хязгаарлах ( саад) - эсийн агуулгыг салгах гадаад орчин;
Эс болон хүрээлэн буй орчны хоорондын солилцоог зохицуулах;
Тэд эсийг бодисын солилцооны тодорхой замд зориулагдсан тасалгаа буюу тасалгаанд хуваадаг ( хуваах);
Энэ нь зарим химийн урвал (хлоропласт дахь фотосинтезийн гэрлийн урвал, митохондри дахь амьсгалын үед исэлдэлтийн фосфоржилт) явагддаг газар юм.
Олон эст организмын эд эсийн хоорондын холбоог хангах;
Тээвэрлэлт- трансмембран дамжуулалтыг гүйцэтгэдэг.
Хүлээн авагч- эдгээр нь гадны өдөөлтийг хүлээн зөвшөөрдөг рецепторуудын байрлал юм.
Бодисын тээвэрлэлтмембранаар дамжуулан - мембраны тэргүүлэх үүргүүдийн нэг бөгөөд эс ба гадаад орчны хоорондын бодисын солилцоог хангадаг. Бодис дамжуулах эрчим хүчний зарцуулалтаас хамааран тэдгээрийг дараахь байдлаар ялгана.
идэвхгүй тээвэрлэлт, эсвэл хөнгөвчлөх тархалт;
ATP ба ферментийн оролцоотой идэвхтэй (сонгомол) тээвэрлэлт.
мембран савлагаанд тээвэрлэх. Эндоцитоз (эс рүү) ба экзоцитоз (эсийн гадна) байдаг - мембранаар дамжин том тоосонцор болон макромолекулуудыг тээвэрлэх механизмууд. Эндоцитозын үед плазмын мембран нь инвагинацийг үүсгэж, ирмэгүүд нь нийлж, цэврүү цитоплазмд гардаг. Цэврүү нь цитоплазмаас гадна цитоплазмын мембраны нэг хэсэг болох нэг мембранаар тусгаарлагддаг. Фагоцитоз ба пиноцитоз байдаг. Фагоцитоз гэдэг нь нэлээд хатуу том хэсгүүдийг шингээх явдал юм. Жишээлбэл, лимфоцит, эгэл биетний фагоцитоз гэх мэт. Пиноцитоз нь шингэний дуслыг дотор нь ууссан бодисоор барьж авах, шингээх үйл явц юм.
Экзоцитоз нь эсээс янз бүрийн бодисыг зайлуулах үйл явц юм. Экзоцитозын үед весикулын мембран буюу вакуол нь гаднах цитоплазмын мембрантай нийлдэг. Цэврүүний агуулгыг эсийн гадаргуугаас гадагшлуулж, мембран нь гаднах цитоплазмын мембранд ордог.
Гол нь идэвхгүйЦэнэггүй молекулуудын тээвэрлэлт нь устөрөгч ба цэнэгийн концентрацийн зөрүү, өөрөөр хэлбэл. цахилгаан химийн градиент. Бодис нь градиент өндөртэй газраас доод тал руу шилжинэ. Тээврийн хурд нь градиентийн ялгаанаас хамаарна.
Энгийн тархалт нь бодисыг липидийн давхар давхаргаар шууд дамжуулах явдал юм. Өөх тосонд уусдаг хийн шинж чанар, туйлтгүй эсвэл жижиг цэнэггүй туйлтай молекулууд. Учир нь ус хоёр давхаргад хурдан нэвтэрдэг түүний молекул нь жижиг бөгөөд цахилгаан саармаг юм. Усны мембранаар дамжин тархахыг осмос гэж нэрлэдэг.
Мембраны сувгаар тархах нь усны нүх үүсгэдэг тусгай суваг үүсгэгч уургууд байдгаас болж мембранаар нэвтэрч буй цэнэгтэй молекулууд ба ионуудыг (Na, K, Ca, Cl) тээвэрлэх явдал юм.
Хөнгөвчлөх тархалт нь тусгай тээвэрлэлтийн уураг ашиглан бодисыг тээвэрлэх явдал юм. Уураг бүр нь нарийн тодорхойлогдсон молекул эсвэл холбогдох молекулуудын бүлгийг хариуцаж, түүнтэй харилцан үйлчилж, мембранаар дамждаг. Жишээлбэл, сахар, амин хүчил, нуклеотид болон бусад туйлын молекулууд.
Идэвхтэй тээвэрлэлтцахилгаан химийн градиентийн эсрэг тээвэрлэгч уургууд (ATPase) эрчим хүчний зарцуулалтаар гүйцэтгэдэг. Үүний эх үүсвэр нь ATP молекулууд юм. Жишээлбэл, натри бол калийн шахуурга юм.
Эсийн доторх калийн агууламж гаднахаас хамаагүй өндөр, натрийн эсрэгээр. Тиймээс кали, натрийн катионууд нь концентрацийн градиентийн дагуу мембраны усны нүхээр идэвхгүй тархдаг. Энэ нь калийн ионуудын мембраны нэвчилт нь натрийн ионуудаас өндөр байдагтай холбон тайлбарладаг. Үүний дагуу кали нь эсээс натриас илүү хурдан тархдаг. Гэсэн хэдий ч эсийн хэвийн үйл ажиллагаанд 3 кали, 2 натрийн ионуудын тодорхой харьцаа шаардлагатай байдаг. Тиймээс мембранд натри-калийн шахуурга байдаг бөгөөд энэ нь натри эсээс, калийг эс рүү идэвхтэй шахдаг. Энэ шахуурга нь конформацийн өөрчлөлт хийх чадвартай трансмембран мембран уураг юм. Тиймээс энэ нь кали ба натрийн ионуудыг (антипорт) өөртөө холбож чаддаг. Процесс нь эрчим хүч их шаарддаг:
ХАМТ дотормембран, натрийн ион ба ATP молекул нь шахуургын уураг руу орж, калийн ионууд гаднах мембранаас ирдэг.
