Порталда жарнама

Неліктен мембрана жасушаның әмбебап құрылымдық бірлігі деп аталады? Жасуша мембранасы: оның құрылысы мен қызметі. Жасушаның сыртқы қабығының қызметі

Қысқаша сипаттамасы:

Сазонов В.Ф. 1_1 Жасуша мембранасының құрылымы [Электронды ресурс] // Кинезиолог, 2009-2018: [сайт]. Жаңартылған күні: 06.02.2018 ..__. 201_). _ Жасуша мембранасының құрылысы мен қызметі сипатталған (синонимдер: плазмалемма, плазмолемма, биомембрана, жасушалық мембрана, сыртқы жасушалық мембрана, жасуша мембранасы, цитоплазмалық мембрана). Бұл бастапқы ақпарат цитология үшін де, жүйке қызметі процестерін түсіну үшін де қажет: жүйке қозуы, тежелу, синапстар мен сенсорлық рецепторлардың жұмысы.

Жасуша мембранасы (плазма алемма немесе плазма Oлемма)

Ұғымның анықтамасы

Жасуша мембранасы (синонимдері: плазмалемма, плазмолемма, цитоплазмалық мембрана, биомембрана)-жасушаны қоршаған ортадан бөлетін және жасуша мен оның ортасы арасында бақыланатын алмасу мен байланысты жүзеге асыратын үштік липопротеидті мембрана (яғни «май-белок»).

Бұл анықтамадағы басты нәрсе - бұл мембрананың жасушаны қоршаған ортадан бөлуі емес, дәл сол байланыстырады қоршаған ортамен қоршау. Мембрана - бұл белсенді жасушаның құрылымы, ол үнемі жұмыс істейді.

Биологиялық мембрана - ақуыздар мен полисахаридтермен қапталған фосфолипидтердің ультра жұқа бимолекулярлы қабығы. Бұл жасушалық құрылым тірі организмнің кедергі, механикалық және матрицалық қасиеттерінің негізінде жатыр (Антонов В.Ф., 1996).

Мембрананың бейнелі бейнесі

Мен үшін жасуша мембранасы белгілі бір аумақты қоршап тұрған көптеген есіктері бар тор қоршау ретінде көрінеді. Кез келген кішкентай тіршілік иесі бұл қоршау арқылы ары -бері еркін қозғала алады. Бірақ үлкен келушілер тек есіктен ғана кіре алады, тіпті олардың бәрі де емес. Әр түрлі келушілерде тек өз есіктерінің кілттері болады және олар басқа адамдардың есігінен өте алмайды. Сонымен, бұл қоршау арқылы келушілер ағыны үнемі алға-артқа жүреді, себебі мембраналық қоршаудың негізгі қызметі екі түрлі: аумақты қоршаған кеңістіктен бөлу және сонымен бірге оны қоршаған кеңістікпен байланыстыру. Бұл үшін қоршауда көптеген тесіктер мен есіктер бар - !

Мембраналық қасиеттер

1. Өткізгіштік.

2. Жартылай өткізгіштік (жартылай өткізгіштік).

3. Селективті (синоним: селективті) өткізгіштік.

4. Белсенді өткізгіштік (синонимі: белсенді тасымалдау).

5. Бақыланатын өткізгіштік.

Көріп отырғаныңыздай, мембрананың негізгі қасиеті - оның әр түрлі заттарға өткізгіштігі.

6. Фагоцитоз және пиноцитоз.

7. Экзоцитоз.

8. Электрлік және химиялық потенциалдардың болуы, дәлірек айтқанда, мембрананың ішкі және сыртқы жақтары арасындағы потенциалдар айырмасы. Мұны бейнелі түрде айтуға болады «мембрана иондық ағындарды басқару арқылы жасушаны« электр батареясына »айналдырады»... Егжей: .

9. Электрлік және химиялық потенциалдың өзгеруі.

10. Тітіркену. Мембранада орналасқан арнайы молекулалық рецепторлар сигнал беретін (бақылайтын) заттармен байланыса алады, нәтижесінде мембрана мен бүкіл жасушаның жағдайы өзгеруі мүмкін. Молекулалық рецепторлар олармен лигандтардың (бақылау заттарының) комбинациясына жауап ретінде биохимиялық реакцияларды тудырады. Сигналды зат рецепторға сырттан әсер ететінін және өзгерістер жасуша ішінде жалғасатынын ескеру маңызды. Белгілі болғандай, мембрана ақпаратты қоршаған ортадан жасушаның ішкі ортасына жеткізеді.

11. Каталитикалық ферменттік белсенділік. Ферменттер мембранаға енуі мүмкін немесе оның бетімен (жасушаның ішінде де, сыртында да) байланыстырылуы мүмкін және сол жерде олар ферментативті белсенділігін жүзеге асырады.

12. Беттің пішінін және оның ауданын өзгерту. Бұл мембрананың сыртқа қарай өсуін немесе керісінше жасушаға инвагинациясын қалыптастыруға мүмкіндік береді.

13. Басқа жасушалық мембраналармен байланыс жасау мүмкіндігі.

14. Адгезия - қатты беттерге жабысу қабілеті.

Мембраналық қасиеттердің қысқаша тізімі

  • Өткізгіштік.
  • Эндоцитоз, экзоцитоз, трансцитоз.
  • Потенциалдар.
  • Тітіркену.
  • Ферменттердің белсенділігі.
  • Байланыстар.
  • Адгезия.

Мембраналық функциялар

1. Ішкі мазмұнның сыртқы ортадан толық оқшауланбауы.

2. Жасуша мембранасының жұмысындағы басты нәрсе айырбастау әр түрлі заттар жасуша мен жасушааралық орта арасында. Бұл мембрананың өткізгіштік сияқты қасиетіне байланысты. Сонымен қатар, мембрана бұл алмасуды оның өткізгіштігін реттеу арқылы реттейді.

3. Мембрананың тағы бір маңызды қызметі химиялық және электрлік потенциалдардың айырмашылығын құру оның ішкі және сыртқы жақтары арасында. Осының арқасында жасушаның ішінде теріс электрлік потенциал бар -.

4. Мембрана арқылы да жүзеге асады ақпарат алмасу жасуша мен оның ортасы арасында. Мембранада орналасқан арнайы молекулалық рецепторлар бақылаушы заттарды байланыстыра алады (гормондар, медиаторлар, модуляторлар) және жасушада немесе оның құрылымында әр түрлі өзгерістерге әкелетін биохимиялық реакцияларды қоздырады.

Бейне:Жасуша мембранасының құрылысы

Бейне дәріс:Мембрананың құрылысы мен тасымалы туралы мәліметтер

Мембраналық құрылым

Жасуша мембранасы әмбебап болады үш қабатты құрылым. Оның ортаңғы май қабаты үздіксіз, ал ақуыздың жоғарғы және төменгі қабаттары оны бөлек ақуыз аймақтарының мозаикасы түрінде жабады. Майлы қабат - жасушаны қоршаған ортадан оқшаулауды қамтамасыз ететін негіз. Өздігінен ол суда еритін заттарды өте нашар сіңіреді, бірақ майда еритін заттарды оңай өткізеді. Сондықтан суда еритін заттар үшін мембрана өткізгіштігі (мысалы, иондар) арнайы ақуыз құрылымдарымен қамтамасыз етілуі керек - және.

Төменде электронды микроскоптың көмегімен алынған байланысатын жасушалардың нақты жасушалық мембраналарының фотомикографтары, сондай-ақ үш қабатты мембрана мен оның ақуыз қабаттарының мозаикалығын көрсететін схемалық сызба берілген. Суретті үлкейту үшін оны басыңыз.

Жасуша мембранасының ішкі липидті (майлы) қабатының бөлек бейнесі, интегралды ендірілген ақуыздармен енген. Липидті қос қабатты қарауға кедергі келтірмеу үшін ақуыздың жоғарғы және төменгі қабаттары жойылады

Жоғарыдағы сурет: Википедияда көрсетілгендей жасуша мембранасының (жасуша қабырғасының) толық емес схемасы.

Назар аударыңыз, сыртқы және ішкі ақуыз қабаттары мембранадан алынып тасталды, осылайша біз орталық майлы қос липидті қабатты жақсы көре аламыз. Нағыз жасушалық мембранада майлы қабықтың үстінде және астында үлкен ақуызды «аралдар» қалқып тұрады (суреттегі кішкентай шарлар), ал мембрана қалың, үш қабатты болып шығады: ақуыз-май-ақуыз ... Бұл шын мәнінде ортасында қалың «сары май» қабаты бар екі ақуыздық «нан тілімдері» бар сэндвичке ұқсайды, яғни. екі қабатты емес, үш қабатты құрылымы бар.

Бұл суретте кішкентай көк және ақ түсті глобулалар гидрофильді (суланатын) липидті «бастарға» сәйкес келеді, ал оларға бекітілген «жіптер» гидрофобты (суланбайтын) «құйрықтарға» сәйкес келеді. Ақуыздардың ішінен тек біртұтас мембраналық ақуыздар (қызыл түйіршіктер мен сары спиралдар) көрсетілген. Мембрананың ішіндегі сары сопақша нүктелер-холестерин молекулалары.Мембрананың сыртындағы сары-жасыл моншақ тізбектері-гликокаликсті құрайтын олигосахаридті тізбектер. Гликокаликс мембранадағы көмірсулардың («қант») «үлпілдек» тәрізді, одан ұзын көмірсу-ақуыз молекулаларынан түзіледі.

Тірі-бұл жартылай сұйық желе тәрізді заттармен толтырылған кішкентай «ақуызды қап», олар пленкалар мен түтіктермен енеді.

Бұл қаптың қабырғалары ішкі және сыртқы белоктармен қапталған қос майлы (липидті) пленкадан тұрады - жасушалық мембрана. Сондықтан мембрана бар деп айтылады үш қабатты құрылым : ақуыз-май-ақуыз... Сонымен қатар жасуша ішінде көптеген ұқсас майлы мембраналар бар, олар ішкі кеңістігін бөлімдерге бөледі. Жасуша органоидтары бірдей мембраналармен қоршалған: ядро, митохондриялар, хлоропласттар. Сонымен, мембрана - барлық жасушалар мен барлық тірі организмдерге тән әмбебап молекулалық құрылым.

Сол жақта биологиялық мембрананың нақты емес, жасанды моделі бар: бұл майлы фосфолипидті екі қабатты (яғни, екі қабатты) молекулалық динамиканы модельдеу процесінің лездік суреті. Модельдің есептелген ұяшығы көрсетілген - 96 ДК молекуласы ( fосфатидил NSолина) және 2304 су молекуласы, барлығы 20544 атом.

Оң жақта липидті екі қабатты мембранадан жиналған бір ғана молекуланың визуалды моделі орналасқан. Жоғарғы жағында гидрофильді (суды жақсы көретін) басы бар, ал төменгі жағында екі гидрофобты (судан қорқатын) құйрығы бар. Бұл липидтің қарапайым атауы бар: 1-стеройл-2-докосахексаенойл-Sn-глицеро-3-фосфатидилхолин (18: 0/22: 6 (n-3) cis PC), бірақ оны жаттаудың қажеті жоқ Сіздің біліміңіздің тереңдігімен мұғаліміңізді шыңға шығаруды жоспарлаңыз.

Жасушаның нақты ғылыми анықтамасын беруге болады:

Белсенді мембранамен шектелген, метаболикалық, энергетикалық және ақпараттық процестердің біртұтас жиынтығына қатысатын, сондай -ақ тұтастай алғанда бүкіл жүйенің сақталуы мен көбеюін жүзеге асыратын биополимерлердің реттелген, құрылымдалған гетерогенді жүйесі.

Жасушаның ішінде мембраналар да бар, ал мембраналардың арасында су емес, тығыздығы өзгеретін тұтқыр гель / золь болады. Сондықтан жасушадағы өзара әрекеттесетін молекулалар су ерітіндісі бар пробиркадағыдай еркін жүзбейді, бірақ негізінен цитоскелеттің немесе жасушаішілік мембрананың полимерлік құрылымдарында отырады (иммобилизацияланған). Демек, химиялық реакциялар жасуша ішінде сұйықтықта емес, қатты күйінде жүреді. Жасушаны қоршайтын сыртқы мембрана ферменттермен және молекулалық рецепторлармен қапталған, бұл оны жасушаның өте белсенді бөлігіне айналдырады.

Жасуша мембранасы (плазмалемма, плазмолемма) - жасушаны қоршаған ортадан бөліп, оны қоршаған ортамен байланыстыратын белсенді мембрана. © Сазонов В.Ф., 2016 ж.

Мембрананың бұл анықтамасынан ол тек жасушаны шектемейді, бірақ белсенді жұмыс жасайдыоны қоршаған ортамен байланыстырады.

Қабықшалардан құралған май ерекше, сондықтан оның молекулалары әдетте май ғана емес, сонымен қатар деп аталады «Липидтер», «фосфолипидтер», «сфинголипидтер»... Мембраналық пленка қос қабатты, яғни бір -біріне жабысқан екі пленкадан тұрады. Сондықтан оқулықтарда олар жасуша мембранасының негізі екі липидті қабаттан (немесе екі қабатты«, яғни екі қабатты). Әр бөлек липидті қабат үшін бір жағын сумен сулауға болады, ал екіншісін ылғалдандыруға болмайды. Демек, бұл пленкалар ылғалданбайтын жақтарымен бір-біріне жабысады.

Бактериялық мембрана

Грам теріс бактериялардың прокариотты жасушалық мембранасы төмендегі суретте көрсетілген бірнеше қабаттан тұрады.
Грам теріс бактериялардың қабықтары:
1. Цитоплазмамен жанасатын ішкі үш қабатты цитоплазмалық мембрана.
2. Муреиннен тұратын жасуша қабырғасы.
3. Сыртқы үш қабатты цитоплазмалық мембрана, ішкі мембрана сияқты ақуыздық комплекстері бар липидтер жүйесі бар.
Грам-теріс бактерия жасушаларының сыртқы әлеммен осындай күрделі үш сатылы құрылым арқылы байланысы оларға қуатты мембранасы аз грам-позитивті бактериялармен салыстырғанда қатал жағдайда тіршілік етуде артықшылық бермейді. Олар жоғары температураға, қышқылдық пен қысымның төмендеуіне нашар төзеді.

Бейне дәріс:Плазмалық мембрана. Е.В. Чевал, ф.ғ.к.

Бейне дәріс:Жасуша шекарасы ретінде мембрана. А.Илияскин

Мембраналық иондық арналардың маңызы

Майлы қабық арқылы жасушаға тек майда еритін заттар кіре алатынын түсіну оңай. Бұл майлар, спирттер, газдар.Мысалы, эритроциттерде оттегі мен көмірқышқыл газы мембрана арқылы тікелей еніп -шығады. Бірақ суда және суда еритін заттар (мысалы, иондар) мембрана арқылы кез келген жасушаға өте алмайды. Бұл оларға арнайы тесіктер қажет екенін білдіреді. Бірақ егер сіз майлы пленкаға тесік жасасаңыз, онда ол бірден кері тартылады. Енді не істеу керек? Табиғаттан шығудың жолы табылды: арнайы ақуызды тасымалдау құрылымдарын жасап, оларды мембрана арқылы созу қажет. Майда ерімейтін заттардың өтетін арналары осылайша алынады - жасуша мембранасының иондық арналары.

