delimitativo ( barrera) - separar el contenido celular de ambiente externo;
Regular el intercambio entre la célula y el medio ambiente;
Dividen las células en compartimentos, o compartimentos, destinados a determinadas vías metabólicas especializadas ( divisor);
Es el lugar de algunas reacciones químicas (reacciones luminosas de la fotosíntesis en los cloroplastos, fosforilación oxidativa durante la respiración en las mitocondrias);
Proporcionar comunicación entre células en los tejidos de organismos multicelulares;
Transporte- realiza transporte transmembrana.
Receptor- son la ubicación de sitios receptores que reconocen estímulos externos.
Transporte de sustancias a través de la membrana: una de las funciones principales de la membrana, asegurando el intercambio de sustancias entre la célula y el entorno externo. Dependiendo del consumo energético para la transferencia de sustancias se distinguen:
transporte pasivo o difusión facilitada;
Transporte activo (selectivo) con la participación de ATP y enzimas.
Transporte en embalaje de membrana. Existen endocitosis (dentro de la célula) y exocitosis (fuera de la célula), mecanismos que transportan partículas grandes y macromoléculas a través de la membrana. Durante la endocitosis, la membrana plasmática forma una invaginación, sus bordes se fusionan y se libera una vesícula en el citoplasma. La vesícula está delimitada del citoplasma por una única membrana, que forma parte de la membrana citoplasmática externa. Hay fagocitosis y pinocitosis. La fagocitosis es la absorción de partículas grandes y bastante duras. Por ejemplo, fagocitosis de linfocitos, protozoos, etc. La pinocitosis es el proceso de capturar y absorber gotas de líquido con sustancias disueltas en él.
La exocitosis es el proceso de eliminación de diversas sustancias de la célula. Durante la exocitosis, la membrana de la vesícula o vacuola se fusiona con la membrana citoplasmática externa. El contenido de la vesícula se elimina más allá de la superficie celular y la membrana se incluye en la membrana citoplasmática externa.
En el núcleo pasivo El transporte de moléculas sin carga radica en la diferencia entre las concentraciones de hidrógeno y las cargas, es decir. gradiente electroquímico. Las sustancias se moverán de un área con un gradiente más alto a un área con uno más bajo. La velocidad del transporte depende de la diferencia de pendientes.
La difusión simple es el transporte de sustancias directamente a través de la bicapa lipídica. Característica de los gases, apolares o pequeñas moléculas polares sin carga, solubles en grasas. El agua penetra rápidamente en la bicapa porque su molécula es pequeña y eléctricamente neutra. La difusión del agua a través de membranas se llama ósmosis.
La difusión a través de los canales de la membrana es el transporte de moléculas cargadas e iones (Na, K, Ca, Cl) que penetran a través de la membrana debido a la presencia de proteínas formadoras de canales especiales que forman poros de agua.
La difusión facilitada es el transporte de sustancias mediante proteínas de transporte especiales. Cada proteína es responsable de una molécula o grupo de moléculas relacionadas estrictamente definidas, interactúa con ella y se mueve a través de la membrana. Por ejemplo, azúcares, aminoácidos, nucleótidos y otras moléculas polares.
Transporte activo llevada a cabo por proteínas transportadoras (ATPasa) contra un gradiente electroquímico, con consumo de energía. Su fuente son las moléculas de ATP. Por ejemplo, el sodio es una bomba de potasio.
La concentración de potasio dentro de la célula es mucho mayor que fuera de ella, y la de sodio, viceversa. Por lo tanto, los cationes de potasio y sodio se difunden pasivamente a través de los poros de agua de la membrana a lo largo de un gradiente de concentración. Esto se explica por el hecho de que la permeabilidad de la membrana a los iones de potasio es mayor que a los iones de sodio. En consecuencia, el potasio sale de la célula más rápido que el sodio hacia el interior de la célula. Sin embargo, para el funcionamiento normal de las células es necesaria una cierta proporción de 3 iones de potasio y 2 de sodio. Por lo tanto, hay una bomba de sodio-potasio en la membrana que bombea activamente sodio fuera de la célula y potasio hacia la célula. Esta bomba es una proteína de membrana transmembrana capaz de realizar reordenamientos conformacionales. Por lo tanto, puede unirse a sí mismo tanto iones de potasio como de sodio (antipuerto). El proceso consume mucha energía:
CON adentro En las membranas, los iones de sodio y una molécula de ATP ingresan a la proteína de la bomba, y los iones de potasio provienen de la membrana exterior.