Натрийн ионууд нь нийлдэг уургийн молекул, уураг нь ATPase идэвхийг олж авдаг, i.e. шахуургыг хөдөлгөдөг энерги ялгарах дагалддаг ATP гидролизийг үүсгэх чадвар.
ATP-ийн гидролизийн үед ялгарсан фосфат нь уурагт наалддаг, өөрөөр хэлбэл. уураг фосфоржуулдаг.
Фосфоржилт нь уургийн бүтцийн өөрчлөлтийг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь натрийн ионыг хадгалах чадваргүй болдог. Тэд суллагдсан бөгөөд эсийн гадна хөдөлдөг.
Уургийн шинэ хэлбэр нь түүнд калийн ионуудын наалдацыг дэмждэг.
Калийн ионы нэмэлт нь уургийн фосфоржилтыг үүсгэдэг. Энэ нь дахин хэлбэрээ өөрчилдөг.
Уургийн бүтцийн өөрчлөлт нь эсийн доторх калийн ионыг ялгаруулахад хүргэдэг.
Уураг дахин натрийн ионыг өөртөө хавсаргахад бэлэн байна.
Нэг мөчлөгт шахуурга нь эсээс 3 натрийн ионыг шахаж, 2 калийн ионыг шахдаг.
Цитоплазм- эсийн гадаргуугийн аппарат ба цөмийн хооронд байрлах эсийн зайлшгүй бүрэлдэхүүн хэсэг. Энэ нь дараахь зүйлсээс бүрдсэн нэг төрлийн бус бүтцийн цогцолбор юм.
гиалоплазм
органелл (цитоплазмын байнгын бүрэлдэхүүн хэсэг)
орцууд нь цитоплазмын түр зуурын бүрэлдэхүүн хэсэг юм.
Цитоплазмын матриц(гиалоплазм) нь эсийн дотоод агууламж - өнгөгүй, зузаан, тунгалаг коллоид уусмал юм. Цитоплазмын матрицын бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь эсэд биосинтезийн процессыг явуулдаг бөгөөд гол төлөв агааргүй гликолизийн улмаас эрчим хүч үйлдвэрлэхэд шаардлагатай ферментүүдийг агуулдаг.
Цитоплазмын матрицын үндсэн шинж чанарууд.
Эсийн коллоид шинж чанарыг тодорхойлдог. Вакуолын системийн эсийн доторх мембрантай хамт үүнийг маш олон төрлийн эсвэл олон фазын коллоид систем гэж үзэж болно.
Гадны болон дотоод хүчин зүйлийн нөлөөн дор үүсдэг цитоплазмын зуурамтгай чанар, гель (зузаан) -аас уусмал (илүү шингэн) руу шилжих шилжилтийг хангадаг.
Циклоз, амебоидын хөдөлгөөн, эсийн хуваагдал, хроматофор дахь пигментийн хөдөлгөөнийг хангадаг.
Эсийн доторх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн байршлын туйлшралыг тодорхойлно.
Эсийн механик шинж чанарыг хангадаг - уян хатан чанар, нэгдэх чадвар, хатуу байдал.
Органеллууд- эсийн тодорхой үүргийг гүйцэтгэдэг байнгын эсийн бүтэц. Бүтцийн онцлогоос хамааран тэдгээрийг дараахь байдлаар ялгадаг.
мембраны эрхтэнүүд - мембран бүтэцтэй. Эдгээр нь нэг мембран (ER, Голги аппарат, лизосом, ургамлын эсийн вакуол) байж болно. Давхар мембран (митохондри, пластид, цөм).
Мембран бус органеллууд - мембран бүтэцгүй (хромосом, рибосом, эсийн төв, цитоскелетон).
Ерөнхий зориулалтын органеллууд нь бүх эсийн онцлог шинж юм: цөм, митохондри, эсийн төв, Гольджи аппарат, рибосом, EPS, лизосом. Органеллууд нь тодорхой төрлийн эсийн онцлог шинж чанартай бол тэдгээрийг тусгай органелл гэж нэрлэдэг (жишээлбэл, булчингийн эсийг агшаадаг миофибрил).
Эндоплазмын торлог- мембран нь гуурсан хоолой, микровакуол, том цистерн шиг харагддаг олон нэвчилт, атираа үүсгэдэг нэг тасралтгүй бүтэц. EPS мембран нь нэг талаас эсийн цитоплазмын мембрантай, нөгөө талаас Гадаад бүрхүүлцөмийн мембран.
Барзгар, гөлгөр гэсэн хоёр төрлийн EPS байдаг.
Барзгар эсвэл мөхлөгт ER-д цистерн ба гуурсан хоолой нь рибосомтой холбоотой байдаг. нь мембраны гадна тал юм Гөлгөр буюу агрануляр ER нь рибосомтой ямар ч холбоогүй. Энэ бол мембраны дотоод тал юм.
