Головна

Будова і функції біологічних мембран

  1. Divide; Побудова характеристик насосів
  2. II. ФУНКЦІЇ
  3. II. функції
  4. II. ФУНКЦІЇ
  5. II. функції ІТС
  6. II. ФУНКЦІЇ ЦУП
  7. Адаптація до порушення біологічних ритмів.

Будова біомембрани. Мембрани, що обмежують клітини і мембранні органели еукаріотичних клітин, мають загальний хімічний склад і будова. До їх складу входять ліпіди, білки і вуглеводи. Ліпіди мембрани представлені в основному фосфоліпідами і холестерином. Більшість білків мембран відноситься до складних білок, наприклад глікопротеїну. Вуглеводи не зустрічаються в мембрані самостійно, вони пов'язані з білками і ліпідами. Товщина мембран складає 7-10 нм.

Відповідно до загальноприйнятої в даний час рідинно-мозаїчної моделі будови мембран, ліпіди утворюють подвійний шар, або ліпідний бішар, в якому гідрофільні «головки» молекул ліпідів звернені назовні, а гідрофобні «хвости» заховані всередину мембрани (рис. 2.24). Ці «хвости» завдяки своїй гидрофобности забезпечують поділ водних фаз внутрішнього середовища клітини і її оточення. З ліпідами за допомогою різних типів взаємодії пов'язані білки. Частина білків розташована на поверхні мембрани. Такі білки називають периферійними, або поверхневими. Інші білки частково або повністю занурені в мембрану - це інтегральні, або занурені білки. Білки мембран виконують структурну, транспортну, каталітичну, рецеп- битий і інші функції.

Мембрани не схожі на кристали, їх компоненти постійно знаходяться в русі, внаслідок чого між молекулами ліпідів виникають розриви - пори, через які в клітку можуть потрапляти або залишати різні речовини.

Біологічні мембрани розрізняються по розташуванню в клітці, хімічним складом і виконуваних функцій. Основні типи мембран - плазматична і внутрішня.

плазматична мембрана (Рис. 2.24) містить близько 45% ліпідів (в т. Ч. Гликолипидов), 50% білків і 5% вуглеводів. Ланцюжки вуглеводів, що входять до складу складних білків-глікопротеїнів і складних ліпідів-гликолипидов, виступають над поверхнею мембрани. Глікопротеїни плазмалемми надзвичайно специфічні. Так, наприклад, по ним відбувається взаємопізнавання клітин, в тому числі сперматозоїда і яйцеклітини.

На поверхні клітин тварин вуглеводні ланцюжки утворюють тонкий поверхневий шар - гликокаликс. Він виявлений майже у всіх тваринних клітинах, але ступінь його вираженості неоднакова (10-50 мкм). Гликокаликс забезпечує безпосередній зв'язок клітини з зовнішнім середовищем, в ньому відбувається позаклітинне травлення; в глікокаліксі розміщені рецептори. Клітини бактерій, рослин і грибів, крім плазмалемми, оточені ще й клітинними оболонками.

внутрішні мембрани еукаріотів розмежовують різні частини клітини, утворюючи своєрідні «відсіки» - компартменти, що сприяє розділенню різних процесів обміну речовин і енергії. Вони можуть відрізнятися за хімічним складом і виконуваних функцій, але загальний план будови у них зберігається.

Функції мембран:

1. Обмежує. Полягає в тому, що вони відокремлюють внутрішній простір клітини від зовнішнього середовища. Мембрана є напівпроникною, тобто її вільно долають тільки ті речовини, які необхідні клітці, при цьому існують механізми транспорту необхідних речовин.

2. Рецепторная. Пов'язана в першу чергу з сприйняттям сигналів навколишнього середовища і передачею цієї інформації всередину клітини. За цю функцію відповідають спеціальні білки-рецептори. Мембранні білки відповідають ще й за клітинне впізнавання за принципом «свій-чужий», а також за освіту міжклітинних з'єднань, найбільш вивченими з яких є синапси нервових клітин.