Los iones de sodio se combinan con molécula de proteína, y la proteína adquiere actividad ATPasa, es decir. la capacidad de provocar la hidrólisis del ATP, que se acompaña de la liberación de energía que impulsa la bomba.
El fosfato liberado durante la hidrólisis del ATP se adhiere a la proteína, es decir. fosforila la proteína.
La fosforilación provoca cambios conformacionales en la proteína; ésta se vuelve incapaz de retener iones de sodio. Se liberan y salen de la célula.
La nueva conformación de la proteína favorece la unión de iones potasio a ella.
La adición de iones potasio provoca la desfosforilación de la proteína. Vuelve a cambiar de conformación.
Un cambio en la conformación de las proteínas conduce a la liberación de iones de potasio dentro de la célula.
La proteína vuelve a estar lista para unir iones de sodio a sí misma.
En un ciclo de funcionamiento, la bomba bombea 3 iones de sodio de la celda y bombea 2 iones de potasio.
Citoplasma– un componente obligatorio de la célula, ubicado entre el aparato de superficie de la célula y el núcleo. Se trata de un complejo estructural heterogéneo complejo que consta de:
hialoplasma
orgánulos (componentes permanentes del citoplasma)
Las inclusiones son componentes temporales del citoplasma.
Matriz citoplásmica(hialoplasma) es el contenido interno de la célula: una solución coloidal incolora, espesa y transparente. Los componentes de la matriz citoplasmática llevan a cabo procesos de biosíntesis en la célula y contienen enzimas necesarias para la producción de energía, principalmente debido a la glucólisis anaeróbica.
Propiedades básicas de la matriz citoplasmática.
Determina las propiedades coloidales de la célula. Junto con las membranas intracelulares del sistema vacuolar, puede considerarse un sistema coloidal muy heterogéneo o multifásico.
Proporciona un cambio en la viscosidad del citoplasma, una transición de un gel (más espeso) a un sol (más líquido), que se produce bajo la influencia de factores externos e internos.
Proporciona ciclosis, movimiento ameboide, división celular y movimiento de pigmento en cromatóforos.
Determina la polaridad de la ubicación de los componentes intracelulares.
Proporciona propiedades mecánicas de las células: elasticidad, capacidad de fusionarse, rigidez.
organelos– estructuras celulares permanentes que aseguran que la célula realice funciones específicas. Dependiendo de las características estructurales, se distinguen:
orgánulos de membrana: tienen una estructura de membrana. Pueden ser de membrana única (ER, aparato de Golgi, lisosomas, vacuolas de células vegetales). Doble membrana (mitocondrias, plastidios, núcleo).
Organelos sin membrana: no tienen estructura de membrana (cromosomas, ribosomas, centro celular, citoesqueleto).
Los orgánulos de uso general son característicos de todas las células: núcleo, mitocondrias, centro celular, aparato de Golgi, ribosomas, EPS, lisosomas. Cuando los orgánulos son característicos de ciertos tipos de células, se denominan orgánulos especiales (por ejemplo, miofibrillas que contraen una fibra muscular).
Retículo endoplásmico- una única estructura continua, cuya membrana forma muchas invaginaciones y pliegues que parecen túbulos, microvacuolas y grandes cisternas. Las membranas de EPS están conectadas, por un lado, a la membrana citoplasmática celular y, por otro, a Concha exterior membrana nuclear.
Hay dos tipos de EPS: rugoso y liso.
En el RE rugoso o granular, las cisternas y los túbulos están asociados con ribosomas. es el lado exterior de la membrana. El RE liso o agranular no tiene conexión con los ribosomas. Este es el lado interior de la membrana.
Membranas biológicas.
El término "membrana" (del latín membrana - piel, película) comenzó a usarse hace más de 100 años para designar un límite celular que sirve, por un lado, como barrera entre el contenido de la célula y el entorno externo, y por otro, como un tabique semipermeable por el que pueden pasar el agua y algunas sustancias. Sin embargo, las funciones de la membrana no se limitan a esto, ya que las membranas biológicas forman la base de la organización estructural de la célula.