Биологийн мембранууд.
"Мембран" (Латин мембран - арьс, хальс) гэсэн нэр томъёог 100 гаруй жилийн өмнөөс хэрэглэж эхэлсэн бөгөөд энэ нь нэг талаас эсийн агууламж ба гадаад орчны хоорондох саад тотгор болох эсийн хил хязгаарыг тодорхойлоход хэрэглэгддэг. нөгөө талаас ус нэвтэрч болох хагас нэвчилт бүхий хуваалт болон зарим бодис. Гэсэн хэдий ч мембраны үйл ажиллагаа үүгээр хязгаарлагдахгүй.Учир нь биологийн мембранууд нь эсийн бүтцийн зохион байгуулалтын үндэс болдог.
Мембран бүтэц. Энэ загварын дагуу үндсэн мембран нь липидийн давхар давхарга бөгөөд молекулуудын гидрофобик сүүл нь дотогшоо, гидрофиль толгой нь гадагшаа чиглэсэн байдаг. Липидүүдийг фосфолипидээр төлөөлдөг - глицерол эсвэл сфингосины деривативууд. Уургууд нь липидийн давхаргатай холбоотой байдаг. Интеграл (трансмембран) уураг нь мембранаар дамжин нэвтэрч, түүнтэй нягт холбоотой байдаг; захын хэсэг нь нэвтэрдэггүй, мембрантай нягт холбогддоггүй. Мембраны уургийн үүрэг: мембраны бүтцийг хадгалах, хүрээлэн буй орчны дохиог хүлээн авах, хувиргах. орчин, зарим бодисын тээвэрлэлт, мембран дээр үүсэх урвалын катализ. Мембраны зузаан нь 6-10 нм хооронд хэлбэлздэг.
Мембраны шинж чанар:
1. Шингэн чанар. Мембран нь хатуу бүтэц биш бөгөөд түүнийг бүрдүүлдэг уураг, өөх тосны ихэнх хэсэг нь мембраны хавтгайд хөдөлж чаддаг.
2. Тэгш бус байдал. Гадны найрлага ба дотоод давхаргуудуураг ба липид хоёулаа өөр өөр байдаг. Түүнээс гадна, плазмын мембрануудамьтны эсүүд гадна талдаа гликопротеины давхаргатай байдаг (гликокаликс нь дохиолол, рецепторын үүргийг гүйцэтгэдэг бөгөөд эсийг эдэд нэгтгэхэд чухал үүрэгтэй)
3. Туйлшрал. Мембраны гадна тал нь эерэг цэнэгтэй байдаг бол дотоод тал нь сөрөг цэнэгтэй байдаг.
4. Сонгомол нэвчилт. Амьд эсийн мембран нь уснаас гадна ууссан бодисын тодорхой молекул, ионыг л нэвтрүүлэх боломжийг олгодог.(Эсийн мембрантай холбоотой "хагас нэвчилт" гэсэн нэр томъёог ашиглах нь бүхэлдээ зөв биш, учир нь энэ ойлголт нь уснаас гадна . мембран нь ууссан бодисын бүх молекул, ионыг хадгалахын зэрэгцээ зөвхөн уусгагч молекулуудыг нэвтрүүлэх боломжийг олгодог.)
Гаднах эсийн мембран (плазмалемма) нь уураг, фосфолипид, уснаас бүрдэх 7.5 нм зузаантай хэт микроскоп хальс юм. Усаар сайтар норгож, гэмтсэний дараа бүрэн бүтэн байдлыг нь хурдан сэргээдэг уян хатан хальс. Энэ нь бүх биологийн мембрануудын нийтлэг бүтэцтэй байдаг. Энэхүү мембраны хилийн байрлал, сонгомол нэвчилт, пиноцитоз, фагоцитоз, ялгадас ялгарах бүтээгдэхүүн, синтезийн үйл явцад оролцох, хөрш зэргэлдээ эсүүдтэй харилцан үйлчлэх, эсийг гэмтлээс хамгаалах зэрэг нь түүний үүргийг маш чухал болгодог. Мембраны гаднах амьтны эсүүд заримдаа полисахарид ба уурагуудаас бүрдсэн нимгэн давхаргаар бүрхэгдсэн байдаг - гликокаликс. Ургамлын эсийн гадна талд эсийн мембрангадна талын дэмжлэгийг бий болгож, эсийн хэлбэрийг хадгалдаг хүчтэй эсийн хана байдаг. Энэ нь эслэг (целлюлоз), усанд уусдаггүй полисахаридаас бүрдэнэ.
Плазмын мембран , эсвэл плазмалемма,- бүх эсийн хамгийн байнгын, үндсэн, бүх нийтийн мембран. Энэ нь эсийг бүхэлд нь бүрхсэн нимгэн (ойролцоогоор 10 нм) хальс юм. Плазмалемма нь уургийн молекул ба фосфолипидээс бүрдэнэ (Зураг 1.6).
