vymezovací ( bariéra) - oddělit buněčný obsah od vnější prostředí;
Regulovat výměnu mezi buňkou a prostředím;
Dělí buňky do kompartmentů nebo kompartmentů určených pro určité specializované metabolické dráhy ( dělení);
Je místem některých chemických reakcí (světelné reakce fotosyntézy v chloroplastech, oxidativní fosforylace při dýchání v mitochondriích);
Zajistit komunikaci mezi buňkami v tkáních mnohobuněčných organismů;
Doprava- provádí transmembránový transport.
Receptor- jsou umístění receptorových míst, která rozpoznávají vnější podněty.
Transport látek přes membránu – jedna z předních funkcí membrány, zajišťující výměnu látek mezi buňkou a vnějším prostředím. V závislosti na spotřebě energie na přenos látek se rozlišují:
pasivní transport nebo usnadněná difúze;
aktivní (selektivní) transport za účasti ATP a enzymů.
přeprava v membránovém obalu. Existuje endocytóza (do buňky) a exocytóza (ven z buňky) – mechanismy, které transportují velké částice a makromolekuly přes membránu. Při endocytóze tvoří plazmatická membrána invaginaci, její okraje se spojují a do cytoplazmy se uvolňuje vezikula. Vezikula je od cytoplazmy ohraničena jedinou membránou, která je součástí vnější cytoplazmatické membrány. Existuje fagocytóza a pinocytóza. Fagocytóza je absorpce velkých částic, které jsou poměrně tvrdé. Například fagocytóza lymfocytů, prvoků atd. Pinocytóza je proces zachycování a vstřebávání kapiček kapaliny s látkami v ní rozpuštěnými.
Exocytóza je proces odstraňování různých látek z buňky. Během exocytózy se membrána vezikuly nebo vakuoly spojí s vnější cytoplazmatickou membránou. Obsah vezikuly je odstraněn mimo buněčný povrch a membrána je zahrnuta do vnější cytoplazmatické membrány.
V jádru pasivní transport nenabitých molekul spočívá v rozdílu mezi koncentracemi vodíku a nábojů, tzn. elektrochemický gradient. Látky se přesunou z oblasti s vyšším gradientem do oblasti s nižším. Rychlost dopravy závisí na rozdílu stoupání.
Jednoduchá difúze je transport látek přímo přes lipidovou dvojvrstvu. Charakteristické pro plyny, nepolární nebo malé nenabité polární molekuly, rozpustné v tucích. Voda rychle proniká do dvojvrstvy, protože jeho molekula je malá a elektricky neutrální. Difúze vody přes membrány se nazývá osmóza.
Difúze membránovými kanály je transport nabitých molekul a iontů (Na, K, Ca, Cl), které pronikají membránou v důsledku přítomnosti speciálních kanálotvorných proteinů, které tvoří vodní póry.
Usnadněná difúze je transport látek pomocí speciálních transportních proteinů. Každý protein je zodpovědný za přesně definovanou molekulu nebo skupinu příbuzných molekul, interaguje s ní a pohybuje se membránou. Například cukry, aminokyseliny, nukleotidy a další polární molekuly.
Aktivní transport prováděné nosnými proteiny (ATPáza) proti elektrochemickému gradientu se spotřebou energie. Jeho zdrojem jsou molekuly ATP. Například sodík je draslíková pumpa.
Koncentrace draslíku uvnitř buňky je mnohem vyšší než mimo ni a sodíku - naopak. Proto kationty draslíku a sodíku pasivně difundují vodními póry membrány podél koncentračního gradientu. To se vysvětluje skutečností, že propustnost membrány pro ionty draslíku je vyšší než pro ionty sodíku. V souladu s tím draslík difunduje z buňky rychleji než sodík do buňky. Pro normální fungování buněk je však nutný určitý poměr 3 draselných a 2 sodných iontů. Proto je v membráně sodíkovo-draslíková pumpa, která aktivně odčerpává sodík z buňky a draslík do buňky. Tato pumpa je transmembránový membránový protein schopný konformačních přestaveb. Proto na sebe může vázat ionty draslíku i sodíku (antiport). Proces je energeticky náročný:
S uvnitř membrány, sodíkové ionty a molekula ATP vstupují do proteinu pumpy a draselné ionty přicházejí z vnější membrány.
