Мы объясним, что такое клеточная мембрана и некоторые ее характеристики. А также функция и структура этого липидного слоя
Клеточная мембрана имеет среднюю толщину 7,3 нм3
Что такое клеточная мембрана?
Клеточная мембрана, плазматическая мембрана, плазмалемма или цитоплазматическая мембрана – это двойной слой фосфолипидов, который окружает и ограничивает клетки , отделяя внутреннюю часть от внешней и обеспечивая физическое и химическое равновесие между окружающей средой и цитоплазмой клетки. Это самая внешняя часть клетки
Эта мембрана не видна под световым микроскопом (она видна под электронным микроскопом), поскольку она имеет среднюю толщину 8 нм (1 нм = 10-9 м) и расположена в растительных грибковых клетках под клеточной стенкой
Основной характеристикой клеточной мембраны является ее избирательная проницаемость, т.е. способность пропускать или не пропускать определенные молекулы внутрь клетки, регулируя таким образом прохождение воды , питательных веществ или ионных солей, чтобы цитоплазма всегда находилась при оптимальном электрохимическом потенциале (отрицательно заряженной), pH или концентрации
Функция клеточной мембраны
Мембрана пропускает через себя нужные вещества и не пропускает нежелательные.
Клеточная мембрана выполняет следующие функции:
- Делимитация. Она определяет и механически защищает клетку, отличая внешнюю часть от внутренней и одну клетку от другой. Он также является первым барьером защиты от других агентов вторжения.
- Администрация . Благодаря своей селективности он пропускает в клетку нужные вещества и не пропускает нежелательные, служа коммуникатором между внешним и внутренним миром и регулируя такой транзит.
- Сохранение. Благодаря обмену жидкостями и веществами мембрана поддерживает стабильную концентрацию воды и других растворителей в цитоплазме, а также поддерживает постоянный уровень pH и электрохимический заряд.
- Общение . Мембрана может реагировать на стимулы извне, передавая информацию внутрь клетки и запуская определенные процессы, такие как деление клетки, движение клетки или секреция биохимических веществ.
Структура клеточной мембраны
Липиды – это в первую очередь холестерин, а также фосфоглицериды и сфинголипиды.
Клеточная мембрана состоит из двух слоев амфипатических липидов, чьи гидрофильные (сродство к воде) полярные головки обращены внутрь и наружу клетки, удерживая свои гидрофобные (отторгающие воду) части в контакте, подобно сэндвичу. Эти липиды представлены в основном холестерином, а также фосфоглицеридами и сфинголипидами
Он также обладает 20% интегральных и периферических белков, которые выполняют соединительную, транспортную, принимающую и каталитическую функции. Интегральные мембранные белки встроены в бислой, их гидрофильные поверхности открыты для водной среды, а гидрофобные поверхности находятся в контакте с гидрофобной внутренней частью бислоя
Трансмембранные белки – это интегральные белки, которые охватывают всю толщину мембраны. Периферические мембранные белки связываются с поверхностью бислоя, обычно связываются с открытыми участками интегральных белков и легко отделяются, не нарушая структуру мембраны. Они также отвечают за распознавание клеток – форму биохимической коммуникации
Наконец, клеточная мембрана имеет углеводные компоненты сахара , либо полисахариды, либо олигосахариды, которые расположены снаружи мембраны, образуя гликокаликс. Эти сахара составляют всего 8 % от сухого веса мембраны и служат в качестве опорного материала, идентификаторов в межклеточной коммуникации и защиты поверхности клетки от механического и химического воздействия
Активный транспорт и пассивный транспорт
Мембраны образуют отсеки внутри эукариотических клеток , которые позволяют выполнять множество отдельных функций. Кроме того, они служат поверхностями для биохимических реакций
Многие ионы и небольшие молекулы перемещаются через биологические мембраны посредством пассивного транспорта (без затрат энергии) и активного транспорта (с затратами энергии)
Диффузия – это чистое перемещение вещества по градиенту концентрации из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией
Пассивный перенос через липидный бислой называется простой диффузией , а перенос через ионные каналы и мембранные белки – облегченной диффузией
3JA1J осмос – это тип диффузии, при котором молекулы воды проходят через полупроницаемую мембрану из области с более высокой эффективной концентрацией воды в область, где их эффективная концентрация ниже
При активном транспорте клетка тратит метаболическую энергию на перемещение ионов или молекул через мембрану против градиента концентрации
Первичный активный транспорт , также называемый прямым активным транспортом, использует метаболическую энергию непосредственно для переноса молекул через мембрану. Например, натрий-калиевый насос использует АТФ для выкачивания ионов натрия из клетки и ионов калия в клетку
При котранспорте , также называемом непрямым активным транспортом, два растворителя перемещаются одновременно. Приводимый в действие насос АТФ поддерживает градиент концентрации. Затем белок-транспортер осуществляет котранспорт двух растворителей. Он перемещает один раствор по градиенту концентрации и использует высвободившуюся энергию для перемещения другого раствора против градиента концентрации
Эндоцитоз и экзоцитоз
При эндоцитозе материалы включаются в клетку.
Некоторые из более крупных материалов, такие как крупные молекулы, частицы пищи или даже маленькие клетки, также перемещаются в клетки или из них. Они перемещаются путем экзоцитоза и эндоцитоза. Как и активный транспорт, эти процессы требуют затрат энергии непосредственно из клетки. Это происходит путем образования везикул в клеточной мембране, которые, в зависимости от того, входят они или выходят, позволяют желаемому материалу раствориться в цитоплазме или, наоборот, в окружающей среде
- В экзоцитозе. Клетка выводит отработанные вещества или продукты секреции (например, гормоны) путем слияния везикулы с плазматической мембраной.
- В эндоцитозе. Материалы включаются в клетку. В биологических системах действуют несколько типов механизмов эндоцитоза, включая фагоцитоз, пиноцитоз и рецептор-опосредованный эндоцитоз.
- При пиноцитозе пиноцитоз (питьевые клетки). Клетка поглощает растворенные вещества.
- В рецептор-опосредованном эндоцитозе. Специфические молекулы соединяются с рецепторными белками на плазматической мембране. Рецептор-опосредованный эндоцитоз является основным механизмом, с помощью которого эукариотические клетки поглощают макромолекулы.
- При фагоцитозе (буквально, поедании клеток). Клетка поглощает крупные твердые частицы в качестве пищи или бактерий. Последнее жизненно важно для некоторых клеток и одноклеточных организмов , которые фагоцитируют (обволакивают своей мембраной) материал для питания
Добавить комментарий