Estructura de membrana. Según este modelo, la membrana principal es una bicapa lipídica en la que las colas hidrófobas de las moléculas miran hacia adentro y las cabezas hidrófilas miran hacia afuera. Los lípidos están representados por fosfolípidos, derivados del glicerol o la esfingosina. Las proteínas están asociadas con la capa lipídica. Las proteínas integrales (transmembrana) penetran la membrana y están firmemente unidas a ella; los periféricos no penetran y están menos conectados a la membrana. Funciones de las proteínas de membrana: mantener la estructura de la membrana, recibir y convertir señales del medio ambiente. medio ambiente, transporte de determinadas sustancias, catálisis de reacciones que ocurren en membranas. El espesor de la membrana oscila entre 6 y 10 nm.
Propiedades de la membrana:
1. Fluidez. La membrana no es una estructura rígida; la mayoría de las proteínas y lípidos que la constituyen pueden moverse en el plano de la membrana.
2. Asimetría. Composición de externos y capas internas Tanto las proteínas como los lípidos son diferentes. Además, membranas plasmáticas las células animales tienen una capa de glicoproteínas en el exterior (glucocáliz, que realiza funciones de señalización y receptora, y también es importante para unir las células en tejidos)
3. Polaridad. El lado exterior de la membrana lleva una carga positiva, mientras que el lado interior lleva una carga negativa.
4. Permeabilidad selectiva. Las membranas de las células vivas, además del agua, solo dejan pasar ciertas moléculas e iones de sustancias disueltas (el uso del término "semipermeabilidad" en relación con las membranas celulares no es del todo correcto, ya que este concepto implica que la membrana solo permite el paso de moléculas de solvente, mientras retiene todas las moléculas e iones de las sustancias disueltas).
La membrana celular externa (plasmalema) es una película ultramicroscópica de 7,5 nm de espesor, formada por proteínas, fosfolípidos y agua. Una película elástica que se humedece bien con agua y recupera rápidamente su integridad después de un daño. Tiene una estructura universal, típica de todas las membranas biológicas. La posición límite de esta membrana, su participación en los procesos de permeabilidad selectiva, pinocitosis, fagocitosis, excreción de productos excretores y síntesis, en interacción con las células vecinas y protección de la célula contra daños hace que su papel sea extremadamente importante. Las células animales fuera de la membrana a veces están cubiertas por una fina capa que consta de polisacáridos y proteínas: el glicocálix. En el exterior de las células vegetales. membrana celular hay una pared celular fuerte que crea soporte externo y mantiene la forma de la célula. Se compone de fibra (celulosa), un polisacárido insoluble en agua.
Membrana de plasma , o plasmalema,- la membrana más permanente, básica y universal para todas las células. Es una película delgada (de unos 10 nm) que cubre toda la célula. El plasmalema está formado por moléculas de proteínas y fosfolípidos (fig. 1.6).
Las moléculas de fosfolípidos están dispuestas en dos filas: con extremos hidrófobos hacia adentro y cabezas hidrófilas hacia el ambiente acuoso interno y externo. En algunos lugares, la bicapa (doble capa) de fosfolípidos es penetrada a través de moléculas de proteínas (proteínas integrales). Dentro de estas moléculas de proteínas hay canales, poros a través de los cuales pasan las sustancias solubles en agua. Otras moléculas de proteínas penetran hasta la mitad de la bicapa lipídica por un lado o por el otro (proteínas semiintegrales). Hay proteínas periféricas en la superficie de las membranas de las células eucariotas. Las moléculas de lípidos y proteínas se mantienen unidas debido a interacciones hidrófilas-hidrófobas.
Propiedades y funciones de las membranas. Todas las membranas celulares son estructuras fluidas móviles, ya que las moléculas de lípidos y proteínas no están interconectadas por enlaces covalentes y pueden moverse con bastante rapidez en el plano de la membrana. Gracias a esto, las membranas pueden cambiar su configuración, es decir, tienen fluidez.
Las membranas son estructuras muy dinámicas. Se recuperan rápidamente del daño y también se estiran y contraen con los movimientos celulares.