Фосфолипидын молекулууд нь хоёр эгнээнд байрладаг - гидрофобик төгсгөлүүд нь дотогшоо, гидрофилик толгойнууд нь дотоод болон гадаад усан орчинд чиглэсэн байдаг. Зарим газарт фосфолипидын хоёр давхарга (давхар давхарга) нь уургийн молекулуудаар (интеграл уураг) дамжин нэвтэрдэг. Ийм уургийн молекулуудын дотор усанд уусдаг бодисууд дамждаг суваг байдаг. Бусад уургийн молекулууд липидийн давхар давхаргад нэг талдаа эсвэл нөгөө талдаа (хагас интеграл уургууд) хагас нэвтэрдэг. Эукариот эсийн мембраны гадаргуу дээр захын уургууд байдаг. Гидрофилик-гидрофобик харилцан үйлчлэлийн улмаас липид ба уургийн молекулууд хоорондоо холбогддог.
Мембраны шинж чанар, үүрэг.Липид ба уургийн молекулууд нь ковалент холбоогоор холбогддоггүй бөгөөд мембраны хавтгайд маш хурдан хөдөлж чаддаг тул бүх эсийн мембранууд нь хөдөлгөөнт шингэний бүтэц юм. Үүний ачаар мембранууд тохиргоогоо өөрчилж чаддаг, өөрөөр хэлбэл тэдгээр нь шингэнтэй байдаг.
Мембран бол маш динамик бүтэц юм. Тэд эвдрэлээс хурдан сэргэж, эсийн хөдөлгөөнөөр сунгаж, агшдаг.
Төрөл бүрийн эсийн мембранууд нь химийн найрлага, уураг, гликопротейн, липидийн харьцангуй агууламж, улмаар тэдгээрт агуулагдах рецепторуудын шинж чанараараа ихээхэн ялгаатай байдаг. Тиймээс эсийн төрөл бүр нь үндсэндээ тодорхойлогддог бие даасан шинж чанартай байдаг гликопротейнууд.Эсийн мембранаас цухуйсан салаалсан гинжин гликопротейнууд үүнд оролцдог хүчин зүйлийг хүлээн зөвшөөрөхгадаад орчин, түүнчлэн холбогдох эсүүдийг харилцан хүлээн зөвшөөрөх. Жишээлбэл, өндөг, эр бэлгийн эс нь бие биенээ эсийн гадаргуугийн гликопротейнээр таньдаг бөгөөд тэдгээр нь бүхэл бүтэн бүтцийн салангид элемент болж нийцдэг. Ийм харилцан хүлээн зөвшөөрөх нь бордооны өмнөх зайлшгүй үе шат юм.
Үүнтэй төстэй үзэгдэл нь эдийг ялгах үйл явцад ажиглагддаг. Энэ тохиолдолд ижил төстэй бүтэцтэй эсүүд нь плазмалеммыг таних хэсгүүдийн тусламжтайгаар бие биенээсээ зөв чиглүүлж, улмаар тэдгээрийн наалдац, эд эс үүсэхийг баталгаажуулдаг. Хүлээн зөвшөөрөхтэй холбоотой тээврийн зохицуулалтмембранаар дамжин молекулууд ба ионууд, түүнчлэн гликопротейнууд эсрэгтөрөгчийн үүрэг гүйцэтгэдэг дархлааны хариу урвал. Тиймээс элсэн чихэр нь мэдээллийн молекул (уураг, нуклейн хүчил гэх мэт) үүрэг гүйцэтгэдэг. Мөн мембран нь тусгай рецептор, электрон тээвэрлэгч, энерги хувиргагч, ферментийн уураг агуулдаг. Уургууд нь тодорхой молекулуудыг эс рүү эсвэл эсээс гадагш зөөвөрлөхөд оролцдог, цитоскелетон ба эсийн мембран хоорондын бүтцийн холболтыг хангадаг, эсвэл хүрээлэн буй орчноос химийн дохиог хүлээн авах, хувиргах рецептороор үйлчилдэг.
Мембраны хамгийн чухал шинж чанар нь мөн сонгомол нэвчилт.Энэ нь молекул ба ионууд түүгээр дамждаг гэсэн үг юм өөр өөр хурдтай, мөн молекулуудын хэмжээ том байх тусам тэдгээрийн мембранаар дамжин өнгөрөх хурд бага байна. Энэ шинж чанар нь плазмын мембраныг тодорхойлдог осмосын саад.Түүнд ууссан ус ба хий нь хамгийн их нэвтрэх чадвартай; Ионууд мембранаар илүү удаан дамждаг. Мембранаар дамжин усны тархалтыг нэрлэдэг осмосоор.
Мембранаар бодисыг зөөвөрлөх хэд хэдэн механизм байдаг.
Тархалт- бодисын агууламжийн градиентийн дагуу мембранаар нэвтрэн орох (тэдгээрийн концентраци өндөр байгаа газраас бага концентрацитай газар хүртэл). Бодисын (ус, ион) сарнисан тээвэрлэлт нь молекулын нүхтэй мембраны уураг эсвэл липидийн фазын оролцоотой (өөх тосонд уусдаг бодисын хувьд) явагддаг.
Хөнгөвчлөх тархалттайтусгай мембран тээвэрлэх уургууд нь нэг буюу өөр ион эсвэл молекултай сонгомол холбогдож, тэдгээрийг концентрацийн градиентийн дагуу мембранаар дамжуулдаг.
