokemiske gradienter. Gradient Na+ skaber osmotisk tryk, vedligeholder cellevolumen og sikrer transport af sukkerarter og aminosyrernoacider Driften af ​​denne pumpe bruger en tredjedel af al den energi, der er nødvendig for cellernes funktion.Når man studerer virkningsmekanismen Na+ - K+ pumpen blev installeretDet er vist, at det er et ATPase-enzym og et transmembranprotein. integreret protein. I tilstedeværelsen Na+ og ATP under indflydelse af ATP-Det terminale fosfat separeres fra ATP og tilsættes til restenasparaginsyre på et ATPase-molekyle. ATPase phos molekyleforylerer, ændrer dens konfiguration og Na+ fjernes fra celler. Efter tilbagetrækningen Na K" transporteres altid fra cellen ind i cellen. For at gøre dette spaltes tidligere bundet fosfat fra ATPase i nærvær af K. Enzymet dephosphoryleres, genopretter sin konfiguration og K 1 "pumpes" ind i cellen.

ATPase er dannet af to underenheder, store og små.Den store underenhed består af tusindvis af aminosyrerester,krydser dobbeltlaget flere gange. Den har en katalytisk aktivitet og kan phosphoryleres og dephosphoriseres reversibeltskal realiseres. Stor underenhed på den cytoplasmatiske sidehar ikke områder til binding Na+ og ATP, og på ydersiden -bindingssteder for K+ og ouabain. Den lille underenhed erglycoprotein og dets funktion er endnu ikke kendt.

Na+-K pumpen har en elektrogen effekt. Han fjerner trepositivt ladet ion Naf fra buret og bringer toion K Som følge heraf løber en strøm gennem membranen og danner en elektroderic potentiale med negativ værdi i den indre del af cellen i forhold til dens ydre overflade. Na"-K+ pumpen regulerer cellulært volumen, styrer koncentrationen af ​​stofferinde i cellen, opretholder osmotisk tryk, deltager i skabelsen af ​​membranpotentiale.

Transport i membranemballage. Overførsel af makromolekyler (proteiner, nukleinsyrer) gennem membranenparti, polysaccharider, lipoproteiner) og andre partikler udføres gennem sekventiel dannelse og fusion af omgivetmembranbundne vesikler (vesikler). Vesikulær transportprocesdet foregår i to etaper. I begyndelsenvesikelmembran og plasmalemmaholde sammen og derefter flette.For at fase 2 kan finde sted er det nødvendigtJeg ville ønske, I var vandmolekylerer overfyldt af interagerende lipid-dobbeltlag, som nærmer sig en afstand på 1-5 nm. Tæller Xia, at denne proces bliver aktiveretsærlig fusionsproteiner(De hidtil kun isoleret fra vira). Vesikulær transport harvigtig egenskab - absorberede eller udskilte makromolekyler,placeret i bobler, normalt ikkeblandes med andre makromolcules eller organeller af cellen. Pu bumser kan smelte sammen med det specifikke kemiske membraner, som giverletter udvekslingen af ​​makromolekyler mellemmellem det ekstracellulære rum ogindholdet af cellen. Ligeledesmakromolekyler overføres fra et cellekammer til et andet.

Transporten af ​​makromolekyler og partikler ind i cellen kaldes endo cytose.I dette tilfælde er de transporterede stoffer indhylletaf plasmamembranen dannes en vesikel (vakuole), somsom bevæger sig inde i cellen. Afhængig af størrelsen på billedetdanner vesikler, er der to typer endocytose - pinocytose og fagocytose.

Pinocytosesikrer absorption af væske og opløststoffer i form af små bobler ( d = 150 nm). fagocytose -dette er absorptionen af ​​store partikler, mikroorganismerkald eller fragmenter af organeller, celler. I dette tilfælde dannes deder er store vesikler, fagosomer eller vakuoler ( d -250 nm eller mere). U protozoer fagocytisk funktion - form for ernæring. Hos pattedyr udføres fagocytfunktionen af ​​makrofager ogrofils, som beskytter kroppen mod infektion ved at absorbere invaderende mikrober. Makrofager er også involveret i genanvendelsentioner af gamle eller beskadigede celler og deres affald (i kroppenmenneskelige makrofager absorberer dagligt mere end 100 gamle eritisrocytter). Fagocytose begynder først, når den opslugte partikelbinder til overfladen af ​​fagocytten og aktiverer specialiseretnye receptorceller. Binding af partikler til specifikke stoffermembranreceptorer forårsager dannelsen af ​​pseudopodia, somDe omslutter partiklen og smelter sammen ved kanterne og danner en boble -fagosomer.Dannelsen af ​​et fagosom og selve fagocytose forekommerbevæger sig kun, hvis partiklen under indkapslingsprocessenkonstant kontakter med plasmalemma-receptorer, som om de "stagnerer" blinkende lyn."

En betydelig del af materialet absorberes af cellen via endocytose, ender sin rejse i lysosomer. Store partikler medfølgerser frem til fagosomer, som derefter smelter sammen med lysosomer og danner fagolysosomer. Væske og makromolekyler absorberes underpinocytose, overføres i første omgang til endosomer, som erde smelter sammen med lysosomer for at danne endolysosomer. Jeg er til stede forskellige hydrolytiske enzymer til stede i lysosomer hurtigtro ødelægge makromolekyler. Hydrolyseprodukter (aminosyrerpartier, sukkerarter, nukleotider) transporteres fra lysosomer til cytosolen, hvor de bruges af cellen. De fleste membrankomponenter endocytotiske vesikler fra fagosomer og endosomer vender tilbage via exocytose til plasmamembranen og omfordeles derlyseres. Den væsentligste biologiske betydning af endocytose er det er muligt at opnå byggesten på grund af intracellulær fordøjelse af makromolekyler i lysosomer.

Absorptionen af ​​stoffer i eukaryote celler begynder icialiserede områder af plasmamembranen, de såkaldtevi er X afgrænsede gruber. I elektronmikrofotografiergruber ligner invaginationer af plasmamembranen, cytoplasmahvis matte side er dækket af et fibrøst lag. Lag somville grænse op til pladsens små gruber Malemmas. Gruber optager omkring 2% vol.overfladen af ​​cellemembranenos eukaryoter. Inden for et minut hullerne vokser, de graver dybere og dybere Xia, trækkes ind i buret og derefter, tilspidsning ved bunden, afsplittet,danner afgrænsede bobler.Det er konstateret fra pladsenfibroblast måtte membranKammerat inden for et minut flageomkring en fjerdedel hældesmembraner i form af afgrænset PU Zyrkov. Bobler forsvinder hurtigt deres grænse og få en mådeevne til at fusionere med lysosomet.

Endocytose kan være uspecifik(konstitutiv)Og bestemt(receptor).På uspecifik endocytose cellen overtager ogabsorberer helt fremmede stoffer, for eksempel sodpartikler,farvestoffer. Først aflejres partikler på glycocalyx. plasmalemmaer. De er særligt godt aflejret (adsorberet) af positivt ladede grupper af proteiner, da glycocalyx bærer negativ ladning. Så ændres cellens morfologimembraner. Det kan enten synke og danne invaginationer(invaginationer), eller omvendt at danne udvækster, som synes at folde, adskiller små volumener flydende medium. Dannelsen af ​​intussusceptions er mere typisk til tarmepitelceller, amøber og udvækster - til fagocytter og fibroblaster. Disse processer kan blokeres med inhibitorervejrtrækning. De resulterende vesikler er primære endosomer og kan dræne udveksler med hinanden, stigende i størrelse. Senere vil de forbinde interagerer med lysosomer, bliver til et endolysosom - fordøjelsessystemet ny vakuole. Intensiteten af ​​væskefase uspecifik pinocytose op tilret høj. Makrofager danner op til 125, og epitelceller tyndetarme op til tusind pinos i minuttet. Overfloden af ​​pinosomer fører til, at plasmalemmaet hurtigt bliver brugt på dannelsen af ​​mangeaf små vakuoler. Membran restaurering er ret hurtigtro under genanvendelse under exocytose på grund af tilbagevenden af ​​vacuoles og deres integration i plasmalemmaet. Makrofager har al plasmaDen kemiske membran udskiftes på 30 minutter, og i fibroblaster på 2 timer.

Mere effektiv måde absorption fra ekstracellulær væskeknoglespecifikke makromolekyler er specifik en docytose(receptor-medieret). Samtidig makromolekylerbinder til komplementære receptorer på overfladenceller akkumuleres i den afgrænsede pit, og derefter, danner et endosom, nedsænkes i cytosolen. Receptorendocytose sikrer akkumulering af specifikke makromolekyler ved dens receptor.Molekyler, der binder på overfladen af ​​plasmalemmaet med receptorertorus kaldes ligander. Brug af receptoren endocytose i mange dyreceller absorption forekommerkolesterol fra ekstracellulært miljø.

Plasmamembranen deltager i fjernelse af stoffer fra cellen (eksocytose). I dette tilfælde nærmer vakuolerne plasmalemmaet. Ved kontaktpunkterne smelter plasmamembranen og vakuolemembranen sammen, og indholdet af vakuolen kommer ind i miljøet.Nogle protozoer har steder på celle membran for exocytose er forudbestemte. Altså i plasmamembranen Nogle cilierede ciliater har visse områder med det korrekte arrangement af store kugler af integrerede proteiner. Umucocyster og trichocyster af ciliater er helt klar til sekretion på den øvre del af plasmalemmaet er der en kant af integrerede kuglerproteiner. Disse områder af membranen af ​​mucocyster og trichocyster er tilstødendeklæber til celleoverfladen.En slags eksocytose observeres i neutrofiler. De erkan under visse betingelser frigives til miljøetlav mine lysosomer. I nogle tilfælde dannes der små udvækster af plasmalemmaet indeholdende lysosomer, som derefter brækker af og flytter ind i mediet. I andre tilfælde observeres invagination af plasmalemmaet dybt ind i cellen og dets indfangning af lysosomer, lokaliseret placeret langt fra celleoverfladen.

Processerne med endocytose og exocytose udføres med deltagelse af et system af fibrillære komponenter i cytoplasmaet forbundet med plasmalemmaet.

Receptorfunktion af plasmalemmaet. Dette er den ene en af ​​de vigtigste, universel for alle celler, er replasmalemmaets receptorfunktion. Det definerer interaktionceller med hinanden og med det ydre miljø.

Hele rækken af ​​informative intercellulære interaktioner kan skematisk repræsenteres som en kæde af sekventiellesignal-receptor-second messenger-respons reaktioner (koncept signal-respons).Signaler overfører information fra celle til cellemolekyler, der produceres i bestemte celler og speciellefysisk påvirke andre signalfølsomme celler (celler) sheni). Signalmolekyle - primære mellemmand binding interagerer med receptorer placeret på målceller, reagerer sender kun til bestemte signaler. Signalmolekyler - ligander- passer til dens modtager som en nøgle til en lås. Ligand-for membranreceptorer (plasmalemma-receptorer) erhydrofile molekyler, peptidhormoner, neuromedie- torer, cytokiner, antistoffer, og for nukleare receptorer - fedt Romerske molekyler, steroid- og skjoldbruskkirtelhormoner, D-vitaminSom receptorer på toppenprotein kan fungere som en cellemembraner eller glycocalyx-elementerca - polysaccharider og glykoproteiner.Det menes, at de er følsomme overforområder, spredtsan på overfladen af ​​cellen eller medbraner i små zoner. Ja, påoverflade af prokaryote cellerog dyreceller er der grænseret begrænset antal pladser, som de kanbinder viruspartikler. Memesværgeproteiner (transportører og canaly) genkende, interagere og overførekun bære visse stoffer.Cellulære receptorer er involveret itransmitterer signaler fra cellens overflade ind i den.Diversitet og specificitetvoldgrav af receptorer på celleoverfladenfører til skabelsen af ​​et meget komplekst systemvi har markører, der giver os mulighed for at skelnedine celler fra andre. Lignende cellerinteragerer med hinanden, kan deres overflader klæbe sammen (konjugationprotozoer, vævsdannelse i flercellede organismer). Jeg opfatter ikke celleralmindelige markører, såvel som dem, der adskiller sig ibor af determinantmarkørerklamre sig til eller afvise.Ved dannelse af receptor-ligand-komplekset aktiveres detransmembranproteiner: transducerprotein, enhancerprotein.Som et resultat ændrer receptoren sin konformation og interaktioneksisterer med forløberen for den anden messenger placeret i cellen ka - budbringer.Budbringere kan være ioniseret calcium, fosfolipidfor C, adenylatcyclase, guanylatcyclase. Under påvirkning af budbringerenenzymer involveret i syntesen aktiveres cykliske monophosphater - AMP eller GMF. Sidstnævnte ændrer aktivettilstedeværelsen af ​​to typer proteinkinase-enzymer i cellens cytoplasma, hvilket fører til phosphorylering af adskillige intracellulære proteiner.

Det mest almindelige er dannelsen af ​​cAMP, under påvirkning af cosom øger udskillelsen af ​​en række hormoner - thyroxin, kortison, progesteron, øger nedbrydningen af ​​glykogen i lever og muskler,puls og styrke, osteodestruktion, omvendt absorption af vand i nefrontubuli.

Aktiviteten af ​​adenylatcyclasesystemet er meget høj - syntesen af ​​cAMP fører til en ti tusindedel stigning i signalet.

Under påvirkning af cGMP øges udskillelsen af ​​insulin fra bugspytkirtlen, histamin fra mastceller og serotonin fra throm.bocytter, glat muskelvæv trækker sig sammen.

I mange tilfælde, når der dannes et receptor-ligand-kompleksder er en ændring i membranpotentialet, hvilket igen fører til en ændring i permeabiliteten af ​​plasmalemmaet og metaboliskenogle processer i cellen.

Specifikke receptorer er placeret på plasmamembranen torer, der reagerer på fysiske faktorer. I fotosyntetiske bakterier er klorofyler således placeret på celleoverfladen,reagerer på lys. Hos lysfølsomme dyr i plasmachelisk membran er placeret hele systemet phogoreceptorproteinerrhodopsiner, ved hjælp af hvilke lysstimulus forvandles omdannet til et kemisk signal og derefter en elektrisk impuls.

3. Intercellulære kontakter

I flercellede dyreorganismer deltager plasmalemmaet i dannelsen intercellulære forbindelser, der giver intercellulære interaktioner. Der er flere typer af sådanne strukturer.

§ Enkel kontakt.Simpel kontakt forekommer mellem de fleste tilstødende celler af forskellig oprindelse. Det repræsenterer konvergensen af ​​plasmamembranerne af naboceller i en afstand på 15-20 nm. I dette tilfælde forekommer interaktionen af ​​glycocalyx-lagene af naboceller.

§ Tæt (lukket) kontakt. Med denne forbindelse bringes de ydre lag af de to plasmalemmaer så tæt som muligt. Tilnærmelsen er så tæt, at det er, som om plasmalemma-sektionerne af to naboceller smelter sammen. Membranfusion forekommer ikke over hele området med tæt kontakt, men repræsenterer en række punktlignende konvergenser af membraner. Tight junctions rolle er at forbinde celler mekanisk med hinanden. Dette område er uigennemtrængeligt for makromolekyler og ioner, og derfor lukker og afgrænser det intercellulære huller (og med dem den faktiske indre miljø krop) fra ydre miljø.