Las membranas de diferentes tipos de células difieren significativamente tanto en la composición química como en el contenido relativo de proteínas, glicoproteínas, lípidos y, en consecuencia, en la naturaleza de los receptores que contienen. Por lo tanto, cada tipo de célula se caracteriza por una individualidad, que está determinada principalmente glicoproteínas. Las glicoproteínas de cadena ramificada que sobresalen de la membrana celular participan en reconocimiento de factores entorno externo, así como en el reconocimiento mutuo de células relacionadas. Por ejemplo, un óvulo y un espermatozoide se reconocen entre sí mediante glicoproteínas de la superficie celular, que encajan como elementos separados de una estructura completa. Este reconocimiento mutuo es una etapa necesaria que precede a la fecundación.
Un fenómeno similar se observa en el proceso de diferenciación de tejidos. En este caso, las células de estructura similar, con la ayuda de las áreas de reconocimiento del plasmalema, se orientan correctamente entre sí, asegurando así su adhesión y formación de tejido. Asociado con el reconocimiento regulación del transporte moléculas e iones a través de la membrana, así como una respuesta inmunológica en la que las glicoproteínas desempeñan el papel de antígenos. Por tanto, los azúcares pueden funcionar como moléculas de información (como proteínas y ácidos nucleicos). Las membranas también contienen receptores específicos, transportadores de electrones, convertidores de energía y proteínas enzimáticas. Las proteínas participan en asegurar el transporte de ciertas moléculas dentro o fuera de la célula, proporcionan una conexión estructural entre el citoesqueleto y las membranas celulares o sirven como receptores para recibir y convertir señales químicas del medio ambiente.
La propiedad más importante de la membrana es también permeabilidad selectiva. Esto significa que las moléculas y los iones lo atraviesan con a diferentes velocidades, y cuanto mayor es el tamaño de las moléculas, menor es la velocidad de su paso a través de la membrana. Esta propiedad define la membrana plasmática como barrera osmótica. El agua y los gases disueltos en ella tienen la máxima capacidad de penetración; Los iones atraviesan la membrana mucho más lentamente. La difusión del agua a través de una membrana se llama por ósmosis.
Existen varios mecanismos para transportar sustancias a través de la membrana.
Difusión- penetración de sustancias a través de una membrana según un gradiente de concentración (desde una zona donde su concentración es mayor hasta una zona donde su concentración es menor). El transporte difuso de sustancias (agua, iones) se realiza con la participación de proteínas de membrana que tienen poros moleculares, o con la participación de la fase lipídica (para sustancias liposolubles).
Con difusión facilitada Las proteínas especiales de transporte de membrana se unen selectivamente a uno u otro ion o molécula y los transportan a través de la membrana a lo largo de un gradiente de concentración.
Transporte activo implica costes energéticos y sirve para transportar sustancias en contra de su gradiente de concentración. Él llevado a cabo por proteínas portadoras especiales que forman el llamado bombas de iones. La más estudiada es la bomba Na - / K - en las células animales, que bombea activamente iones Na + mientras absorbe iones K -. Debido a esto, en la célula se mantiene una mayor concentración de K - y una menor concentración de Na + en comparación con el medio ambiente. Este proceso requiere energía ATP.
Como resultado del transporte activo mediante una bomba de membrana en la célula, también se regula la concentración de Mg 2- y Ca 2+.
Durante el proceso de transporte activo de iones al interior de la célula, varios azúcares, nucleótidos y aminoácidos penetran a través de la membrana citoplasmática.
Las macromoléculas de proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos, complejos de lipoproteínas, etc. no atraviesan las membranas celulares, a diferencia de los iones y los monómeros. El transporte de macromoléculas, sus complejos y partículas al interior de la célula se produce de una forma completamente diferente: mediante endocitosis. En endocitosis (endo...- hacia adentro) una determinada área del plasmalema captura y, por así decirlo, envuelve material extracelular, encerrándolo en una vacuola de membrana que surge como resultado de la invaginación de la membrana. Posteriormente, dicha vacuola se conecta con un lisosoma, cuyas enzimas descomponen las macromoléculas en monómeros.
El proceso inverso de la endocitosis es exocitosis (exo...- afuera). Gracias a ello, la célula elimina productos intracelulares o residuos no digeridos encerrados en vacuolas o pu-
zyryki. La vesícula se acerca a la membrana citoplasmática, se fusiona con ella y su contenido se libera al medio ambiente. Así se eliminan enzimas digestivas, hormonas, hemicelulosa, etc.