Идэвхтэй тээвэрлэлтЭнэ нь эрчим хүчний зардлыг хамардаг бөгөөд бодисыг концентрацийн градиентийн эсрэг тээвэрлэхэд үйлчилдэг. Тэргэж нэрлэгддэгийг үүсгэдэг тусгай тээвэрлэгч уургаар гүйцэтгэдэг ионы шахуургууд.Хамгийн их судлагдсан нь амьтны эс дэх Na - / K - насос бөгөөд K - ионыг шингээж авахын зэрэгцээ Na + ионыг идэвхтэй шахдаг. Үүнээс үүдэн эсэд хүрээлэн буй орчинтой харьцуулахад K - өндөр концентраци, Na + бага концентраци хадгалагддаг. Энэ процесс нь ATP энерги шаарддаг.
Эс доторх мембран шахуургыг ашиглан идэвхтэй тээвэрлэлтийн үр дүнд Mg 2- ба Ca 2+-ийн концентрацийг мөн зохицуулдаг.
Ионыг эсэд идэвхтэй тээвэрлэх явцад янз бүрийн сахар, нуклеотид, амин хүчлүүд цитоплазмын мембранаар нэвтэрдэг.
Уураг, нуклейн хүчил, полисахарид, липопротеины цогцолбор гэх мэт макромолекулууд нь ион ба мономеруудаас ялгаатай нь эсийн мембранаар дамждаггүй. Макромолекулууд, тэдгээрийн цогцолборууд, хэсгүүдийг эсэд тээвэрлэх нь огт өөр замаар явагддаг - эндоцитозоор дамждаг. At эндоцитоз (эндо...- дотогшоо) плазмалеммын тодорхой хэсэг нь эсийн гаднах материалыг барьж, бүрхэж, мембраныг нэвчүүлсний үр дүнд үүссэн мембраны вакуольд оруулдаг. Дараа нь ийм вакуоль нь лизосомтой холбогддог бөгөөд түүний ферментүүд нь макромолекулуудыг мономер болгон задалдаг.
Эндоцитозын урвуу үйл явц юм экзоцитоз (экзо...- гадагш). Үүний ачаар эс нь эсийн доторх бүтээгдэхүүн эсвэл вакуол эсвэл нүцгэн доторх задралгүй үлдэгдлийг зайлуулдаг.
Зырыки. Цэврүү нь цитоплазмын мембранд ойртож, түүнтэй нийлж, түүний агуулгыг хүрээлэн буй орчинд гаргадаг. Энэ нь хоол боловсруулах фермент, гормон, гемицеллюлоз гэх мэтийг арилгадаг.
Тиймээс биологийн мембранууд нь эсийн үндсэн бүтцийн элементүүдийн хувьд физикийн хил хязгаар төдийгүй динамик функциональ гадаргуу юм. Органеллуудын мембран дээр бодисыг идэвхтэй шингээх, энерги хувиргах, ATP синтез гэх мэт олон тооны биохимийн процессууд явагддаг.
Биологийн мембраны үүрэгдараах:
Тэд эсийн агуулгыг гадаад орчноос, цитоплазмаас органеллуудын агууламжийг тусгаарладаг.
Эдгээр нь цитоплазмаас органелл руу болон эсрэгээр эс рүү болон эс доторх бодисыг зөөвөрлөхийг баталгаажуулдаг.
Хүлээн авагчийн үүрэг гүйцэтгэх (байгаль орчны химийн бодисыг хүлээн авах, хувиргах, эсийн бодисыг таних гэх мэт).
Эдгээр нь катализатор (мембрантай ойролцоо химийн процессыг хангадаг) юм.
Эрчим хүч хувиргахад оролцох.
Үндсэн бүтцийн нэгжамьд организм - эсийн мембранаар хүрээлэгдсэн цитоплазмын ялгаатай хэсэг болох эс. Эс нь нөхөн үржихүй, хоол тэжээл, хөдөлгөөн гэх мэт олон чухал үүргийг гүйцэтгэдэг тул мембран нь хуванцар, нягт байх ёстой.
Эсийн мембраны нээлт, судалгааны түүх
1925 онд Грендел, Гордер нар тайзнаа тоглов амжилттай туршилтцусны улаан эсийн "сүүдэр" буюу хоосон мембраныг тодорхойлох. Хэд хэдэн ноцтой алдаа гаргасан ч эрдэмтэд липидийн давхар давхаргыг нээсэн. Тэдний ажлыг Даниэли, 1935 онд Доусон, 1960 онд Робертсон нар үргэлжлүүлсэн. Олон жилийн хөдөлмөр, аргументуудын хуримтлалын үр дүнд 1972 онд Сингер, Николсон нар мембран бүтцийн шингэн мозайк загварыг бүтээжээ. Цаашдын туршилт, судалгаанууд эрдэмтдийн бүтээлийг баталгаажуулав.
Утга
Эсийн мембран гэж юу вэ? Энэ үгийг зуу гаруй жилийн өмнөөс хэрэглэж эхэлсэн бөгөөд латин хэлнээс орчуулбал "кино", "арьс" гэсэн утгатай. Энэ нь эсийн хил хязгаарыг ингэж тодорхойлдог бөгөөд энэ нь дотоод агуулга ба гадаад орчны хоорондох байгалийн хаалт юм. Эсийн мембраны бүтэц нь хагас нэвчилтийг илэрхийлдэг бөгөөд үүнээс болж чийг ба шим тэжээлмөн задралын бүтээгдэхүүн үүгээр чөлөөтэй нэвтэрч болно. Энэ бүрхүүлийг эсийн зохион байгуулалтын үндсэн бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсэг гэж нэрлэж болно.