Sodné ionty se spojují s molekula proteinu a protein získává aktivitu ATPázy, tzn. schopnost způsobit hydrolýzu ATP, která je doprovázena uvolněním energie, která pohání čerpadlo.
Fosfát uvolněný při hydrolýze ATP se naváže na protein, tzn. fosforyluje protein.
Fosforylace způsobuje konformační změny v proteinu, který není schopen zadržovat sodíkové ionty. Jsou uvolněny a pohybují se mimo buňku.
Nová konformace proteinu podporuje připojení draselných iontů k němu.
Přídavek draselných iontů způsobuje defosforylaci proteinu. Znovu změní svou konformaci.
Změna konformace proteinu vede k uvolnění draselných iontů uvnitř buňky.
Protein je opět připraven k sobě připojit ionty sodíku.
V jednom cyklu provozu pumpa odčerpá 3 sodíkové ionty z článku a napumpuje 2 draselné ionty.
Cytoplazma– povinná složka buňky, umístěná mezi povrchovým aparátem buňky a jádrem. Jedná se o komplexní heterogenní strukturní komplex sestávající z:
hyaloplazma
organely (trvalé složky cytoplazmy)
inkluze jsou dočasné součásti cytoplazmy.
Cytoplazmatická matrice(hyaloplazma) je vnitřní obsah buňky – bezbarvý, hustý a průhledný koloidní roztok. Složky cytoplazmatické matrice provádějí v buňce procesy biosyntézy a obsahují enzymy nezbytné pro tvorbu energie, především díky anaerobní glykolýze.
Základní vlastnosti cytoplazmatické matrice.
Určuje koloidní vlastnosti buňky. Spolu s intracelulárními membránami vakuolárního systému jej lze považovat za vysoce heterogenní nebo vícefázový koloidní systém.
Zajišťuje změnu viskozity cytoplazmy, přechod z gelu (hustšího) na sol (tekutější), ke kterému dochází pod vlivem vnějších a vnitřních faktorů.
Zajišťuje cyklózu, améboidní pohyb, buněčné dělení a pohyb pigmentu v chromatoforech.
Určuje polaritu umístění intracelulárních komponent.
Zajišťuje mechanické vlastnosti buněk - pružnost, schopnost splývat, tuhost.
Organely– trvalé buněčné struktury, které zajišťují, že buňka vykonává specifické funkce. V závislosti na konstrukčních vlastnostech se rozlišují:
membránové organely – mají membránovou strukturu. Mohou být jednomembránové (ER, Golgiho aparát, lysozomy, vakuoly rostlinných buněk). Dvoumembránové (mitochondrie, plastidy, jádro).
Nemembránové organely – nemají membránovou strukturu (chromozomy, ribozomy, buněčný střed, cytoskelet).
Organely pro všeobecné použití jsou charakteristické pro všechny buňky: jádro, mitochondrie, buněčné centrum, Golgiho aparát, ribozomy, EPS, lysozomy. Pokud jsou organely charakteristické pro určité typy buněk, nazývají se speciální organely (například myofibrily, které stahují svalové vlákno).
Endoplazmatické retikulum- jediná souvislá struktura, jejíž membrána tvoří mnoho invaginací a záhybů, které vypadají jako tubuly, mikrovakuoly a velké cisterny. Membrány EPS jsou spojeny na jedné straně s buněčnou cytoplazmatickou membránou a na druhé straně s vnější schránka jaderná membrána.
Existují dva typy EPS – hrubý a hladký.
V drsné nebo granulární ER jsou cisterny a tubuly spojeny s ribozomy. je vnější strana membrány Hladký nebo agranulární ER nemá žádnou souvislost s ribozomy. Toto je vnitřní strana membrány.
Biologické membrány.
Termín „membrána“ (latinsky membrana - kůže, film) se začal používat před více než 100 lety pro označení buněčné hranice, která slouží na jedné straně jako bariéra mezi obsahem buňky a vnějším prostředím a na druhé jako polopropustná přepážka, kterou může procházet voda a některé látky. Funkce membrány se však neomezují pouze na toto, protože biologické membrány tvoří základ strukturální organizace buňky.