Por tanto, las membranas biológicas, como principales elementos estructurales de una célula, no sólo sirven como límites físicos, sino que son superficies funcionales dinámicas. En las membranas de los orgánulos tienen lugar numerosos procesos bioquímicos, como la absorción activa de sustancias, la conversión de energía, la síntesis de ATP, etc.
Funciones de las membranas biológicas. la siguiente:
Delimitan el contenido de la célula del ambiente externo y el contenido de los orgánulos del citoplasma.
Aseguran el transporte de sustancias dentro y fuera de la célula, desde el citoplasma a los orgánulos y viceversa.
Actuar como receptores (recibiendo y convirtiendo sustancias químicas del medio ambiente, reconociendo sustancias celulares, etc.).
Son catalizadores (que proporcionan procesos químicos cerca de la membrana).
Participar en la conversión de energía.
Principal unidad estructural organismo vivo: una célula, que es una sección diferenciada del citoplasma rodeada por una membrana celular. Debido al hecho de que la célula realiza muchas funciones importantes, como la reproducción, la nutrición y el movimiento, la membrana debe ser plástica y densa.
Historia del descubrimiento e investigación de la membrana celular.
En 1925, Grendel y Gorder montaron experimento exitoso para identificar “sombras” de glóbulos rojos o membranas vacías. A pesar de varios errores graves, los científicos descubrieron la bicapa lipídica. Su trabajo fue continuado por Danielli, Dawson en 1935 y Robertson en 1960. Como resultado de muchos años de trabajo y acumulación de argumentos, en 1972 Singer y Nicholson crearon un modelo de mosaico fluido de la estructura de la membrana. Otros experimentos y estudios confirmaron los trabajos de los científicos.
Significado
¿Qué es una membrana celular? Esta palabra comenzó a usarse hace más de cien años, traducida del latín significa "película", "piel". Así se designa el límite celular, que es una barrera natural entre el contenido interno y el entorno externo. La estructura de la membrana celular implica semipermeabilidad, por lo que la humedad y nutrientes y los productos de descomposición pueden atravesarlo libremente. Esta capa se puede llamar el principal componente estructural de la organización celular.
Consideremos las funciones principales de la membrana celular.
1. Separa el contenido interno de la célula y los componentes del ambiente externo.
2. Ayuda a mantener una composición química constante de la célula.
3. Regula el metabolismo adecuado.
4. Proporciona comunicación entre células.
5. Reconoce señales.
6. Función de protección.
"Cáscara de plasma"
La membrana celular externa, también llamada membrana plasmática, es una película ultramicroscópica cuyo espesor oscila entre cinco y siete nanomilímetros. Se compone principalmente de compuestos proteicos, fosfólidos y agua. La película es elástica, absorbe fácilmente el agua y recupera rápidamente su integridad después de daños.
Tiene una estructura universal. Esta membrana ocupa una posición límite, participa en el proceso de permeabilidad selectiva, eliminación de productos de descomposición y los sintetiza. Relación con vecinos y protección confiable Proteger el contenido interno del daño lo convierte en un componente importante en cuestiones como la estructura de la célula. La membrana celular de los organismos animales a veces está cubierta por una capa delgada: el glicocálix, que incluye proteínas y polisacáridos. Las células vegetales fuera de la membrana están protegidas por una pared celular, que les sirve de soporte y mantiene su forma. El componente principal de su composición es la fibra (celulosa), un polisacárido insoluble en agua.
Así, la membrana celular externa tiene la función de reparación, protección e interacción con otras células.
Estructura de la membrana celular.
El espesor de esta carcasa móvil varía de seis a diez nanomilímetros. La membrana celular de una célula tiene composición especial, cuya base es una bicapa lipídica. Las colas hidrófobas, inertes al agua, están ubicadas en el interior, mientras que las cabezas hidrófilas, que interactúan con el agua, miran hacia afuera. Cada lípido es un fosfolípido, que es el resultado de la interacción de sustancias como el glicerol y la esfingosina. La estructura lipídica está estrechamente rodeada de proteínas, que están dispuestas en una capa discontinua. Algunos de ellos están sumergidos en la capa lipídica, el resto la atraviesa. Como resultado, se forman áreas permeables al agua. Las funciones que realizan estas proteínas son diferentes. Algunas de ellas son enzimas, el resto son proteínas de transporte que transfieren diversas sustancias desde el ambiente externo al citoplasma y viceversa.