3. Каталітична. На мембранах розташовані численні ферментні комплекси, внаслідок чого на них відбуваються інтенсивні синтетичні процеси.

4. Енерготрансформірующая. Пов'язана з утворенням енергії, її запасанием у вигляді АТФ і витрачанням.

5. Компартменталізація. Мембрани розмежовують також простір усередині клітини, розділяючи тим самим вихідні речовини реакції і ферменти, які можуть здійснювати відповідні реакції.

6. Освіта міжклітинних контактів. Незважаючи на те, що товщина мембрани настільки мала, що її неможливо розрізнити неозброєним оком, вона, з одного боку, служить досить надійним бар'єром для іонів і молекул, особливо водорозчинних, а з іншого - забезпечує їх перенесення в клітку і назовні.

Мембранний транспорт. У зв'язку з тим, що клітини як елементарні біологічні системи є відкритими системами, для забезпечення обміну речовин і енергії, підтримки гомеостазу, росту, дратівливості та інших процесів потрібно перенесення речовин через мембрану - мембранний транспорт (рис. 2.25). В даний час транспорт речовин через мембрану клітини ділять на активний, пасивний, ендо- та екзоцитоз.

пасивний транспорт - Це вид транспорту, який відбувається без витрати енергії від більшої концентрації до меншої. Розчинні в ліпідах невеликі неполярні молекули (02, С02) Легко проникають в клітку шляхом простої дифузії. Нерозчинні ж в ліпідах, в тому числі заряджені невеликі частинки, підхоплюються білками-пере- носчіков або проходять через спеціальні канали (глюкоза, амінокислоти, К+, РВ43). Такий вид пасивного транспорту називається полегшеної дифузії. Вода надходить в клеткучерез пори в ліпідної фазі, а також по спеціальних каналах, вистелений білками. Транспорт води через мембрану називається осмосом (Рис. 2.26).

Осмос має надзвичайно важливе значення в житті клітини, так як якщо її помістити в розчин з більш високою концентрацією солей, ніж у клітинному розчині, то вода почне виходити з клітини, і тіло живого вмісту почне зменшуватися. У тварин клітин відбувається с'ежіваніе клітини в цілому, а у рослинних - відставання цитоплазми від клітинної стінки, яке називається плазмоліз (Рис. 2.27).

При приміщенні клітини в менш концентрований, ніж цитоплазма, розчин, транспорт води відбувається в зворотному напрямку - в клітку. Однак існують межі розтяжності цитоплазматичної мембрани, і тваринна клітина врешті-решт розривається, а у рослинній цього не дозволяє зробити міцна клітинна стінка. Явище заповнення клітинним вмістом всього внутрішнього простору клітини називається деплазмолізу. Внутрішньоклітинну концентрацію солей слід враховувати при приготуванні лікарських препаратів, особливо для внутрішньовенного введення, так як це може призводити до пошкодження клітин крові (для цього використовують фізіологічний розчин з концентрацією 0,9% хлориду натрію). Це не менш важливо при культивуванні клітин і тканин, а також органів тварин і рослин.

активний транспорт протікає з витратою енергії АТФ від меншої концентрації речовини до більшої. Він здійснюється за допомогою спеціальних білків-насосів. Білки перекачують через мембрану іони К+, Na+, Са2+ та інші, що сприяє транспорту найважливіших органічних речовин, а також виникненню нервових імпульсів і т. д.

ендоцитоз - Це активний процес поглинання речовин клітиною, при якому мембрана утворює впячивания, а потім формує мембранні пухирці - фагосоми, в яких укладені поглинаються об'єкти. Потім з фагосомою зливається первинна лизосома, і утворюється вторинна лизосома, або фаголізосоми, або травна вакуоль. Вміст бульбашки розщеплюється ферментами лізосом, а продукти розщеплення поглинаються і засвоюються клітиною. Неперетравлені залишки видаляються з клітки шляхом екзоцитозу. Розрізняють два основних види ендоці- тоза: фагоцитоз і піноцитозу.