§ Sammenhængsplet, eller desmosom. Desmosomet er et lille område med en diameter på op til 0,5 mikron. I desmosomzonen på den cytoplasmatiske side er der et område med tynde fibriller. Desmosomernes funktionelle rolle er hovedsageligt mekanisk kommunikation mellem celler.

§ Gap junction eller nexus. Med denne type kontakt adskilles plasmamembranerne fra naboceller med et mellemrum på 2-3 nm over en afstand på 0,5-3 µm. Strukturen af ​​plasmamembranerne indeholder specielle proteinkomplekser (connexons). Ét connexon på plasmamembranen af ​​en celle er nøjagtigt modsat et connexon på plasmamembranen af ​​en tilstødende celle. Som et resultat dannes en kanal fra en celle til en anden. Connexons kan trække sig sammen, ændre diameteren af ​​den indre kanal, og derved deltage i reguleringen af ​​transporten af ​​molekyler mellem celler. Denne type forbindelse findes i alle vævsgrupper. Den funktionelle rolle for gap junction er at transportere ioner og små molekyler fra celle til celle. I hjertemusklen overføres excitation, som er baseret på processen med at ændre ionisk permeabilitet, fra celle til celle gennem nexus.

§ Synaptisk kontakt eller synapse. Synapser er områder med kontakt mellem to celler, der er specialiseret til ensidig overførsel af excitation eller hæmning fra et element til et andet. Denne type forbindelse er karakteristisk for nervevæv og forekommer både mellem to neuroner og mellem en neuron og et andet element. Membranerne i disse celler er adskilt af et intercellulært rum - en synaptisk kløft omkring 20-30 nm bred. Membranen i området for synaptisk kontakt af en celle kaldes præsynaptisk, den anden - postsynaptisk. Nær den præsynaptiske membran detekteres et stort antal små vakuoler (synaptiske vesikler), der indeholder transmitteren. I det øjeblik, hvor en nerveimpuls passerer, frigiver synaptiske vesikler transmitteren ind i den synaptiske kløft. Mediatoren interagerer med receptorstederne i den postsynaptiske membran, hvilket i sidste ende fører til overførsel af en nerveimpuls. Ud over at transmittere nerveimpulser giver synapser en stiv forbindelse mellem overfladerne af to interagerende celler.

§ Plasmodesmata.Denne type intercellulær kommunikation findes i planter. Plasmodesmata er tynde rørformede kanaler, der forbinder to tilstødende celler. Diameteren af ​​disse kanaler er normalt 40-50 nm. Plasmodesmata passerer gennem cellevæggen, der adskiller cellerne. I unge celler kan antallet af plasmodesmata være meget stort (op til 1000 pr. celle). Efterhånden som celler ældes, falder deres antal på grund af brud, når tykkelsen af ​​cellevæggen øges. Plasmodesmatas funktionelle rolle er at sikre intercellulær cirkulation af opløsninger, der indeholder næringsstoffer, ioner og andre forbindelser. Via plasmodesmata inficeres celler med plantevirus.

Specialiserede strukturer af plasmamembranen

Plasmalemmaet af mange dyreceller danner udvækster af forskellige strukturer (microvilli, cilia, flagella). Findes oftest på overfladen af ​​mange dyreceller mikrovilli. Disse udvækster af cytoplasmaet, afgrænset af plasmalemmaet, har form som en cylinder med en afrundet top. Microvilli er karakteristiske for epitelceller, men findes også i celler i andre væv. Diameteren af ​​mikrovilli er omkring 100 nm. Deres antal og længde er forskellige forskellige typer celler. Betydningen af ​​mikrovilli er at øge celleoverfladearealet betydeligt. Dette er især vigtigt for celler involveret i absorption. I tarmepitelet er der således op til 2x108 mikrovilli pr. 1 mm 2 overflade.

Artiklen er et resumé af et lektionsstudie og primær konsolidering af ny viden (kursus "Generel biologi", klasse 10, i henhold til programmet for V.B. Zakharov).

Opgaver:

1. dannelse af viden om strukturen, egenskaberne og funktionerne af cellemembranens indre lag - plasmamembranen (og vha. dens eksempel andre cellemembraner) ved brug af en sæbeboble som model.
2. udvikling af konceptet om strukturens overensstemmelse med de udførte funktioner.
3. primær konsolidering af erhvervet viden ved hjælp af opgaver i Unified State Exam-formatet.

Udstyr:

1. tabel "Struktur af plante- og dyreceller i henhold til lys- og elektronmikroskoper."
2. vaskemiddelopløsning (til fremstilling af sæbebobler), plastikslange, tynd synål.
3. tavletegning: molekylære modeller<Billede 1 >.
4. didaktiske materialer med opgaver i Unified State Exam-formatet.