La membrana celular está impregnada y estrechamente conectada por proteínas integrales, y la conexión con las periféricas es menos fuerte. Estas proteínas realizan una función importante, que es mantener la estructura de la membrana, recibir y convertir señales del medio ambiente, transportar sustancias y catalizar reacciones que ocurren en las membranas.
Compuesto
La base de la membrana celular es una capa bimolecular. Gracias a su continuidad, la célula tiene propiedades barrera y mecánicas. En diferentes etapas de la vida, esta bicapa puede verse alterada. Como resultado, se forman defectos estructurales en los poros hidrófilos. En este caso, pueden cambiar absolutamente todas las funciones de un componente como la membrana celular. El núcleo puede sufrir influencias externas.
Propiedades
La membrana celular de una célula tiene características interesantes. Debido a su fluidez, esta membrana no es una estructura rígida, y la mayor parte de las proteínas y lípidos que la componen se mueven libremente en el plano de la membrana.
En general, la membrana celular es asimétrica, por lo que la composición de las capas proteicas y lipídicas difiere. Las membranas plasmáticas de las células animales, en su lado exterior, tienen una capa de glicoproteína que realiza funciones de receptor y señalización, y también juega un papel importante en el proceso de combinación de células en tejido. La membrana celular es polar, es decir, la carga en el exterior es positiva y la carga en el interior es negativa. Además de todo lo anterior, la membrana celular tiene percepción selectiva.
Esto significa que, además del agua, solo se permite la entrada a la célula un determinado grupo de moléculas e iones de sustancias disueltas. La concentración de una sustancia como el sodio en la mayoría de las células es mucho menor que en el ambiente externo. Los iones de potasio tienen una proporción diferente: su cantidad en la célula es mucho mayor que en ambiente. En este sentido, los iones de sodio tienden a penetrar la membrana celular y los iones de potasio tienden a liberarse al exterior. En estas circunstancias, la membrana activa un sistema especial que desempeña el papel de "bombeo", nivelando la concentración de sustancias: los iones de sodio se bombean a la superficie de la célula y los iones de potasio al interior. Esta característica incluido en funciones esenciales membrana celular.
Esta tendencia de los iones de sodio y potasio a moverse hacia adentro desde la superficie juega un papel importante en el transporte de azúcar y aminoácidos al interior de la célula. En el proceso de eliminación activa de iones de sodio de la célula, la membrana crea las condiciones para una nueva ingesta de glucosa y aminoácidos en su interior. Por el contrario, en el proceso de transferencia de iones de potasio a la célula, se repone la cantidad de "transportadores" de productos de descomposición desde el interior de la célula al ambiente externo.
¿Cómo se produce la nutrición celular a través de la membrana celular?
Muchas células absorben sustancias mediante procesos como la fagocitosis y la pinocitosis. En la primera opción, una membrana exterior flexible crea una pequeña depresión en la que acaba la partícula capturada. Luego, el diámetro del receso aumenta hasta que la partícula encerrada ingresa al citoplasma celular. A través de la fagocitosis, se alimentan algunos protozoos, como las amebas, así como células sanguíneas: leucocitos y fagocitos. De manera similar, las células absorben líquido, que contiene los nutrientes necesarios. Este fenómeno se llama pinocitosis.
La membrana externa está estrechamente conectada al retículo endoplásmico de la célula.
Muchos tipos de componentes tisulares principales tienen protuberancias, pliegues y microvellosidades en la superficie de la membrana. Células vegetales el exterior de esta concha está cubierto por otra, gruesa y claramente visible al microscopio. La fibra que los compone ayuda a formar el soporte del tejido. origen vegetal, por ejemplo, madera. Las células animales también tienen una serie de estructuras externas, que se encuentran en la parte superior de la membrana celular. Tienen un carácter exclusivamente protector, un ejemplo de ello es la quitina contenida en cubrir celdas insectos
Además de la membrana celular, existe una membrana intracelular. Su función es dividir la célula en varios compartimentos cerrados especializados: compartimentos u orgánulos, donde se debe mantener un determinado entorno.