Membránová struktura. Podle tohoto modelu je hlavní membránou lipidová dvojvrstva, ve které hydrofobní ocasy molekul směřují dovnitř a hydrofilní hlavy směřují ven. Lipidy jsou zastoupeny fosfolipidy - deriváty glycerolu nebo sfingosinu. Proteiny jsou spojeny s lipidovou vrstvou. Integrální (transmembránové) proteiny pronikají membránou a jsou s ní pevně spojeny; periferní nepronikají a jsou méně pevně spojeny s membránou. Funkce membránových proteinů: udržování struktury membrány, přijímání a převádění signálů z prostředí. prostředí, transport určitých látek, katalýza reakcí probíhajících na membránách. Tloušťka membrány se pohybuje od 6 do 10 nm.
Vlastnosti membrány:
1. Tekutost. Membrána není tuhou strukturou, většina jejích proteinů a lipidů se může pohybovat v rovině membrány.
2. Asymetrie. Složení vnějších a vnitřní vrstvy jak proteiny, tak lipidy jsou různé. Kromě, plazmatické membrányživočišné buňky mají na vnější straně vrstvu glykoproteinů (glykokalyx, která plní signalizační a receptorové funkce a je také důležitá pro spojování buněk do tkání)
3. Polarita. Vnější strana membrány nese kladný náboj, zatímco vnitřní strana nese záporný náboj.
4. Selektivní propustnost. Membrány živých buněk kromě vody propouštějí pouze určité molekuly a ionty rozpuštěných látek. (Použití termínu „semipermeabilita“ ve vztahu k buněčným membránám není zcela správné, protože z tohoto pojetí vyplývá membrána umožňuje průchod pouze molekulám rozpouštědla, přičemž zadržuje všechny molekuly a ionty rozpuštěných látek.)
Vnější buněčná membrána (plazmalema) je ultramikroskopický film o tloušťce 7,5 nm, který se skládá z proteinů, fosfolipidů a vody. Elastický film, který je dobře smáčený vodou a po poškození rychle obnovuje svou celistvost. Má univerzální strukturu, typickou pro všechny biologické membrány. Hraniční postavení této membrány, její účast na procesech selektivní permeability, pinocytózy, fagocytózy, vylučování exkrečních produktů a syntézy, v interakci se sousedními buňkami a ochraně buňky před poškozením činí její roli mimořádně důležitou. Živočišné buňky mimo membránu jsou někdy pokryty tenkou vrstvou skládající se z polysacharidů a bílkovin - glykokalyx. Na vnější straně rostlinných buněk buněčná membrána existuje silná buněčná stěna, která vytváří vnější podporu a udržuje tvar buňky. Skládá se z vlákniny (celulózy), ve vodě nerozpustného polysacharidu.
Plazmatická membrána , nebo plasmalemma,- nejstálejší, základní, univerzální membrána pro všechny buňky. Je to tenký (asi 10 nm) film pokrývající celou buňku. Plazmalema se skládá z proteinových molekul a fosfolipidů (obr. 1.6).
Molekuly fosfolipidů jsou uspořádány ve dvou řadách – s hydrofobními konci dovnitř, hydrofilními hlavami směrem do vnitřního a vnějšího vodného prostředí. V některých místech je dvojvrstva (dvojvrstva) fosfolipidů skrz na skrz prostoupena proteinovými molekulami (integrálními proteiny). Uvnitř takových proteinových molekul jsou kanály - póry, kterými procházejí látky rozpustné ve vodě. Jiné proteinové molekuly pronikají lipidovou dvojvrstvou do poloviny na jedné nebo druhé straně (semiintegrální proteiny). Na povrchu membrán eukaryotických buněk jsou periferní proteiny. Molekuly lipidů a proteinů jsou drženy pohromadě díky hydrofilně-hydrofobním interakcím.
Vlastnosti a funkce membrán. Všechny buněčné membrány jsou pohyblivé tekuté struktury, protože molekuly lipidů a proteinů nejsou vzájemně propojeny kovalentními vazbami a jsou schopny se poměrně rychle pohybovat v rovině membrány. Díky tomu mohou membrány měnit svou konfiguraci, tedy mají tekutost.
Membrány jsou velmi dynamické struktury. Rychle se zotavují z poškození a také se natahují a stahují buněčnými pohyby.
Membrány různých typů buněk se výrazně liší jak chemickým složením, tak relativním obsahem proteinů, glykoproteinů, lipidů v nich a následně povahou receptorů, které obsahují. Každý buněčný typ se tedy vyznačuje osobitostí, která je určována především glykoproteiny. Podílejí se na něm glykoproteiny s rozvětveným řetězcem vyčnívající z buněčné membrány rozpoznávání faktorů vnějšího prostředí a také při vzájemném rozpoznávání příbuzných buněk. Například vajíčko a spermie se navzájem poznají podle glykoproteinů na povrchu buněk, které do sebe zapadají jako samostatné prvky celé struktury. Takové vzájemné uznávání je nezbytnou fází předcházející oplodnění.