Under timerne

Lærer: I den sidste lektion udførte vi laboratoriearbejde "Plasmolyse og deplasmolyse i løghudceller", hvor vi stiftede bekendtskab med interessante fænomener. Hvad er deres essens?

Studerende: Når plantevæv (overhuden af ​​løgskæl) blev anbragt i en hypertonisk opløsning af natriumchlorid (NaCl), var der ingen diffusion af denne opløsning ind i cellerne, men en frigivelse af vand fra cellevakuolerne mod den hypertone NaCl-opløsning mhp. at afbalancere koncentrationerne af ioner på begge sider af cellemembranen. Samtidig faldt volumenet af vakuoler og hele cytoplasmaet som helhed, hvilket førte til adskillelsen af ​​cytoplasmaet fra cellevæggen - plasmolyse. Da det undersøgte væv blev returneret til rent vand, observerede vi heller ikke frigivelsen af ​​opløste stoffer fra vakuolerne, men kun strømmen af ​​vand fra det omgivende rum ind i cellen, ind i vakuolerne med cellesaft, hvilket førte til genoprettelse af cellevolumenet til dets tidligere grænser - deplasmolyse.

Lærer: Hvilken konklusion kan man drage af eksperimentet?

Studerende: Formentlig tillader celleoverfladen frit vand at passere i begge retninger, men bevarer Na + og Cl - ioner, der er en del af bordsalt.

Lærer: Ejendommen vi opdagede hedder selektiv permeabilitet eller semipermeabilitet af plasmamembranen.

Hvad er en plasmamembran (eller plasmamembran), hvad er dens struktur, egenskaber og funktioner, skal vi forstå i dagens lektion. Som vi aftalte, vil lektionen blive undervist af dine kammerater, som har forberedt et foredrag om cellemembraner. Din opgave er at nedskrive grundlæggende information om cellemembraner, mens du lytter. Du bliver nødt til at anvende den erhvervede viden ved at besvare testspørgsmålet i slutningen af ​​lektionen.

Foredragsholder 1. Membran struktur.

Plasmamembranen er til stede i alle celler (under glycocalyx hos dyr og under cellevæggen i andre organismer), den sikrer cellens interaktion med sit miljø. Plasmalemmaet danner en mobil overflade af cellen, som kan have udvækster og invaginationer, laver bølgelignende oscillerende bevægelser, og makromolekyler bevæger sig konstant i den.

På trods af disse kontinuerlige ændringer forbliver cellen altid omgivet af en tæt membran. Plasmamembranen er en tynd film, der er mindre end 10 nm tyk. Selvom dens tykkelse øges med 1 million gange, vil vi kun få en værdi på omkring 1 cm, mens hvis hele cellen øges med 1 million gange, vil dens størrelse kunne sammenlignes med et ret stort publikum.

Membranen indeholder to hovedtyper af molekyler: fosfolipider, danner dobbeltlag i tykkelsen af ​​membranen, og egern på dens overflader. Disse molekyler holdes sammen af ​​ikke-kovalente interaktioner. Denne sandwich-lignende membranmodel blev foreslået af amerikanske videnskabsmænd Danieli og Dawson i 1935. Med fremkomsten af ​​elektronmikroskopet blev det bekræftet og noget modificeret. I øjeblikket accepteret flydende mosaik membran model, ifølge hvilke proteinmolekyler, der flyder i et flydende lipid-dobbeltlag, danner en slags mosaik i det. Et diagram over denne moderne model, foreslået i 1972 af Singer og Nicholson, er givet i lærebogen.

Nogle proteiner har kulhydrater kovalent bundet til deres ydre overflade og dannes glykoproteiner– ejendommelige molekylære antenner, der er receptorer. Glycoproteiner er involveret i genkendelsen af ​​eksterne signaler, der kommer fra miljøet eller fra andre dele af kroppen selv, og i cellernes reaktion på deres indflydelse. En sådan gensidig anerkendelse er et nødvendigt stadium forud for befrugtning, såvel som vedhæftningen af ​​celler i processen med vævsdifferentiering. Genkendelse er også forbundet med reguleringen af ​​transporten af ​​molekyler og ioner gennem membranen, samt immunresponset, hvor glycoproteiner spiller rollen som antigener.

Foredragsholder 2.Membranegenskaber.

For at forstå hvilke egenskaber disse mikroskopiske strukturer har, lad os tage en sæbeboble som model. Faktum er, at molekylerne af sæbe og fosfolipider, der udgør membranerne, har en lignende struktur<Billede 1>. Sæber (salte af fedtsyrer) har i deres struktur hydrofilt hoved(fra en ladet carboxylgruppe) og lang hydrofob hale. Fosfolipider, der udgør membraner, har også en hydrofob hale (af to fedtsyrekæder) og et stort hydrofilt hoved, der indeholder en negativt ladet phosphorsyregruppe.

Ris. 1. Modeller af molekyler.

Når stoffer med en lignende struktur blandes med vand, antager deres molekyler spontant følgende konfiguration: de hydrofile hoveder er nedsænket i vand, og de hydrofobe haler kommer ikke i kontakt med vand, idet de kun kommer i kontakt med hinanden og med andre hydrofobe stoffer, som kan være omkring, for eksempel med luft . Når de befinder sig på grænsen mellem to miljøer af lignende karakter, er både sæbemolekyler og fosfolipidmolekyler i stand til at danne et dobbeltlag. Nogle af de vigtige egenskaber ved biologiske membraner (som sæbebobler), der er anført nedenfor, forklares af strukturen af ​​lipid-dobbeltlaget.

EN) Mobilitet.

Et lipid-dobbeltlag er i det væsentlige en væskeformation, inden for hvilket plan molekyler kan bevæge sig frit - "flow" uden at miste kontakter på grund af gensidig tiltrækning ( "foredragsholder" demonstrerer strømmen af ​​væske i væggen af ​​en sæbeboble, der hænger på et plastikrør). De hydrofobe haler kan glide frit forbi hinanden.

b) Selvlåsende evne.

"The Lecturer" demonstrerer, hvordan når en sæbeboble gennembores, og nålen efterfølgende fjernes, genoprettes integriteten af ​​dens væg øjeblikkeligt. Takket være denne evne kan celler smelte sammen ved at fusionere deres plasmamembraner (for eksempel under udviklingen af ​​muskelvæv). Den samme effekt ses, når man skærer en celle i to dele med en mikrokniv, hvorefter hver del er omgivet af en lukket plasmamembran.

V) Selektiv permeabilitet.

Det vil sige uigennemtrængelighed for vandopløselige molekyler på grund af den olieagtige film dannet af de hydrofobe haler af fosfolipidmolekyler. For fysisk at trænge ind i en sådan film skal stoffet selv være hydrofobt, eller det kan presse sig gennem tilfældige huller dannet som følge af molekylære bevægelser (små molekyler, såsom vandmolekyler).

Proteiner, der trænger gennem hele membranens tykkelse, eller er placeret på dens ydre og indre overflader, hjælper cellen med at udveksle stoffer med miljø. Proteinmolekyler sørger for selektiv transport af stoffer over membranen, idet de er enzymer, derudover dannes porer inde i proteinmolekyler eller mellem nabomolekyler, hvorigennem vand og nogle ioner passivt trænger ind i cellerne.

Foredragsholder 3. Funktioner af plasmamembranen.

Hvad tjener en struktur med en sådan struktur og egenskaber for en celle? Det viser sig, at hun:

1. Giver cellen form og beskytter mod fysiske og kemiske skader.
2. Takket være sin mobilitet, evnen til at danne udvækster og fremspring, udfører den kontakt og interaktion af celler i væv og organer.
3. Adskiller det cellulære miljø fra det ydre miljø og bevarer deres forskelle.
4. Det er en slags indikator for celletype på grund af det faktum, at proteiner og kulhydrater på overfladen af ​​membraner og forskellige celler ikke er ens.
5. Regulerer udvekslingen mellem cellen og miljøet, og sikrer selektivt transporten af ​​næringsstoffer ind i cellen og fjernelse af endelige stofskifteprodukter til det fri.

Foredragsholder 4. Jeg vil gerne fortælle dig, hvordan det sker transport over plasmamembranen og tilsvarende gennem andre cellemembraner. Transporten kan være passiv, hvilket ikke kræver energi, og aktiv, energiafhængig, hvor der forbruges energi som følge af hydrolyse af ATP-molekyler.

1. Diffusion.

Dette er en passiv proces; bevægelsen af ​​stoffer sker fra et område med høj koncentration til et område med lav koncentration. Gasser og lipofile (fedtopløselige) molekyler diffunderer hurtigt, ioner og små polære molekyler (glukose, aminosyrer, fedtsyrer) diffunderer langsomt. Diffusion accelereres af porer i proteinmolekyler.

En form for diffusion er osmose– bevægelse af vand gennem membranen.

2. Endocytose.

Dette er den aktive transport af stoffer over membranen ind i cellen (eksocytose - ud af cellen). Afhængigt af arten af ​​det stof, der overføres gennem membranen, skelnes der mellem to typer af disse processer: hvis et tæt stof overføres - fagocytose(fra det græske "phagos" - fortær og "cytos" - celle), hvis dråber væske indeholdende forskellige stoffer i en opløst eller suspenderet tilstand, så - pinocytose(fra det græske "pino" - drik og "cytos" - celle).

Overførselsprincippet er i begge tilfælde identisk: på det sted, hvor cellens overflade kommer i kontakt med en partikel eller dråbe af et stof, bøjes membranen, danner en fordybning og omgiver partikel eller væskedråbe, som er nedsænket i en "membranpakke" inde i cellen. Her dannes en fordøjelsesvakuole, og organiske stoffer, der kommer ind i cellen, fordøjes i den. Fagocytose er udbredt hos dyr, og pinocytose udføres af celler fra dyr, planter, svampe, bakterier og blågrønalger.

3. Aktiv transport ved hjælp af membranindlejrede enzymer.

Overførslen sker mod koncentrationsgradienten med energiforbrug, for eksempel kommer kaliumioner ind (“pumpes”) ind i cellen, og natriumioner fjernes (“pumpes”) ud af cellen. Dette arbejde er ledsaget af akkumulering af en elektrisk potentialforskel på membranen. Sådanne cellulære transportsystemer kaldes normalt " pumper" Transporten af ​​aminosyrer og sukkerarter udføres på samme måde.

konklusioner:

1. Plasmalemma er en tynd, omkring 10 nm tyk film på overfladen af ​​cellen. Det omfatter lipoproteinstrukturer (lipider og proteiner).
2. Nogle overflademolekyler af proteiner har kulhydratmolekyler knyttet (de er forbundet med genkendelsesmekanismen).
3. Membranlipider danner spontant et dobbeltlag. Dette bestemmer den selektive permeabilitet af membranen.
4. Membranproteiner udfører en række funktioner og letter transporten over membranen væsentligt.
5. Membranlipider og proteiner er i stand til at bevæge sig i membranens plan, på grund af hvilket celleoverfladen ikke er perfekt glat.

For at konsolidere de oplysninger, der er modtaget i lektionen, tilbydes eleverne opgaver i Unified State Exam-formatet.

Del "A"

Vælg et rigtigt svar.

A1. Plasmamembranens struktur og funktioner bestemmes af de molekyler, der udgør den:

1) glykogen og stivelse
2) DNA og ATP
3) proteiner og lipider
4) fiber og glukose

A2. Plasmamembranen udfører ikke funktionen af:

1) transport af stoffer
2) cellebeskyttelse
3) interaktion med andre celler
4) proteinsyntese

A3. Kulhydrater inkluderet i cellemembranens struktur udfører følgende funktioner:

1) transport af stoffer
2) receptor
3) dannelse af et dobbeltlag af membran
4) fotosyntese

A4. Proteiner inkluderet i cellemembranens struktur udfører følgende funktioner:

1) byggeri
2) beskyttende
3) transport
4) alle specificerede funktioner

A5. Fagocytose er:

1) cellens optagelse af væske
2) indfangning af faste partikler
3) transport af stoffer over membranen
4) bioacceleration kemiske reaktioner

A6. De hydrofile overflader af membranerne er dannet:

1) ikke-polære haler af lipider
2) polære hoveder af lipider
3) proteiner
4) kulhydrater

A7. Passagen af ​​Na + og K + ioner gennem membranen sker gennem:

1) diffusion
2) osmose
3) aktiv overførsel
4) ikke implementeret

A8. Følgende passerer frit gennem membranens lipidlag:

1) vand
2) udsendelse
3) glukose
4) stivelse

Del "B"

1) aktiv transport forbruger energi
2) fagocytose er en type endocytose
3) diffusion er en form for aktiv transport
4) planters cellevæg består af cellulose
5) osmose er diffusionen af ​​vand
6) pinocytose er en type fagocytose
7) plasmalemma består af tre lag lipider
8) kl dyrecelle ingen cellevæg
9) plasmalemma giver kommunikation mellem cellen og dens omgivelser

Del "C"

Opgaver med gratis detaljeret svar

C1. Hvad betyder endocytose:

a) for protozoer og lavere hvirvelløse dyr?
b) for højt organiserede dyr og mennesker?

C2. Hvad er det fysiske grundlag for vakuolær transport i en celle?

C3. Hvad er det ligesom biologisk betydning uregelmæssigheder i overfladen af ​​plasmalemmaet af nogle celler (microvilli, cilia, etc.)?

C4. Den elektriske rokke og den elektriske ål bedøver deres bytte med udladninger på flere hundrede volt. Hvilke egenskaber ved celleplasmamembraner understøtter muligheden for at skabe sådanne udladninger?

C5. Hvordan fungerer plasmalemmaet for at give cellen et "identitetskort"?

Svar på opgaver.

Del "A".

1–3, 2–4, 3–2, 4–4, 5–2, 6–2, 7–3, 8–2.

Del "B".

1, 2, 4, 5, 8, 9 – "ja"; 3, 6, 7 – "nej"

Del "C".

1a. Muligheden for, at mad kommer ind i cellerne og yderligere fordøjelse i lysosomer.

1b. Den fagocytiske aktivitet af leukocytter er af stor betydning for at beskytte kroppen mod patogene bakterier og andre uønskede partikler. Pinocytose i renale tubulære celler fører til absorption af proteiner fra primær urin.

2. De vigtigste egenskaber ved lipid-dobbeltlag er membranernes evne til at lukke.

3. Forøgelse af cellens overfladeareal til udveksling mellem cellen og dens miljø.

4. Tilstedeværelsen af ​​enzymsystemer, der udfører aktiv transport ("pumper") fører til en omfordeling af ladninger på plasmalemmaet og skabelsen af ​​en membranpotentialforskel.

5. Til dette er der en række specifikke kemiske grupper på overfladen af ​​membranen - "antenner", som oftest er glykoproteiner.

Kernen er ansvarlig for opbevaring genetisk materiale skrevet på DNA, og styrer også alle celleprocesser. Cytoplasmaet indeholder organeller, som hver har sine egne funktioner, såsom for eksempel syntese af organiske stoffer, fordøjelse osv. Og vi vil tale mere om den sidste komponent i denne artikel.

i biologi?