Por tanto, es imposible sobreestimar el papel de un componente de la unidad básica de un organismo vivo como la membrana celular. La estructura y funciones sugieren una expansión significativa de la superficie celular total, mejora Procesos metabólicos. Esta estructura molecular está formada por proteínas y lípidos. Al separar la célula del entorno externo, la membrana garantiza su integridad. Con su ayuda, las conexiones intercelulares se mantienen a un nivel bastante fuerte, formando tejidos. En este sentido, podemos concluir que uno de los roles críticos La membrana celular juega un papel en la célula. La estructura y las funciones que realiza difieren radicalmente en las distintas células, según su finalidad. A través de estas características, se logra una variedad de actividades fisiológicas de las membranas celulares y sus funciones en la existencia de células y tejidos.
La membrana es una estructura ultrafina que forma las superficies de los orgánulos y de la célula en su conjunto. Todas las membranas tienen una estructura similar y están conectadas en un solo sistema.
Composición química
Las membranas celulares son químicamente homogéneas y están formadas por proteínas y lípidos de varios grupos:
- fosfolípidos;
- galactolípidos;
- sulfolípidos.
También contienen ácidos nucleicos, polisacáridos y otras sustancias.
Propiedades físicas
En temperatura normal Las membranas se encuentran en estado líquido cristalino y oscilan constantemente. Su viscosidad es cercana a la del aceite vegetal.
La membrana es recuperable, duradera, elástica y porosa. El espesor de la membrana es de 7 a 14 nm.
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La membrana es impermeable a moléculas grandes. Pequeñas moléculas e iones pueden atravesar los poros y la propia membrana bajo la influencia de diferencias de concentración en diferentes lados de la membrana, así como con la ayuda de proteínas de transporte.
Modelo
Normalmente, la estructura de las membranas se describe mediante un modelo de mosaico fluido. La membrana tiene una estructura: dos filas de moléculas de lípidos, muy adyacentes entre sí, como ladrillos.
Arroz. 1. Membrana biológica tipo sándwich.
En ambos lados, la superficie de los lípidos está cubierta de proteínas. El patrón de mosaico está formado por moléculas de proteínas distribuidas de manera desigual en la superficie de la membrana.
Según el grado de inmersión en la capa bilípida, las moléculas de proteínas se dividen en tres grupos:
- transmembrana;
- sumergido;
- superficial.
Las proteínas proporcionan la propiedad principal de la membrana: su permeabilidad selectiva a diversas sustancias.
Tipos de membrana
Todas las membranas celulares según su localización se pueden dividir en los siguientes tipos:
- externo;
- nuclear;
- membranas de organelos.
La membrana citoplasmática externa, o plasmolema, es el límite de la célula. Al conectarse con los elementos del citoesqueleto, mantiene su forma y tamaño.
Arroz. 2. Citoesqueleto.
La membrana nuclear, o cariolema, es el límite del contenido nuclear. Está construido con dos membranas, muy similar a la exterior. La membrana externa del núcleo está asociada con membranas. retículo endoplásmico(EPS) y, a través de los poros, con la membrana interna.
Las membranas del RE penetran en todo el citoplasma, formando superficies en las que se produce la síntesis de diversas sustancias, incluidas las proteínas de membrana.
Membranas de organelo
La mayoría de los orgánulos tienen una estructura de membrana.
Las paredes están construidas a partir de una membrana:
- Complejo de Golgi;
- vacuolas;
- lisosomas
Los plastidios y las mitocondrias están formados por dos capas de membranas. Su membrana exterior es lisa y la interior forma muchos pliegues.
Las características de las membranas fotosintéticas de los cloroplastos son las moléculas de clorofila incorporadas.
Las células animales tienen una capa de carbohidratos en la superficie de su membrana externa llamada glicocálix.
Arroz. 3. Glicocálix.
El glicocálix está más desarrollado en las células del epitelio intestinal, donde crea las condiciones para la digestión y protege el plasmalema.
Tabla "Estructura de la membrana celular"
¿Qué hemos aprendido?
Observamos la estructura y funciones de la membrana celular. La membrana es una barrera selectiva (selectiva) de la célula, el núcleo y los orgánulos. La estructura de la membrana celular se describe mediante el modelo de mosaico fluido. Según este modelo, las moléculas de proteínas están integradas en la bicapa de lípidos viscosos.
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