фагоцитоз - Це процес захоплення клітинної поверхнею і поглинання клітиною твердих частинок, а пиноцитоз - Рідини. Фагоцитоз протікає в основному в тваринних клітинах (одноклітинні тварини, лейкоцити людини), він забезпечує їх харчування, а часто і захист організму (рис. 2.28).

Шляхом піноцитозу відбувається поглинання білків, комплексів антиген-антитіла в процесі імунних реакцій і т. Д. Однак шляхом піноцитозу або фагоцитозу в клітку також потрапляють багато вірусів. У клітинах рослин і грибів фагоцитоз практично неможливий, так вони оточені міцними клітинними оболонками.

екзоцитоз - Процес, зворотний ендоцитозу. Таким чином виділяються неперетравлені залишки їжі з травних вакуолей, виводяться необхідні для життєдіяльності клітини і організму в цілому речовини. Наприклад, передача нервових імпульсів відбувається завдяки виділенню відповісти тому, хто імпульс нейроном хімічних посередників - медіаторів, а в рослинних клітинах так виділяються допоміжні вуглеводи клітинної оболонки.

Клітинні оболонки клітин рослин, грибів і бактерій. Зовні від мембрани клітина може виділяти міцний каркас - клітинну оболонку, або клітинну стінку.

У рослин основу клітинної оболонки становить целюлоза, упакована в пучки по 50-100 молекул. Проміжки між ними заповнюють вода та інші вуглеводи. Оболонка рослинної клітини пронизана каналами - плазмодесмамі (Рис. 2.29), через які проходять мембрани ендоплазматичної мережі.

За плазмодесмам здійснюється транспорт речовин між клітинами. Однак транспорт речовин, наприклад води, може відбуватися і за самим клітинних стінок. Згодом в клітинній оболонці рослин накопичуються різні речовини, в тому числі дубильні або жироподібні, що призводить до одревеснению або опробковенію самої клітинної стінки, витіснення води і відмирання клітинного вмісту. Між клітинними стінками сусідніх клітин рослин розташовуються желеподібні прокладки - серединні пластинки, які скріплюють їх між собою і цементують тіло рослини в цілому. Вони руйнуються тільки в процесі дозрівання плодів і при обпаданні листя.

Клітинні стінки клітин грибів утворені хітином - Углеводом, що містить азот. Вони досить міцні і є зовнішнім скелетом клітини, але все ж, як і у рослин, перешкоджають фагоцитозу.

У бактерій до складу клітинної стінки входить вуглевод з фрагментами пептидів - муреин, проте його зміст суттєво різниться у різних груп бактерій. Назовні від клітинної стінки можуть виділятися також інші полісахариди, що утворюють слизову капсулу, що захищає бактерії від зовнішніх впливів.

Оболонка визначає форму клітини, служить механічної опорою, виконує захисну функцію, забезпечує осмотические властивості клітини, обмежуючи розтягнення живого вмісту і запобігаючи розрив клітини, збільшується внаслідок надходження води. Крім того, клітинну стінку долають вода і розчинені в ній речовини, перш ніж потрапити в цитоплазму або, навпаки, при виході з неї, при цьому по клітинних стінок вода транспортується швидше, ніж по цитоплазмі.



Попередня   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   Наступна

Розділ 2. Клітка як біологічна система | Розвиток знань про клітину | різноманіття клітин | Прокаріотів і еукарiотичнi клітини | Порівняльна характеристика будови клітин рослин, тварин, грибів і бактерій | Макро- і мікроелементи | Неорганічні речовини клітини. | вуглеводи | Білки, їх будова і функції. | Взаємозв'язок будови і функцій частин і органоїдів клітини - основа її цілісності |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати