A sejtmembrán jelentősége a növényi sejtben. Sejtmembrán: meghatározása, a membránok funkciói, fizikai tulajdonságai. Amit tanultunk

Az élő szervezet alapvető szerkezeti egysége a sejt, amely a citoplazma sejtmembránnal körülvett, differenciált szakasza. Tekintettel arra, hogy a sejt számos fontos funkciót lát el, mint például a szaporodás, a táplálkozás, a mozgás, a membránnak plasztikusnak és sűrűnek kell lennie.

A sejtmembrán felfedezésének és kutatásának története

1925-ben Grendel és Gorder sikeres kísérletet hajtottak végre a vörösvértestek „árnyékának”, vagyis az üres membránoknak az azonosítására. Számos súlyos hiba ellenére a tudósok felfedezték a lipid kettős réteget. Munkájukat Danielli, 1935-ben Dawson, 1960-ban Robertson folytatta. Sok éves munka és az érvek felhalmozódása eredményeként 1972-ben Singer és Nicholson megalkotta a membránszerkezet fluid-mozaik modelljét. További kísérletek és vizsgálatok megerősítették a tudósok munkáit.

Jelentése

Mi az a sejtmembrán? Ezt a szót több mint száz éve kezdték használni, latinul fordítva „filmet”, „bőrt” jelent. Így jelöljük ki a sejthatárt, amely természetes gát a belső tartalom és a külső környezet között. A sejtmembrán szerkezete félig-permeabilitást jelent, aminek köszönhetően a nedvesség és a tápanyagok, bomlástermékek szabadon átjuthatnak rajta. Ezt a héjat nevezhetjük a sejtszervezet fő szerkezeti összetevőjének.

Tekintsük a sejtmembrán fő funkcióit

1. Elválasztja a cella belső tartalmát és a külső környezet összetevőit.

2. Segít fenntartani a sejt állandó kémiai összetételét.

3. Szabályozza a megfelelő anyagcserét.

4. Kommunikációt biztosít a sejtek között.

5. Felismeri a jeleket.

6. Védelmi funkció.

"Plasma Shell"

A külső sejtmembrán, más néven plazmamembrán, egy ultramikroszkópos film, amelynek vastagsága 5-7 nanomilliméter. Főleg fehérjevegyületekből, foszfolidokból és vízből áll. A fólia rugalmas, könnyen felszívja a vizet, és sérülés után gyorsan visszaállítja sértetlenségét.

Univerzális szerkezettel rendelkezik. Ez a membrán határhelyzetet foglal el, részt vesz a szelektív permeabilitás folyamatában, a bomlástermékek eltávolításában és szintetizálja azokat. A „szomszédjaival” való kapcsolat és a belső tartalom megbízható védelme a sérülésekkel szemben fontos alkotóelemévé teszi olyan kérdésben, mint a sejt szerkezete. Az állati szervezetek sejtmembránját néha vékony réteg borítja - a glikokalix, amely fehérjéket és poliszacharidokat tartalmaz. A membránon kívüli növényi sejteket sejtfal védi, amely támaszként szolgál és formát tart. Összetételének fő összetevője a rost (cellulóz) - egy vízben oldhatatlan poliszacharid.

Így a külső sejtmembrán javítja, védi és kölcsönhatásba lép más sejtekkel.

A sejtmembrán szerkezete

Ennek a mozgatható héjnak a vastagsága hat és tíz nanomilliméter között változik. A sejt sejtmembránja speciális összetételű, melynek alapja egy lipid kettős réteg. A vízzel szemben inert hidrofób farok belül található, míg a vízzel kölcsönhatásba lépő hidrofil fejek kifelé néznek. Mindegyik lipid egy foszfolipid, amely olyan anyagok kölcsönhatásának eredménye, mint a glicerin és a szfingozin. A lipidvázat szorosan körülveszik a fehérjék, amelyek nem folytonos rétegben helyezkednek el. Egy részük belemerül a lipidrétegbe, a többi áthalad rajta. Ennek eredményeként vízáteresztő területek képződnek. Ezeknek a fehérjéknek a funkciói eltérőek. Ezek egy része enzim, a többi transzportfehérje, amely különféle anyagokat szállít a külső környezetből a citoplazmába és vissza.

A sejtmembránt integrált fehérjék átjárják és szorosan összekapcsolják, a perifériásokkal kevésbé erős a kapcsolat. Ezek a fehérjék fontos funkciót töltenek be, amely a membrán szerkezetének fenntartása, a környezet jeleinek fogadása és átalakítása, anyagok szállítása, valamint a membránokon lejátszódó reakciók katalizálása.

Összetett

A sejtmembrán alapja egy bimolekuláris réteg. A folytonosságának köszönhetően a cella gát- és mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. Az élet különböző szakaszaiban ez a kettős réteg megszakadhat. Ennek eredményeként az átmenő hidrofil pórusok szerkezeti hibái képződnek. Ebben az esetben egy ilyen komponens, például a sejtmembrán, abszolút minden funkciója megváltozhat. A mag külső hatásoktól szenvedhet.

Tulajdonságok

A sejt sejtmembránja érdekes tulajdonságokkal rendelkezik. Folyékonysága miatt ez a membrán nem merev szerkezet, az azt alkotó fehérjék és lipidek nagy része szabadon mozog a membrán síkján.

Általában a sejtmembrán aszimmetrikus, ezért a fehérje- és lipidréteg összetétele eltérő. Az állati sejtekben lévő plazmamembránok külső oldalán egy glikoprotein réteg található, amely receptor- és jelátviteli funkciókat lát el, valamint nagy szerepet játszik a sejtek szövetté egyesülésének folyamatában. A sejtmembrán poláris, vagyis a külső töltés pozitív, a belső töltés pedig negatív. A fentiek mellett a sejtmembrán szelektív belátással rendelkezik.

Ez azt jelenti, hogy a vízen kívül csak a molekulák egy bizonyos csoportja és az oldott anyagok ionjai juthatnak be a sejtbe. Egy anyag, például a nátrium koncentrációja a legtöbb sejtben sokkal alacsonyabb, mint a külső környezetben. A káliumionok aránya eltérő: mennyiségük a sejtben sokkal nagyobb, mint a környezetben. Ebben a tekintetben a nátriumionok hajlamosak áthatolni a sejtmembránon, és a káliumionok hajlamosak arra, hogy kívülről szabaduljanak fel. Ilyen körülmények között a membrán egy speciális rendszert aktivál, amely „pumpáló” szerepet játszik, kiegyenlíti az anyagok koncentrációját: a nátriumionok a sejt felszínére, a káliumionok pedig a sejt belsejébe pumpálódnak. Ez a tulajdonság a sejtmembrán egyik legfontosabb funkciója.

A nátrium- és káliumionoknak ez a tendenciája, hogy a felszínről befelé mozognak, nagy szerepet játszik a cukor és az aminosavak sejtbe történő szállításában. A nátriumionok sejtből való aktív eltávolítása során a membrán feltételeket teremt a glükóz és az aminosavak új beviteléhez. Éppen ellenkezőleg, a kálium-ionok sejtbe történő átvitele során a bomlástermékek „szállítói” száma a sejt belsejéből a külső környezetbe feltöltődik.

Hogyan történik a sejttáplálás a sejtmembránon keresztül?

Sok sejt olyan folyamatokon keresztül vesz fel anyagokat, mint a fagocitózis és a pinocitózis. Az első lehetőségnél egy rugalmas külső membrán kis mélyedést hoz létre, amelybe a befogott részecske kerül. A bemélyedés átmérője ekkor egyre nagyobb lesz, amíg a zárt részecske be nem jut a sejt citoplazmájába. A fagocitózison keresztül egyes protozoonok, például amőbák, valamint vérsejtek - leukociták és fagociták - táplálkoznak. Hasonlóképpen, a sejtek felszívják a folyadékot, amely tartalmazza a szükséges tápanyagokat. Ezt a jelenséget pinocitózisnak nevezik.

A külső membrán szorosan kapcsolódik a sejt endoplazmatikus retikulumához.

A fő szöveti komponensek sok típusának kiemelkedései, redői és mikrobolyhai vannak a membrán felületén. A héj külső oldalán lévő növényi sejteket egy másik vastag és mikroszkóp alatt jól látható réteg borítja. A rost, amelyből készülnek, segíti a növényi szövetek, például a fa támogatását. Az állati sejteknek számos külső szerkezete is van, amelyek a sejtmembrán tetején helyezkednek el. Kizárólag védő jellegűek, erre példa a rovarok belső sejtjeiben található kitin.

A sejtmembránon kívül van egy intracelluláris membrán is. Feladata, hogy a sejtet több speciális zárt rekeszre - rekeszekre vagy organellumokra - osztja, ahol egy bizonyos környezetet fenn kell tartani.

Így lehetetlen túlbecsülni az élő szervezet alapegységének olyan összetevőjének szerepét, mint a sejtmembrán. A szerkezet és a funkciók a sejt teljes felületének jelentős bővülésére és az anyagcsere folyamatok javulására utalnak. Ez a molekulaszerkezet fehérjékből és lipidekből áll. A sejtet a külső környezettől elválasztva a membrán biztosítja annak integritását. Segítségével az intercelluláris kapcsolatok meglehetősen erős szinten maradnak fenn, szöveteket képezve. Ebből a szempontból megállapíthatjuk, hogy a sejtmembrán játssza az egyik legfontosabb szerepet a sejtben. Felépítése és általa ellátott funkciók gyökeresen eltérnek a különböző sejtekben, céljuktól függően. Ezen tulajdonságok révén a sejtmembránok különféle fiziológiai aktivitásai, valamint a sejtek és szövetek létezésében betöltött szerepe érhető el.

Az élő szervezet alapvető szerkezeti egysége a sejt, amely a citoplazma sejtmembránnal körülvett, differenciált szakasza. Tekintettel arra, hogy a sejt számos fontos funkciót lát el, mint például a szaporodás, a táplálkozás, a mozgás, a membránnak plasztikusnak és sűrűnek kell lennie.

A sejtmembrán felfedezésének és kutatásának története

1925-ben Grendel és Gorder sikeres kísérletet hajtottak végre a vörösvértestek „árnyékának”, vagyis az üres membránoknak az azonosítására. Számos súlyos hiba ellenére a tudósok felfedezték a lipid kettős réteget. Munkájukat Danielli, 1935-ben Dawson, 1960-ban Robertson folytatta. Sok éves munka és az érvek felhalmozódása eredményeként 1972-ben Singer és Nicholson megalkotta a membránszerkezet fluid-mozaik modelljét. További kísérletek és vizsgálatok megerősítették a tudósok munkáit.

Jelentése

Mi az a sejtmembrán? Ezt a szót több mint száz éve kezdték használni, latinul fordítva „filmet”, „bőrt” jelent. Így jelöljük ki a sejthatárt, amely természetes gát a belső tartalom és a külső környezet között. A sejtmembrán szerkezete félig-permeabilitást jelent, aminek köszönhetően a nedvesség és a tápanyagok, bomlástermékek szabadon átjuthatnak rajta. Ezt a héjat nevezhetjük a sejtszervezet fő szerkezeti összetevőjének.

Tekintsük a sejtmembrán fő funkcióit

1. Elválasztja a cella belső tartalmát és a külső környezet összetevőit.

2. Segít fenntartani a sejt állandó kémiai összetételét.

3. Szabályozza a megfelelő anyagcserét.

4. Kommunikációt biztosít a sejtek között.

5. Felismeri a jeleket.

6. Védelmi funkció.

"Plasma Shell"

A külső sejtmembrán, más néven plazmamembrán, egy ultramikroszkópos film, amelynek vastagsága 5-7 nanomilliméter. Főleg fehérjevegyületekből, foszfolidokból és vízből áll. A fólia rugalmas, könnyen felszívja a vizet, és sérülés után gyorsan visszaállítja sértetlenségét.

Univerzális szerkezettel rendelkezik. Ez a membrán határhelyzetet foglal el, részt vesz a szelektív permeabilitás folyamatában, a bomlástermékek eltávolításában és szintetizálja azokat. A „szomszédjaival” való kapcsolat és a belső tartalom megbízható védelme a sérülésekkel szemben fontos alkotóelemévé teszi olyan kérdésben, mint a sejt szerkezete. Az állati szervezetek sejtmembránját néha vékony réteg borítja - a glikokalix, amely fehérjéket és poliszacharidokat tartalmaz. A membránon kívüli növényi sejteket sejtfal védi, amely támaszként szolgál és formát tart. Összetételének fő összetevője a rost (cellulóz) - egy vízben oldhatatlan poliszacharid.

Így a külső sejtmembrán javítja, védi és kölcsönhatásba lép más sejtekkel.

A sejtmembrán szerkezete

Ennek a mozgatható héjnak a vastagsága hat és tíz nanomilliméter között változik. A sejt sejtmembránja speciális összetételű, melynek alapja egy lipid kettős réteg. A vízzel szemben inert hidrofób farok belül található, míg a vízzel kölcsönhatásba lépő hidrofil fejek kifelé néznek. Mindegyik lipid egy foszfolipid, amely olyan anyagok kölcsönhatásának eredménye, mint a glicerin és a szfingozin. A lipidvázat szorosan körülveszik a fehérjék, amelyek nem folytonos rétegben helyezkednek el. Egy részük belemerül a lipidrétegbe, a többi áthalad rajta. Ennek eredményeként vízáteresztő területek képződnek. Ezeknek a fehérjéknek a funkciói eltérőek. Ezek egy része enzim, a többi transzportfehérje, amely különféle anyagokat szállít a külső környezetből a citoplazmába és vissza.

A sejtmembránt integrált fehérjék átjárják és szorosan összekapcsolják, a perifériásokkal kevésbé erős a kapcsolat. Ezek a fehérjék fontos funkciót töltenek be, amely a membrán szerkezetének fenntartása, a környezet jeleinek fogadása és átalakítása, anyagok szállítása, valamint a membránokon lejátszódó reakciók katalizálása.

Összetett

A sejtmembrán alapja egy bimolekuláris réteg. A folytonosságának köszönhetően a cella gát- és mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. Az élet különböző szakaszaiban ez a kettős réteg megszakadhat. Ennek eredményeként az átmenő hidrofil pórusok szerkezeti hibái képződnek. Ebben az esetben egy ilyen komponens, például a sejtmembrán, abszolút minden funkciója megváltozhat. A mag külső hatásoktól szenvedhet.

Tulajdonságok

A sejt sejtmembránja érdekes tulajdonságokkal rendelkezik. Folyékonysága miatt ez a membrán nem merev szerkezet, az azt alkotó fehérjék és lipidek nagy része szabadon mozog a membrán síkján.

Általában a sejtmembrán aszimmetrikus, ezért a fehérje- és lipidréteg összetétele eltérő. Az állati sejtekben lévő plazmamembránok külső oldalán egy glikoprotein réteg található, amely receptor- és jelátviteli funkciókat lát el, valamint nagy szerepet játszik a sejtek szövetté egyesülésének folyamatában. A sejtmembrán poláris, vagyis a külső töltés pozitív, a belső töltés pedig negatív. A fentiek mellett a sejtmembrán szelektív belátással rendelkezik.

Ez azt jelenti, hogy a vízen kívül csak a molekulák egy bizonyos csoportja és az oldott anyagok ionjai juthatnak be a sejtbe. Egy anyag, például a nátrium koncentrációja a legtöbb sejtben sokkal alacsonyabb, mint a külső környezetben. A káliumionok aránya eltérő: mennyiségük a sejtben sokkal nagyobb, mint a környezetben. Ebben a tekintetben a nátriumionok hajlamosak áthatolni a sejtmembránon, és a káliumionok hajlamosak arra, hogy kívülről szabaduljanak fel. Ilyen körülmények között a membrán egy speciális rendszert aktivál, amely „pumpáló” szerepet játszik, kiegyenlíti az anyagok koncentrációját: a nátriumionok a sejt felszínére, a káliumionok pedig a sejt belsejébe pumpálódnak. Ez a tulajdonság a sejtmembrán egyik legfontosabb funkciója.

A nátrium- és káliumionoknak ez a tendenciája, hogy a felszínről befelé mozognak, nagy szerepet játszik a cukor és az aminosavak sejtbe történő szállításában. A nátriumionok sejtből való aktív eltávolítása során a membrán feltételeket teremt a glükóz és az aminosavak új beviteléhez. Éppen ellenkezőleg, a kálium-ionok sejtbe történő átvitele során a bomlástermékek „szállítói” száma a sejt belsejéből a külső környezetbe feltöltődik.

Hogyan történik a sejttáplálás a sejtmembránon keresztül?

Sok sejt olyan folyamatokon keresztül vesz fel anyagokat, mint a fagocitózis és a pinocitózis. Az első lehetőségnél egy rugalmas külső membrán kis mélyedést hoz létre, amelybe a befogott részecske kerül. A bemélyedés átmérője ekkor egyre nagyobb lesz, amíg a zárt részecske be nem jut a sejt citoplazmájába. A fagocitózison keresztül egyes protozoonok, például amőbák, valamint vérsejtek - leukociták és fagociták - táplálkoznak. Hasonlóképpen, a sejtek felszívják a folyadékot, amely tartalmazza a szükséges tápanyagokat. Ezt a jelenséget pinocitózisnak nevezik.

A külső membrán szorosan kapcsolódik a sejt endoplazmatikus retikulumához.

A fő szöveti komponensek sok típusának kiemelkedései, redői és mikrobolyhai vannak a membrán felületén. A héj külső oldalán lévő növényi sejteket egy másik vastag és mikroszkóp alatt jól látható réteg borítja. A rost, amelyből készülnek, segíti a növényi szövetek, például a fa támogatását. Az állati sejteknek számos külső szerkezete is van, amelyek a sejtmembrán tetején helyezkednek el. Kizárólag védő jellegűek, erre példa a rovarok belső sejtjeiben található kitin.

A sejtmembránon kívül van egy intracelluláris membrán is. Feladata, hogy a sejtet több speciális zárt rekeszre - rekeszekre vagy organellumokra - osztja, ahol egy bizonyos környezetet fenn kell tartani.

Így lehetetlen túlbecsülni az élő szervezet alapegységének olyan összetevőjének szerepét, mint a sejtmembrán. A szerkezet és a funkciók a sejt teljes felületének jelentős bővülésére és az anyagcsere folyamatok javulására utalnak. Ez a molekulaszerkezet fehérjékből és lipidekből áll. A sejtet a külső környezettől elválasztva a membrán biztosítja annak integritását. Segítségével az intercelluláris kapcsolatok meglehetősen erős szinten maradnak fenn, szöveteket képezve. Ebből a szempontból megállapíthatjuk, hogy a sejtmembrán játssza az egyik legfontosabb szerepet a sejtben. Felépítése és általa ellátott funkciók gyökeresen eltérnek a különböző sejtekben, céljuktól függően. Ezen tulajdonságok révén a sejtmembránok különféle fiziológiai aktivitásai, valamint a sejtek és szövetek létezésében betöltött szerepe érhető el.

Sejt membrán (más néven citolemma, plazmalemma vagy plazmamembrán) fehérjékből és lipidekből álló rugalmas molekulaszerkezet. Elválasztja bármely cella tartalmát a külső környezettől, biztosítva annak integritását; szabályozza a sejt és a környezet közötti cserét; Az intracelluláris membránok a sejtet speciális zárt rekeszekre osztják fel - kompartmentekre vagy organellumokra, amelyekben bizonyos környezeti feltételek fennmaradnak.

Ha a sejtnek van ilyen (általában a növényi sejteknek van), akkor az lefedi a sejtmembránt.

A sejtmembrán a lipid osztályba tartozó molekulák kettős rétege (kettős rétege), amelyek többsége úgynevezett komplex lipid. foszfolipidek. A lipidmolekuláknak van egy hidrofil („fej”) és egy hidrofób („farok”) része. A membránok kialakulásakor a molekulák hidrofób régiói befelé, a hidrofil régiók pedig kifelé fordulnak. A biológiai membrán különféle fehérjéket is tartalmaz:

• integrál (átszúrja a membránt),
• félig integrált (egyik végén a külső vagy belső lipidrétegbe merülve),
• felületes (a membrán külső oldalán vagy a belső oldalai mellett található).

Egyes fehérjék érintkezési pontok a sejtmembrán és a sejten belüli citoszkeleton, valamint a sejten kívüli sejtfal között.

A membrán funkciói:

• Barrier – szabályozott, szelektív, passzív és aktív anyagcserét biztosít a környezettel.
• Szállítás - az anyagok sejtbe és onnan történő szállítása a membránon keresztül történik. A membránokon keresztül történő szállítás biztosítja: tápanyagok szállítását, anyagcsere végtermékek eltávolítását, különböző anyagok kiválasztását, iongradiensek létrehozását, a sejtenzimek működéséhez szükséges optimális pH és ionkoncentráció fenntartását a sejtben.
• Mátrix - biztosítja a membránfehérjék bizonyos relatív helyzetét és orientációját, optimális kölcsönhatásukat.
• Mechanikus - biztosítja a sejt autonómiáját, intracelluláris struktúráit, valamint a kapcsolatot más sejtekkel (a szövetekben). A sejtfalak nagy szerepet játszanak a mechanikai funkció biztosításában.
• Energia - a kloroplasztiszokban a fotoszintézis és a mitokondriumokban a sejtlégzés során membránjaikban energiatranszfer rendszerek működnek, amelyekben fehérjék is részt vesznek.

A membránok három lipidosztályból állnak:

• foszfolipidek,
• glikolipidek,
• koleszterin

Foszfolipidek és glikolipidek(szénhidrátot tartalmazó lipidek) két hosszú hidrofób szénhidrogén „farokból” állnak, amelyek egy töltött hidrofil „fejhez” kapcsolódnak.

Koleszterin merevséget kölcsönöz a membránnak azáltal, hogy elfoglalja a lipidek hidrofób farka közötti szabad teret, és megakadályozza azok meghajlását. Ezért az alacsony koleszterintartalmú membránok rugalmasabbak, a magas koleszterintartalmú membránok pedig merevebbek és törékenyebbek. A koleszterin „záróként” is szolgál, amely megakadályozza a poláris molekulák mozgását a sejtből a sejtbe.

A membrán fontos része az fehérjék,áthatol rajta és felelős a membránok különféle tulajdonságaiért. Összetételük és orientációjuk különböző membránokban különbözik. A fehérjék mellett gyűrű alakú lipidek találhatók – rendezettebbek, kevésbé mozgékonyak, több telített zsírsavat tartalmaznak, és a fehérjével együtt szabadulnak fel a membránból. Gyűrűs lipidek nélkül a membránfehérjék nem működnek.

A sejtmembránok gyakran aszimmetrikus, vagyis a rétegek lipidösszetételben különböznek egymástól, a külső réteg főleg foszfatidil-inozitot, foszfatidilkolint, szfingomielint és glikolipidet, a belső foszfatidil-szerint, foszfatidil-etanol-amint és foszfatidil-inozitot tartalmaz. Az egyes molekulák egyik rétegből a másikba való átmenete (ún. flip-flop) nehézkes, de megtörténhet spontán módon, körülbelül 6 havonta egyszer, vagy a plazmamembrán flippáz fehérjéi és scramblase segítségével. Ha a foszfatidil-szerin megjelenik a külső rétegben, ez egy jel a makrofágok számára, hogy elpusztítsák a sejtet.

Membránszervecskék- ezek a citoplazma zárt egyetlen vagy egymással összefüggő szakaszai, amelyeket membránok választanak el a hialoplazmától. Az egymembrán organellumok közé tartozik az endoplazmatikus retikulum, a Golgi-készülék, a lizoszómák, a vakuolák, a peroxiszómák; kettős membránokhoz - mag, mitokondriumok, plasztidok. A különböző organellumok membránjainak szerkezete különbözik a lipidek és a membránfehérjék összetételében.

A sejtmembránoknak van szelektív permeabilitás: glükóz, aminosavak, zsírsavak, glicerin és ionok lassan diffundálnak rajtuk, és maguk a membránok bizonyos mértékig aktívan szabályozzák ezt a folyamatot - egyes anyagok átjutnak, mások nem. Négy fő mechanizmus létezik az anyagok sejtbe történő bejutására, illetve a sejtből kifelé történő eltávolítására: diffúzió, ozmózis, aktív transzport és exo- vagy endocitózis. Az első két folyamat passzív jellegű, azaz nem igényel energiaráfordítást; az utolsó kettő az energiafogyasztással kapcsolatos aktív folyamatok.

A membrán szelektív permeabilitása a passzív transzport során a speciális csatornáknak - integrált fehérjéknek köszönhető. Közvetlenül áthatolnak a membránon, egyfajta átjárót képezve. A K, Na és Cl elemeknek saját csatornái vannak. A koncentráció gradienshez viszonyítva ezen elemek molekulái ki-be mozognak a sejtben. Irritáció esetén a nátriumion csatornák megnyílnak, és nátriumionok hirtelen beáramlása következik be a sejtbe. Ebben az esetben a membránpotenciál egyensúlyhiánya lép fel. Ezt követően a membránpotenciál helyreáll. A káliumcsatornák mindig nyitva vannak, így a káliumionok lassan bejutnak a sejtbe.

A sejtmembrán egy ultravékony film a sejt vagy sejtszervecskék felszínén, amely lipidek bimolekuláris rétegéből áll, beágyazott fehérjékkel és poliszacharidokkal.

A membrán funkciói:

• · Barrier – szabályozott, szelektív, passzív és aktív anyagcserét biztosít a környezettel. Például a peroxiszóma membrán megvédi a citoplazmát a sejtre veszélyes peroxidoktól. A szelektív permeabilitás azt jelenti, hogy a membrán különböző atomok vagy molekulák permeabilitása azok méretétől, elektromos töltésétől és kémiai tulajdonságaitól függ. A szelektív permeabilitás biztosítja, hogy a sejt és a sejtrekesz elkülönüljön a környezettől és el legyen látva a szükséges anyagokkal.
• · Szállítás – az anyagok sejtbe és sejtből történő szállítása a membránon keresztül történik. A membránokon keresztül történő szállítás biztosítja: tápanyagok szállítását, anyagcsere végtermékek eltávolítását, különféle anyagok kiválasztását, iongradiensek létrehozását, a sejtenzimek működéséhez szükséges optimális pH és ionkoncentráció fenntartását a sejtben. Olyan részecskék, amelyek bármilyen okból nem képesek átjutni a foszfolipid kettősrétegen (például hidrofil tulajdonságai miatt, mivel a belsejében lévő membrán hidrofób és nem engedi át a hidrofil anyagokat, vagy nagy méretük miatt), de szükségesek a sejt számára , speciális hordozófehérjéken (transzportereken) és csatornafehérjéken keresztül vagy endocitózissal áthatolhatnak a membránon. A passzív transzport során az anyagok átjutnak a lipid kettős rétegen anélkül, hogy diffúzió útján energiát pazarolnának a koncentrációgradiens mentén. Ennek a mechanizmusnak egy változata a megkönnyített diffúzió, amelyben egy adott molekula segíti az anyagot átjutni a membránon. Ennek a molekulának lehet egy csatornája, amelyen csak egyfajta anyag jut át. Az aktív transzport energiát igényel, mivel koncentrációgradiens ellenében történik. A membránon speciális pumpás fehérjék találhatók, köztük az ATPáz, amely aktívan pumpálja a káliumionokat (K +) a sejtbe, és nátriumionokat (Na +) pumpál ki belőle.
• · mátrix - biztosítja a membránfehérjék bizonyos relatív helyzetét és orientációját, optimális kölcsönhatásukat.
• · mechanikus - biztosítja a sejt autonómiáját, intracelluláris struktúráit, valamint más sejtekkel (szövetekben) való kapcsolatot. A sejtfalak nagy szerepet játszanak a mechanikai működés biztosításában, állatoknál pedig az intercelluláris anyag.
• · energia - a kloroplasztiszokban a fotoszintézis és a mitokondriumokban a sejtlégzés során azok membránjaiban energiatranszfer rendszerek működnek, amelyekben fehérjék is részt vesznek;
• · receptor - a membránban elhelyezkedő fehérjék egy része receptor (molekulák, amelyek segítségével a sejt bizonyos jeleket érzékel). Például a vérben keringő hormonok csak azokra a célsejtekre hatnak, amelyek rendelkeznek ezeknek a hormonoknak megfelelő receptorokkal. A neurotranszmitterek (az idegimpulzusok vezetését biztosító vegyszerek) speciális receptorfehérjékhez is kötődnek a célsejtekben.
• · enzimatikus – a membránfehérjék gyakran enzimek. Például a bélhámsejtek plazmamembránjai emésztőenzimeket tartalmaznak.
• · biopotenciálok generálásának és vezetésének megvalósítása. A membrán segítségével a sejtben állandó ionkoncentrációt tartanak fenn: a sejten belül a K + ion koncentrációja sokkal magasabb, mint a külső, a Na + koncentrációja pedig sokkal alacsonyabb, ami nagyon fontos, hiszen ez biztosítja a potenciálkülönbség fenntartását a membránon és az idegimpulzus generálását.
• · sejtjelölés – a membránon antigének vannak, amelyek markerként működnek – „címkék”, amelyek lehetővé teszik a sejt azonosítását. Ezek glikoproteinek (vagyis olyan fehérjék, amelyekhez elágazó oligoszacharid oldalláncok kapcsolódnak), amelyek az „antennák” szerepét töltik be. Az oldalláncok számtalan konfigurációja miatt lehetséges, hogy minden sejttípushoz specifikus markert készítsünk. A markerek segítségével a sejtek felismerhetnek más sejteket, és azokkal együtt tudnak működni, például szervek és szövetek kialakításában. Ez azt is lehetővé teszi, hogy az immunrendszer felismerje az idegen antigéneket.

Egyes fehérjemolekulák szabadon diffundálnak a lipidréteg síkjában; normál állapotban a sejtmembrán különböző oldalain felbukkanó fehérjemolekulák részei nem változtatják helyzetüket.

A sejtmembránok speciális morfológiája meghatározza azok elektromos jellemzőit, amelyek közül a legfontosabb a kapacitás és a vezetőképesség.

A kapacitív tulajdonságokat elsősorban a foszfolipid kettős réteg határozza meg, amely a hidratált ionok számára áthatolhatatlan, ugyanakkor elég vékony (kb. 5 nm) ahhoz, hogy hatékony töltésleválasztást és tárolást, valamint a kationok és anionok elektrosztatikus kölcsönhatását biztosítsa. Emellett a sejtmembránok kapacitív tulajdonságai az egyik oka annak, ami meghatározza a sejtmembránokon végbemenő elektromos folyamatok időbeli jellemzőit.

A vezetőképesség (g) az elektromos ellenállás reciprok értéke, és egyenlő az adott ion teljes transzmembránáramának és a transzmembrán potenciálkülönbséget meghatározó értéknek az arányával.

Különféle anyagok diffundálhatnak át a foszfolipid kettősrétegen, és a permeabilitás mértéke (P), azaz a sejtmembrán azon képessége, hogy képes-e átjutni ezeken az anyagokon, függ a diffúziós anyag membrán két oldalán lévő koncentrációjának különbségétől, oldhatóságától. a lipidekben és a sejtmembrán tulajdonságaiban. A töltött ionok diffúziós sebességét állandó térviszonyok mellett a membránban az ionok mobilitása, a membrán vastagsága és az ionok membránban való eloszlása ​​határozza meg. A nemelektrolitok esetében a membrán permeabilitása nem befolyásolja vezetőképességét, mivel a nem elektrolitok nem hordoznak töltéseket, azaz nem hordozhatnak elektromos áramot.

A membrán vezetőképessége az ionpermeabilitásának mértéke. A vezetőképesség növekedése a membránon áthaladó ionok számának növekedését jelzi.

A biológiai membránok fontos tulajdonsága a folyékonyság. Minden sejtmembrán mozgékony folyékony szerkezet: lipid- és fehérjemolekuláinak többsége elég gyorsan képes mozogni a membrán síkjában.

A sejtmembrán az a sík szerkezet, amelyből a sejt épül. Minden szervezetben jelen van. Egyedülálló tulajdonságai biztosítják a sejtek létfontosságú tevékenységét.

A membránok típusai

Háromféle sejtmembrán létezik:

• külső;
• nukleáris;
• organellum membránok.

A külső citoplazmatikus membrán hozza létre a sejt határait. Nem szabad összetéveszteni a növényekben, gombákban és baktériumokban található sejtfallal vagy membránnal.

A sejtfal és a sejtmembrán közötti különbség a szignifikánsan nagyobb vastagságban és a védő funkció túlsúlyában rejlik a cserefunkcióval szemben. A membrán a sejtfal alatt található.

A magmembrán választja el a sejtmag tartalmát a citoplazmától.

TOP 4 cikkakik ezzel együtt olvasnak

A sejtszervecskék között vannak olyanok, amelyek alakját egy vagy két membrán alkotja:

• mitokondriumok;
• plasztidok;
• vakuolák;
• Golgi komplexum;
• lizoszómák;
• endoplazmatikus retikulum (ER).

Membrán szerkezet

A modern elképzelések szerint a sejtmembrán szerkezetét folyadékmozaik modellel írják le. A membrán alapja egy bilipid réteg - kétszintű lipidmolekulák alkotnak egy síkot. A bilipid réteg mindkét oldalán fehérjemolekulák találhatók. Egyes fehérjék beágyazódnak a bilipid rétegbe, mások áthaladnak rajta.

Rizs. 1. Sejtmembrán.

Az állati sejtek szénhidrát komplexet tartalmaznak a membrán felületén. A sejt mikroszkóp alatti tanulmányozása során megállapították, hogy a membrán állandó mozgásban van, és szerkezete heterogén.

A membrán morfológiai és funkcionális értelemben is mozaik, mivel különböző szakaszai különböző anyagokat tartalmaznak és eltérő élettani tulajdonságokkal rendelkeznek.

Tulajdonságok és funkciók

Bármely határszerkezet védelmi és cserefunkciót lát el. Ez minden típusú membránra vonatkozik.

Ezen funkciók megvalósítását olyan tulajdonságok segítik elő, mint:

• műanyag;
• magas helyreállítási képesség;
• félig áteresztőképesség.

A féligáteresztő képesség tulajdonsága, hogy egyes anyagok nem jutnak át a membránon, míg mások szabadon. A membrán szabályozási funkciója így valósul meg.

Ezenkívül a külső membrán kommunikációt biztosít a sejtek között a számos kinövés és egy ragasztóanyag felszabadulása miatt, amely kitölti az intercelluláris teret.

Anyagok szállítása a membránon keresztül

Az anyagok a következő módokon jutnak be a külső membránon keresztül:

• pórusokon keresztül enzimek segítségével;
• közvetlenül a membránon keresztül;
• pinocitózis;
• fagocitózis.

Az első két módszert ionok és kis molekulák szállítására használják. A nagy molekulák pinocitózissal (folyékony formában) és fagocitózissal (szilárd formában) jutnak be a sejtbe.

Rizs. 2. Pino- és fagocitózis sémája.

A membrán körülveszi az élelmiszer-részecskét, és bezárja az emésztőüregbe.

A víz és az ionok energiafelhasználás nélkül, passzív transzport útján jutnak be a sejtbe. A nagy molekulák aktív szállítással mozognak, energiaforrásokat fogyasztva.

Intracelluláris transzport

A sejttérfogat 30-50%-át az endoplazmatikus retikulum foglalja el. Ez egyfajta üregek és csatornák rendszere, amely összeköti a sejt minden részét, és biztosítja az anyagok rendezett intracelluláris szállítását.

Rizs. 3. EPS rajz.

Így a sejtmembránok jelentős tömege koncentrálódik az ER-ben.

Mit tanultunk?

Megtudtuk, mi a sejtmembrán a biológiában. Ez az a szerkezet, amelyre minden élő sejt épül. Jelentősége a sejtben, hogy: lehatárolja az organellumok terét, a sejtmagot és a sejt egészét, biztosítva az anyagok szelektív áramlását a sejtbe és a sejtmagba. A membrán lipid- és fehérjemolekulákból áll.

Teszt a témában

A jelentés értékelése

Átlagos értékelés: 4.7. Összes beérkezett értékelés: 485.