Эсийн мембраны үндсэн үүргийг авч үзье
1. Эсийн дотоод агуулга, гадаад орчны бүрдэл хэсгүүдийг тусгаарлана.
2. Эсийн химийн найрлагыг тогтмол байлгахад тусална.
3. Бодисын солилцоог зөв зохицуулна.
4. Эс хоорондын холбоог хангана.
5. Дохио танина.
6. Хамгаалалтын функц.
"плазмын бүрхүүл"
Плазмын мембран гэж нэрлэгддэг гадна эсийн мембран нь хэт микроскопийн хальс бөгөөд зузаан нь таваас долоон наномиллиметрийн хооронд хэлбэлздэг. Энэ нь гол төлөв уургийн нэгдлүүд, фосфолид, уснаас бүрддэг. Кино нь уян хатан, усыг амархан шингээж, гэмтсэний дараа бүрэн бүтэн байдлыг нь хурдан сэргээдэг.
Энэ нь бүх нийтийн бүтэцтэй. Энэ мембран нь хилийн байрлалыг эзэлдэг, сонгомол нэвчилт, задралын бүтээгдэхүүнийг зайлуулах үйл явцад оролцож, тэдгээрийг нэгтгэдэг. Хөршүүдтэйгээ харилцах харилцаа ба найдвартай хамгаалалтГэмтлээс үүдэлтэй дотоод агууламж нь эсийн бүтэц зэрэг чухал бүрэлдэхүүн хэсэг болдог. Амьтны организмын эсийн мембран нь заримдаа нимгэн давхаргаар бүрхэгдсэн байдаг - уураг, полисахарид агуулсан гликокаликс. Мембраны гаднах ургамлын эсүүд нь эсийн ханаар хамгаалагдсан байдаг бөгөөд энэ нь дэмжлэг болж, хэлбэр дүрсээ хадгалдаг. Түүний найрлагын гол бүрэлдэхүүн хэсэг нь эслэг (целлюлоз) - усанд уусдаггүй полисахарид юм.
Тиймээс гаднах эсийн мембран нь бусад эсүүдийг засах, хамгаалах, харилцан үйлчлэх үүрэгтэй.
Эсийн мембраны бүтэц
Энэхүү хөдлөх бүрхүүлийн зузаан нь зургаагаас арван наномиллиметрийн хооронд хэлбэлздэг. Эсийн эсийн мембран нь байдаг тусгай найрлага, үндэс нь липидийн давхар давхарга юм. Усанд идэвхгүй гидрофобик сүүл нь дотор талд байрладаг бол устай харилцан үйлчилдэг гидрофилик толгой нь гадагшаа чиглэсэн байдаг. Липид бүр нь глицерин, сфингозин зэрэг бодисуудын харилцан үйлчлэлийн үр дүнд үүсдэг фосфолипид юм. Липидийн хүрээ нь үргэлжилдэггүй давхаргад байрладаг уургуудаар нягт хүрээлэгдсэн байдаг. Тэдний зарим нь липидийн давхаргад дүрж, үлдсэн хэсэг нь дамжин өнгөрдөг. Үүний үр дүнд ус нэвчих боломжтой газрууд үүсдэг. Эдгээр уургийн гүйцэтгэх үүрэг нь өөр өөр байдаг. Тэдгээрийн зарим нь фермент, үлдсэн хэсэг нь янз бүрийн бодисыг гадаад орчноос цитоплазм, нуруу руу шилжүүлдэг тээврийн уураг юм.
Эсийн мембран нь салшгүй уургуудаар дамжин нэвчиж, хоорондоо нягт холбогддог бөгөөд захын хэсгүүдтэй холбоо нь бага хүчтэй байдаг. Эдгээр уургууд нь мембраны бүтцийг хадгалах, хүрээлэн буй орчноос дохио хүлээн авах, хөрвүүлэх, бодисыг зөөвөрлөх, мембран дээр үүсэх урвалыг катализлах зэрэг чухал үүргийг гүйцэтгэдэг.
Нийлмэл
Эсийн мембраны үндэс нь бимолекулын давхарга юм. Үргэлжилсэн байдлын ачаар эс нь хаалт, механик шинж чанартай байдаг. Амьдралын янз бүрийн үе шатанд энэ давхар давхаргыг тасалдуулж болно. Үүний үр дүнд гидрофилик нүх сүвээр дамжих бүтцийн гажиг үүсдэг. Энэ тохиолдолд эсийн мембран гэх мэт бүрэлдэхүүн хэсгийн бүх функцууд өөрчлөгдөж болно. Цөм нь гадны нөлөөллөөс болж зовж шаналж болно.
Үл хөдлөх хөрөнгө
Эсийн эсийн мембран нь байдаг сонирхолтой онцлог. Энэ мембран нь шингэн чанараараа хатуу бүтэц биш бөгөөд түүнийг бүрдүүлдэг уураг, липидийн ихэнх хэсэг нь мембраны хавтгайд чөлөөтэй хөдөлдөг.