Podobný jev je pozorován v procesu diferenciace tkání. V tomto případě jsou buňky podobné struktury s pomocí rozpoznávacích oblastí plazmalemy vůči sobě správně orientovány, čímž je zajištěna jejich adheze a tvorba tkáně. Spojeno s uznáním regulace dopravy molekul a iontů přes membránu, stejně jako imunologická odpověď, ve které glykoproteiny hrají roli antigenů. Cukry tak mohou fungovat jako informační molekuly (jako proteiny a nukleové kyseliny). Membrány také obsahují specifické receptory, nosiče elektronů, konvertory energie a enzymové proteiny. Proteiny se podílejí na zajištění transportu určitých molekul do buňky nebo z buňky, zajišťují strukturální spojení mezi cytoskeletem a buněčnými membránami nebo slouží jako receptory pro příjem a přeměnu chemických signálů z prostředí.
Nejdůležitější vlastností membrány je také selektivní propustnost. To znamená, že jím procházejí molekuly a ionty při různých rychlostech a čím větší je velikost molekul, tím nižší je rychlost jejich průchodu membránou. Tato vlastnost definuje plazmatickou membránu jako osmotickou bariéru. Voda a plyny v ní rozpuštěné mají maximální penetrační schopnost; Ionty procházejí membránou mnohem pomaleji. Difúze vody membránou se nazývá osmózou.
Existuje několik mechanismů pro transport látek přes membránu.
Difúze- pronikání látek membránou po koncentračním gradientu (z oblasti, kde je jejich koncentrace vyšší, do oblasti, kde je jejich koncentrace nižší). Difúzní transport látek (voda, ionty) probíhá za účasti membránových proteinů, které mají molekulární póry, nebo za účasti lipidové fáze (u látek rozpustných v tucích).
S usnadněnou difuzí speciální membránové transportní proteiny se selektivně vážou na jeden nebo jiný ion nebo molekulu a transportují je přes membránu podél koncentračního gradientu.
Aktivní transport zahrnuje energetické náklady a slouží k transportu látek proti jejich koncentračnímu gradientu. On provádějí speciální nosné proteiny, které tvoří tzv iontová čerpadla. Nejvíce studovaná je Na - / K - pumpa v živočišných buňkách, která aktivně odčerpává Na + ionty a zároveň absorbuje K - ionty. Díky tomu se v buňce udržuje vyšší koncentrace K - a nižší koncentrace Na + ve srovnání s okolím. Tento proces vyžaduje energii ATP.
V důsledku aktivního transportu pomocí membránové pumpy v buňce je také regulována koncentrace Mg 2- a Ca 2+.
Během procesu aktivního transportu iontů do buňky pronikají přes cytoplazmatickou membránu různé cukry, nukleotidy a aminokyseliny.
Makromolekuly proteinů, nukleových kyselin, polysacharidů, lipoproteinových komplexů atd. buněčnými membránami na rozdíl od iontů a monomerů neprocházejí. Transport makromolekul, jejich komplexů a částic do buňky probíhá zcela jiným způsobem – endocytózou. Na endocytóza (endo...- dovnitř) určitá oblast plazmalemy zachycuje a jakoby obaluje extracelulární materiál a uzavírá jej do membránové vakuoly, která vzniká v důsledku invaginace membrány. Následně se taková vakuola spojí s lysozomem, jehož enzymy rozkládají makromolekuly na monomery.
Reverzní proces endocytózy je exocytóza (exo...- ven). Díky němu buňka odstraňuje intracelulární produkty nebo nestrávené zbytky uzavřené ve vakuolách nebo pu-
zyryki. Váček se přiblíží k cytoplazmatické membráně, splyne s ní a její obsah se uvolní do okolí. Takto se odstraňují trávicí enzymy, hormony, hemicelulóza atd.
Biologické membrány jako hlavní strukturní prvky buňky tedy neslouží pouze jako fyzické hranice, ale jsou dynamickými funkčními povrchy. Na membránách organel probíhají četné biochemické procesy jako aktivní vstřebávání látek, přeměna energie, syntéza ATP aj.
Funkce biologických membrán následující:
Vymezují obsah buňky od vnějšího prostředí a obsah organel od cytoplazmy.
Zajišťují transport látek do a z buňky, z cytoplazmy do organel a naopak.
Působí jako receptory (přijímají a převádějí chemické látky z prostředí, rozpoznávají buněčné látky atd.).
Jsou to katalyzátory (poskytující chemické procesy v blízkosti membrány).
Podílet se na přeměně energie.
Hlavní konstrukční jednotkaživý organismus - buňka, která je diferencovaným úsekem cytoplazmy obklopeným buněčnou membránou. Vzhledem k tomu, že buňka plní mnoho důležitých funkcí, jako je rozmnožování, výživa, pohyb, musí být membrána plastická a hustá.
Historie objevu a výzkumu buněčné membrány
V roce 1925 inscenovali Grendel a Gorder úspěšný experiment k identifikaci „stínů“ červených krvinek nebo prázdných membrán. Přes několik závažných chyb vědci objevili lipidovou dvojvrstvu. V jejich práci pokračovali Danielli, Dawson v roce 1935 a Robertson v roce 1960. V důsledku mnohaleté práce a hromadění argumentů vytvořili Singer a Nicholson v roce 1972 model membránové struktury s fluidní mozaikou. Další experimenty a studie potvrdily práce vědců.
Význam
Co je buněčná membrána? Toto slovo se začalo používat před více než sto lety, v překladu z latiny znamená „film“, „kůže“. Takto je označena hranice buňky, která je přirozenou bariérou mezi vnitřním obsahem a vnějším prostředím. Struktura buněčné membrány implikuje semipermeabilitu, díky které vlhkost a živin a produkty rozkladu jím mohou volně procházet. Tento obal lze nazvat hlavní strukturální složkou buněčné organizace.
Uvažujme o hlavních funkcích buněčné membrány
1. Odděluje vnitřní obsah buňky a složky vnějšího prostředí.
2. Pomáhá udržovat stálé chemické složení buňky.
3. Reguluje správný metabolismus.
4. Zajišťuje komunikaci mezi buňkami.
5. Rozpoznává signály.
6. Ochranná funkce.
"Plazma Shell"
Vnější buněčná membrána, nazývaná také plazmatická membrána, je ultramikroskopický film, jehož tloušťka se pohybuje od pěti do sedmi nanomilimetrů. Skládá se převážně z bílkovinných sloučenin, fosfolidů a vody. Fólie je elastická, snadno absorbuje vodu a po poškození rychle obnovuje svou celistvost.
Má univerzální strukturu. Tato membrána zaujímá hraniční polohu, účastní se procesu selektivní permeability, odstraňování produktů rozpadu a syntetizuje je. Vztah se sousedy a spolehlivou ochranu vnitřní obsah před poškozením z něj činí důležitou součást v takové věci, jako je struktura buňky. Buněčná membrána živočišných organismů je někdy pokryta tenkou vrstvou - glykokalyx, která zahrnuje bílkoviny a polysacharidy. Rostlinné buňky vně membrány jsou chráněny buněčnou stěnou, která slouží jako opora a udržuje tvar. Hlavní složkou jeho složení je vláknina (celulóza) – polysacharid, který je nerozpustný ve vodě.
Vnější buněčná membrána má tedy funkci opravy, ochrany a interakce s jinými buňkami.
Struktura buněčné membrány
Tloušťka tohoto pohyblivého pláště se pohybuje od šesti do deseti nanomilimetrů. Buněčná membrána buňky má speciální složení, jejímž základem je lipidová dvojvrstva. Hydrofobní ocasy, inertní vůči vodě, jsou umístěny uvnitř, zatímco hydrofilní hlavy, které interagují s vodou, směřují ven. Každý lipid je fosfolipid, který je výsledkem interakce látek, jako je glycerol a sfingosin. Lipidová struktura je těsně obklopena proteiny, které jsou uspořádány v nesouvislé vrstvě. Některé z nich jsou ponořeny do lipidové vrstvy, zbytek jí prochází. V důsledku toho vznikají oblasti propustné pro vodu. Funkce vykonávané těmito proteiny jsou různé. Část z nich jsou enzymy, zbytek transportní proteiny, které přenášejí různé látky z vnějšího prostředí do cytoplazmy a zpět.
Buněčná membrána je prostoupena a těsně propojena integrálními proteiny a spojení s periferními je méně pevné. Tyto proteiny plní důležitou funkci, která spočívá v udržování struktury membrány, přijímání a převádění signálů z okolí, transportu látek a katalýzy reakcí, které na membránách probíhají.
Sloučenina
Základem buněčné membrány je bimolekulární vrstva. Díky své kontinuitě má buňka bariérové a mechanické vlastnosti. V různých fázích života může být tato dvojvrstva narušena. V důsledku toho se tvoří strukturální defekty průchozích hydrofilních pórů. V tomto případě se mohou změnit absolutně všechny funkce takové složky, jako je buněčná membrána. Jádro může trpět vnějšími vlivy.
Vlastnosti
Buněčná membrána buňky má zajímavé funkce. Tato membrána není díky své tekutosti tuhou strukturou a většina proteinů a lipidů, které ji tvoří, se volně pohybuje po rovině membrány.
Obecně je buněčná membrána asymetrická, takže složení proteinových a lipidových vrstev se liší. Plazmatické membrány v živočišných buňkách mají na své vnější straně glykoproteinovou vrstvu, která plní receptorové a signalizační funkce a také hraje velkou roli v procesu spojování buněk do tkáně. Buněčná membrána je polární, to znamená, že náboj na vnější straně je kladný a náboj na vnitřní straně je záporný. Kromě všeho výše uvedeného má buněčná membrána selektivní náhled.
To znamená, že kromě vody je do buňky vpuštěna pouze určitá skupina molekul a iontů rozpuštěných látek. Koncentrace látky, jako je sodík, je ve většině buněk mnohem nižší než ve vnějším prostředí. Draselné ionty mají jiný poměr: jejich množství v buňce je mnohem vyšší než v životní prostředí. V tomto ohledu mají ionty sodíku tendenci pronikat buněčnou membránou a ionty draslíku mají tendenci se uvolňovat ven. Za těchto okolností membrána aktivuje speciální systém, který hraje „pumpovací“ roli a vyrovnává koncentraci látek: sodíkové ionty jsou pumpovány na povrch buňky a draselné ionty jsou pumpovány dovnitř. Tato funkce obsažen v základní funkce buněčná membrána.
Tato tendence sodíkových a draselných iontů pohybovat se směrem dovnitř z povrchu hraje velkou roli v transportu cukru a aminokyselin do buňky. V procesu aktivního odstraňování sodných iontů z buňky membrána vytváří podmínky pro nový příjem glukózy a aminokyselin uvnitř. Naopak v procesu přenosu draselných iontů do buňky se počet „přenašečů“ produktů rozpadu z nitra buňky do vnějšího prostředí doplňuje.
Jak probíhá výživa buněk přes buněčnou membránu?
Mnoho buněk přijímá látky prostřednictvím procesů, jako je fagocytóza a pinocytóza. V první možnosti vytváří pružná vnější membrána malou prohlubeň, ve které zachycená částice končí. Průměr vybrání se pak zvětšuje, dokud uzavřená částice nevstoupí do buněčné cytoplazmy. Prostřednictvím fagocytózy jsou vyživováni někteří prvoci, například améby, a také krvinky - leukocyty a fagocyty. Podobně buňky absorbují tekutinu, která obsahuje potřebné živiny. Tento jev se nazývá pinocytóza.
Vnější membrána je těsně spojena s endoplazmatickým retikulem buňky.
Mnoho typů hlavních složek tkáně má na povrchu membrány výčnělky, záhyby a mikroklky. Rostlinné buňky vnější strana této skořápky je pokryta jinou, tlustou a jasně viditelnou pod mikroskopem. Vláknina, ze které jsou složeny, pomáhá vytvářet oporu tkání rostlinného původu například dřevo. Živočišné buňky mají také řadu vnější struktury, které se nacházejí na vrcholu buněčné membrány. Mají výhradně ochranný charakter, příkladem toho je obsažený chitin krycí buňky hmyz
Kromě buněčné membrány existuje intracelulární membrána. Jeho funkcí je rozdělit buňku do několika specializovaných uzavřených kompartmentů - kompartmentů nebo organel, kde musí být zachováno určité prostředí.