Taler i et enkelt sprog, dette er skallen. Det er dog ikke altid helt uigennemtrængeligt. Transport af visse stoffer gennem membranen er næsten altid tilladt.

I cytologi kan membraner opdeles i to hovedtyper. Den første er plasmamembranen, som dækker cellen. Den anden er organellernes membraner. Der er organeller, der har en eller to membraner. Enkeltmembranceller omfatter det endoplasmatiske reticulum, vakuoler og lysosomer. Plastider og mitokondrier tilhører dobbeltmembrangruppen.

Membraner kan også være til stede inde i organeller. Disse er normalt derivater af den indre membran af dobbeltmembranorganeller.

Hvordan er membranerne i dobbeltmembranorganeller arrangeret?

Plastider og mitokondrier har to membraner. Den ydre membran af begge organoider er glat, men den indre danner de strukturer, der er nødvendige for organoidens funktion.

Således har mitokondriemembranen indadgående fremspring - cristae eller kamme. En cyklus af kemiske reaktioner, der er nødvendige for cellulær respiration, opstår på dem.

Derivater af den indre membran af kloroplaster er skiveformede sække - thylakoider. De er samlet i stakke - grana. De enkelte granae er forenet med hinanden ved hjælp af lameller - lange strukturer også dannet af membraner.

Struktur af membraner af enkeltmembranorganeller

Sådanne organeller har en membran. Det er normalt en glat skal bestående af lipider og proteiner.

Funktioner af strukturen af ​​celleplasmamembranen

Membranen består af stoffer som lipider og proteiner. Strukturen af ​​plasmamembranen sørger for, at dens tykkelse er 7-11 nanometer. Hovedparten af ​​membranen består af lipider.

Strukturen af ​​plasmamembranen sørger for tilstedeværelsen af ​​to lag. Det første er et dobbelt lag af fosfolipider, og det andet er et lag af proteiner.

Plasmamembranlipider

Lipider, der udgør plasmamembranen, er opdelt i tre grupper: steroider, sphingophospholipider og glycerophospholipider. Sidstnævntes molekyle indeholder en rest af den trivalente alkoholglycerol, hvor hydrogenatomerne i to hydroxylgrupper er erstattet af kæder af fedtsyrer, og brintatomet i den tredje hydroxylgruppe er erstattet af en phosphorsyrerest, hvortil til gengæld er resten af ​​en af ​​de nitrogenholdige baser vedhæftet.

Glyrophospholipidmolekylet kan opdeles i to dele: hovedet og halerne. Hovedet er hydrofilt (dvs. opløses i vand), og halerne er hydrofobe (de afviser vand, men opløses i organiske opløsningsmidler). På grund af denne struktur kan glycerophospholipid-molekylet kaldes amfifilt, dvs. både hydrofobt og hydrofilt på samme tid.

Sphingophospholipider ligner hinanden i kemisk struktur til glycerophospholipider. Men de adskiller sig fra de ovenfor nævnte ved, at de i stedet for en glycerolrest indeholder en sphingosinalkoholrest. Deres molekyler har også hoveder og haler.

Billedet nedenfor viser tydeligt strukturen af ​​plasmamembranen.

Plasmamembranproteiner

Hvad angår de proteiner, der udgør plasmamembranen, er disse hovedsageligt glykoproteiner.

Afhængigt af deres placering i skallen kan de opdeles i to grupper: perifere og integrerede. Den første er dem, der er på overfladen af ​​membranen, og den anden er dem, der penetrerer hele membranens tykkelse og er placeret inde i lipidlaget.

Afhængigt af de funktioner, som proteiner udfører, kan de opdeles i fire grupper: enzymer, strukturelle, transport- og receptorgrupper.

Alle proteiner, der er placeret i strukturen af ​​plasmamembranen, er ikke kemisk forbundet med fosfolipider. Derfor kan de bevæge sig frit i membranens hovedlag, samles i grupper osv. Derfor kan strukturen af ​​plasmamembranen i en celle ikke kaldes statisk. Det er dynamisk, fordi det ændrer sig hele tiden.

Hvad er cellemembranens rolle?

Strukturen af ​​plasmamembranen gør det muligt for den at klare fem funktioner.

Den første og vigtigste ting er begrænsningen af ​​cytoplasmaet. Takket være dette har cellen en konstant form og størrelse. Denne funktion opnås på grund af det faktum, at plasmamembranen er stærk og elastisk.

Den anden rolle er tilvejebringelse På grund af deres elasticitet kan plasmamembraner danne udvækster og folder ved deres kryds.

Den næste funktion af cellemembranen er transport. Det leveres af specielle proteiner. Takket være dem kan de nødvendige stoffer transporteres ind i cellen, og unødvendige stoffer kan bortskaffes fra den.

Derudover udfører plasmamembranen en enzymatisk funktion. Det udføres også takket være proteiner.

Og den sidste funktion er signalering. På grund af det faktum, at proteiner kan ændre deres rumlige struktur under indflydelse af visse forhold, kan plasmamembranen sende signaler til celler.

Nu ved du alt om membraner: hvad en membran er i biologien, hvordan de er, hvordan plasmamembranen og organelmembranerne er opbygget, hvilke funktioner de udfører.