Ерөнхийдөө эсийн мембран нь тэгш бус байдаг тул уураг, липидийн давхаргын найрлага нь ялгаатай байдаг. Амьтны эсийн плазмын мембран нь гадна талдаа рецептор болон дохиоллын функцийг гүйцэтгэдэг гликопротейн давхаргатай байдаг бөгөөд эсийг эдэд нэгтгэх үйл явцад ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг. Эсийн мембран нь туйлтай, өөрөөр хэлбэл гадна талын цэнэг эерэг, дотор талын цэнэг сөрөг байна. Дээр дурдсан бүхнээс гадна эсийн мембран нь сонгомол ойлголттой байдаг.
Энэ нь эсэд уснаас гадна ууссан бодисын тодорхой бүлгийн молекул, ионыг л зөвшөөрдөг гэсэн үг юм. Ихэнх эсэд натри зэрэг бодисын концентраци нь гадаад орчинтой харьцуулахад хамаагүй бага байдаг. Калийн ионууд өөр харьцаатай байдаг: эсийн доторх хэмжээ нь дотроосоо хамаагүй өндөр байдаг орчин. Үүнтэй холбоотойгоор натрийн ионууд эсийн мембраныг нэвтлэх хандлагатай байдаг бөгөөд калийн ионууд гаднаас ялгарах хандлагатай байдаг. Ийм нөхцөлд мембран нь "шахах" үүрэг гүйцэтгэдэг тусгай системийг идэвхжүүлж, бодисын концентрацийг тэнцвэржүүлдэг: натрийн ионуудыг эсийн гадаргуу руу шахаж, калийн ионуудыг дотор нь шахдаг. Энэ онцлогорсон чухал функцуудэсийн мембран.
Натри, калийн ионуудын гадаргуугаас дотогшоо шилжих хандлага нь элсэн чихэр, амин хүчлийг эс рүү зөөвөрлөхөд ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг. Натрийн ионыг эсээс идэвхтэй зайлуулах явцад мембран нь глюкоз, амин хүчлийг шинээр авах нөхцлийг бүрдүүлдэг. Эсрэгээрээ калийн ионыг эсэд шилжүүлэх явцад задралын бүтээгдэхүүнийг эсийн дотроос гадаад орчинд "тээвэрлэгчдийн" тоо нэмэгддэг.
Эсийн мембранаар дамжин эсийн тэжээл хэрхэн явагддаг вэ?
Олон эсүүд фагоцитоз, пиноцитоз гэх мэт үйл явцаар бодисыг авдаг. Эхний хувилбарт уян хатан гаднах мембран нь баригдсан бөөмс нь дуусдаг жижиг хотгор үүсгэдэг. Дараа нь битүү бөөмс эсийн цитоплазм руу орох хүртэл завсарлагааны диаметр томорно. Фагоцитозоор дамжуулан амеба гэх мэт зарим эгэл биетүүд, түүнчлэн цусны эсүүд - лейкоцит ба фагоцитууд тэжээгддэг. Үүний нэгэн адил эсүүд шаардлагатай шим тэжээлийг агуулсан шингэнийг шингээдэг. Энэ үзэгдлийг пиноцитоз гэж нэрлэдэг.
Гаднах мембран нь эсийн эндоплазмын тортой нягт холбоотой байдаг.
Олон төрлийн эд эсийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь мембраны гадаргуу дээр цухуйсан, атираа, микровиллитэй байдаг. Ургамлын эсүүдЭнэ бүрхүүлийн гадна тал нь өөр зузаантай хучигдсан бөгөөд микроскопоор тодорхой харагдаж байна. Тэдгээрээс бүрдсэн эслэг нь эд эсийн дэмжлэгийг бий болгоход тусалдаг ургамлын гарал үүсэлжишээлбэл, мод. Амьтны эсүүд бас хэд хэдэн байдаг гадаад бүтэц, эдгээр нь эсийн мембраны дээд хэсэгт байрладаг. Эдгээр нь зөвхөн хамгаалалтын шинж чанартай байдаг бөгөөд үүний нэг жишээ нь хитин агуулдаг бүрхэвч эсүүдшавж
Эсийн мембранаас гадна эсийн доторх мембран байдаг. Үүний үүрэг нь эсийг хэд хэдэн тусгай хаалттай тасалгаанд хуваах явдал юм - тодорхой орчинг хадгалах ёстой тасалгаа эсвэл органелл.
Тиймээс эсийн мембран шиг амьд организмын үндсэн нэгжийн ийм бүрэлдэхүүн хэсгийн үүргийг хэт үнэлэх боломжгүй юм. Бүтэц, үйл ажиллагаа нь эсийн нийт гадаргуугийн талбайг мэдэгдэхүйц өргөжүүлэх, сайжруулахыг санал болгож байна бодисын солилцооны үйл явц. Энэхүү молекулын бүтэц нь уураг, липидээс бүрдэнэ. Эсийг гадаад орчноос тусгаарласнаар мембран нь түүний бүрэн бүтэн байдлыг хангадаг. Түүний тусламжтайгаар эс хоорондын холболтыг нэлээд хүчтэй түвшинд байлгаж, эд эсийг үүсгэдэг. Үүнтэй холбогдуулан бид нэг гэж дүгнэж болно чухал үүрэг гүйцэтгэдэгЭсийн мембран нь эсэд үүрэг гүйцэтгэдэг. Түүний гүйцэтгэдэг бүтэц, үүрэг нь зорилгоосоо хамааран өөр өөр эсүүдэд эрс ялгаатай байдаг. Эдгээр шинж чанаруудаар дамжуулан эсийн мембраны физиологийн янз бүрийн үйл ажиллагаа, тэдгээрийн эс, эд эсийн оршин тогтнох үүрэг гүйцэтгэдэг.