Nelze tedy přeceňovat roli takové složky základní jednotky živého organismu, jakou je buněčná membrána. Struktura a funkce naznačují výrazné rozšíření celkové plochy buněčného povrchu, zlepšení metabolické procesy. Tato molekulární struktura se skládá z proteinů a lipidů. Membrána, která odděluje buňku od vnějšího prostředí, zajišťuje její integritu. S jeho pomocí se udržují mezibuněčné spoje na poměrně silné úrovni a tvoří tkáně. V tomto ohledu můžeme konstatovat, že jeden z kritické role V buňce hraje roli buněčná membrána. Struktura a funkce, které vykonává, se v různých buňkách radikálně liší v závislosti na jejich účelu. Prostřednictvím těchto znaků je dosaženo různých fyziologických aktivit buněčných membrán a jejich rolí v existenci buněk a tkání.
Membrána je ultrajemná struktura, která tvoří povrchy organel a buňky jako celku. Všechny membrány mají podobnou strukturu a jsou spojeny do jednoho systému.
Chemické složení
Buněčné membrány jsou chemicky homogenní a skládají se z proteinů a lipidů různých skupin:
- fosfolipidy;
- galaktolipidy;
- sulfolipidy.
Obsahují také nukleové kyseliny, polysacharidy a další látky.
Fyzikální vlastnosti
Na normální teplota Membrány jsou ve stavu kapalných krystalů a neustále oscilují. Jejich viskozita se blíží viskozitě rostlinného oleje.
Membrána je obnovitelná, odolná, elastická a porézní. Tloušťka membrány je 7 - 14 nm.
TOP 4 článkykteří spolu s tím čtou
Membrána je nepropustná pro velké molekuly. Malé molekuly a ionty mohou procházet póry a samotnou membránou vlivem rozdílů koncentrací na různých stranách membrány a také pomocí transportních proteinů.
Modelka
Typicky je struktura membrán popsána pomocí modelu tekuté mozaiky. Membrána má kostru - dvě řady lipidových molekul, těsně vedle sebe, jako cihly.
Rýže. 1. Biologická membrána sendvičového typu.
Na obou stranách je povrch lipidů pokryt bílkovinami. Mozaikový vzor je tvořen proteinovými molekulami nerovnoměrně rozmístěnými na povrchu membrány.
Podle stupně ponoření do bilipidové vrstvy se molekuly bílkovin dělí na tři skupiny:
- transmembránový;
- ponořený;
- povrchní.
Proteiny poskytují hlavní vlastnost membrány - její selektivní propustnost pro různé látky.
Typy membrán
Všechny buněčné membrány podle lokalizace lze rozdělit na následující typy:
- externí;
- jaderná;
- organelové membrány.
Vnější cytoplazmatická membrána neboli plazmolema je hranicí buňky. Spojením s prvky cytoskeletu si zachovává svůj tvar a velikost.
Rýže. 2. Cytoskelet.
Jaderná membrána neboli karyolema je hranicí jaderného obsahu. Skládá se ze dvou membrán, velmi podobných té vnější. Vnější membrána jádra je spojena s membránami endoplazmatického retikula(EPS) a přes póry s vnitřní membránou.
Membrány ER pronikají celou cytoplazmou a tvoří povrchy, na kterých probíhá syntéza různých látek včetně membránových proteinů.
Organelové membrány
Většina organel má membránovou strukturu.
Stěny jsou postaveny z jedné membrány:
- Golgiho komplex;
- vakuoly;
- lysozomy
Plastidy a mitochondrie se skládají ze dvou vrstev membrán. Jejich vnější membrána je hladká a vnitřní tvoří mnoho záhybů.
Vlastnosti fotosyntetických membrán chloroplastů jsou vestavěné molekuly chlorofylu.
Živočišné buňky mají na povrchu své vnější membrány sacharidovou vrstvu zvanou glykokalyx.
Rýže. 3. Glykokalyx.
Glykokalyx je nejvíce vyvinut v buňkách střevního epitelu, kde vytváří podmínky pro trávení a chrání plazmalemu.
Tabulka "Struktura buněčné membrány"
co jsme se naučili?
Podívali jsme se na strukturu a funkce buněčné membrány. Membrána je selektivní (selektivní) bariéra buňky, jádra a organel. Struktura buněčné membrány je popsána modelem tekuté mozaiky. Podle tohoto modelu jsou proteinové molekuly zabudovány do dvojvrstvy viskózních lipidů.
Test na dané téma
Vyhodnocení zprávy
průměrné hodnocení: 4.5. Celková obdržená hodnocení: 270.