Мембран нь органеллуудын гадаргуу болон эсийг бүхэлд нь бүрдүүлдэг хэт нарийн бүтэц юм. Бүх мембранууд ижил төстэй бүтэцтэй бөгөөд нэг системд холбогдсон байдаг.
Химийн найрлага
Эсийн мембран нь химийн хувьд нэгэн төрлийн бөгөөд янз бүрийн бүлгийн уураг, липидээс бүрдэнэ.
- фосфолипид;
- галактопидууд;
- сульфолипидууд.
Тэд мөн нуклейн хүчил, полисахарид болон бусад бодис агуулдаг.
Физик шинж чанар
At хэвийн температурМембранууд нь шингэн талст төлөвт байдаг бөгөөд байнга хэлбэлздэг. Тэдний зуурамтгай чанар нь ургамлын тостой ойролцоо байдаг.
Мембран нь сэргээгдэх, удаан эдэлгээтэй, уян хатан, сүвэрхэг байдаг. Мембраны зузаан нь 7 - 14 нм байна.
ТОП 4 нийтлэлүүнтэй хамт уншиж байгаа хүмүүс
Мембран нь том молекулуудыг нэвчүүлдэггүй. Жижиг молекулууд ба ионууд нь мембраны янз бүрийн тал дахь концентрацийн зөрүү, түүнчлэн тээврийн уургийн тусламжтайгаар нүх сүв болон мембранаар дамжин өнгөрч болно.
Загвар
Ихэвчлэн мембраны бүтцийг шингэн мозайк загвар ашиглан дүрсэлсэн байдаг. Мембран нь хүрээтэй байдаг - хоёр эгнээний липидийн молекулууд, тоосго шиг бие биентэйгээ нягт зэргэлдээ байрладаг.
Цагаан будаа. 1. Сэндвич төрлийн биологийн мембран.
Хоёр талдаа липидийн гадаргуу нь уургаар бүрхэгдсэн байдаг. Мозайк хэв маяг нь мембраны гадаргуу дээр жигд бус тархсан уургийн молекулуудаас үүсдэг.
Билипидийн давхаргад дүрэх зэргээс хамааран уургийн молекулууд хуваагдана гурван бүлэг:
- трансмембран;
- живсэн;
- өнгөцхөн.
Уургууд нь мембраны үндсэн шинж чанарыг өгдөг - янз бүрийн бодисыг сонгон нэвтрүүлэх чадвар.
Мембраны төрлүүд
Орон нутгийн байршлын дагуу бүх эсийн мембраныг хувааж болно дараах төрлүүд:
- гадна;
- цөмийн;
- эрхтэний мембранууд.
Цитоплазмын гаднах мембран буюу плазмолемма нь эсийн хил хязгаар юм. Цитоскелетийн элементүүдтэй холбогдож, хэлбэр, хэмжээгээ хадгалдаг.
Цагаан будаа. 2. Эсийн араг яс.
Цөмийн мембран буюу кариолемма нь цөмийн агууламжийн хил хязгаар юм. Энэ нь гаднахтай маш төстэй хоёр мембранаар хийгдсэн байдаг. Цөмийн гаднах мембран нь мембрантай холбоотой байдаг эндоплазмын торлог(EPS) ба нүх сүвээр дамжин дотоод мембрантай.
ER мембран нь цитоплазмыг бүхэлд нь нэвтлэн, янз бүрийн бодис, түүний дотор мембраны уураг нийлэгждэг гадаргууг үүсгэдэг.
Органелл мембранууд
Ихэнх органеллууд нь мембран бүтэцтэй байдаг.
Хана нь нэг мембранаас баригдсан:
- Голги цогцолбор;
- вакуоль;
- лизосомууд
Пластид ба митохондри нь хоёр давхар мембранаас тогтдог. Тэдний гаднах мембран нь гөлгөр, дотор нь олон атираа үүсгэдэг.
Хлоропластуудын фотосинтезийн мембрануудын онцлог нь хлорофилл молекулууд юм.
Амьтны эсүүд гаднах мембраны гадаргуу дээр гликокаликс гэж нэрлэгддэг нүүрс усны давхаргатай байдаг.
Цагаан будаа. 3. Гликокаликс.
Гликокаликс нь гэдэсний хучуур эдийн эсүүдэд хамгийн их хөгждөг бөгөөд энэ нь хоол боловсруулах нөхцлийг бүрдүүлдэг бөгөөд плазмалеммыг хамгаалдаг.
Хүснэгт "Эсийн мембраны бүтэц"
Бид юу сурсан бэ?
Бид эсийн мембраны бүтэц, үйл ажиллагааг авч үзсэн. Мембран нь эс, цөм, эрхтэний сонгомол (сонгомол) саад юм. Эсийн мембраны бүтцийг шингэн мозайк загвараар дүрсэлсэн байдаг. Энэ загварын дагуу уургийн молекулууд нь наалдамхай липидийн давхар давхаргад суурилагдсан байдаг.
Сэдвийн тест
Тайлангийн үнэлгээ
дундаж үнэлгээ: 4.5. Хүлээн авсан нийт үнэлгээ: 270.