Сонымен, оның мембранасына полярлық молекулаларға (иондар мен су) өткізгіштігінің қосымша қасиеттерін беру үшін жасуша цитоплазмада арнайы белоктарды синтездейді, содан кейін олар мембранаға қосылады. Олар екі түрге бөлінеді: тасымалдаушы ақуыздар (мысалы, АТФазаларды тасымалдау) және арна түзетін белоктар (арна жасаушылар). Бұл ақуыздар мембрананың қосарланған май қабатына қосылады және тасымалдаушы түрінде немесе иондық канал түрінде көлік құрылымдарын құрайды. Суда еритін әр түрлі заттар енді бұл тасымалдаушы құрылымдар арқылы өте алады, олар басқаша түрде майлы мембраналық пленка арқылы өте алмайды.

Жалпы, мембранаға салынған ақуыздар да аталады ажырамас, себебі олар мембрананың құрамына енген сияқты және оған енеді. Басқа ақуыздар, интегралды емес, мембрана бетінің бойымен «жүзетін» аралдар түзеді: оның сыртқы бетінде немесе ішкі бетінде. Ақыр соңында, майдың жақсы жағар май екенін және оны сырғыту оңай екенін бәрі біледі!

қорытындылар

1. Жалпы алғанда, мембрана үш қабатты:

1) «аралдар» ақуызының сыртқы қабаты,

2) майлы екі қабатты «теңіз» (липидті екі қабатты), яғни. қос липидті пленка,

3) ақуыздың ішкі қабаты «аралдар».

Сонымен қатар, борпылдақ сыртқы қабат - гликокаликс, ол мембранадан шығып кететін гликопротеидтерден түзіледі. Олар сигналдық бақылау агенттері байланысатын молекулалық рецепторлар.

2. Мембрананың иондарға немесе басқа заттарға өткізгіштігін қамтамасыз ететін арнайы ақуыздық құрылымдар салынған. Ұмытпаңыз, кейбір жерлерде май теңізі интегралды ақуыздар арқылы өтеді. Және бұл ерекше құрайтын интегралды ақуыздар көлік құрылымдары жасуша мембранасы (1_2 мембраналық тасымалдау механизмдері бөлімін қараңыз). Олар арқылы заттар жасушаға енеді, сонымен қатар жасушадан сыртқа шығарылады.

3. Мембрананың екі жағында (сыртқы және ішкі), сондай -ақ мембрананың ішінде фермент ақуыздары орналасуы мүмкін, олар мембрананың өзінің күйіне де, бүкіл жасушаның өміріне де әсер етеді.

Жасуша мембранасы - бұл барлық жасушаның мүддесі үшін белсенді жұмыс жасайтын және оны сыртқы әлеммен байланыстыратын белсенді ауыспалы құрылым және ол тек «қорғаныш қабық» емес. Бұл жасуша мембранасы туралы білу керек ең маңызды нәрсе.

Медицинада мембраналық ақуыздар көбінесе есірткіге арналған мақсат ретінде қолданылады. Рецепторлар осындай мақсат ретінде әрекет етеді, иондық арналар, ферменттер, тасымалдау жүйелері. Жақында мембранадан басқа, мақсат дәрілік заттарсонымен қатар жасуша ядросында жасырылған гендерге айналады.

Бейне:Жасуша мембранасының биофизикасына кіріспе: Мембраналардың құрылысы 1 (Владимиров Ю.А.)

Бейне:Жасуша мембранасының тарихы, құрылысы мен қызметі: Мембраналық құрылым 2 (Владимиров Ю.А.)

© 2010-2018 Сазонов В.Ф., © 2010-2016 kineziolog.bodhy.

Жасуша мембранасы - ақуыздар мен полисахаридтері бар бимолекулярлы липидті қабаттан тұратын жасуша немесе жасуша органелласының бетіндегі ультра жұқа қабыршақ.

Мембраналық функциялар:

  • · Барьер - қоршаған ортамен реттелетін, селективті, пассивті және белсенді метаболизмді қамтамасыз етеді. Мысалы, пероксисомалық мембрана цитоплазманы жасушаға зиянды пероксидтерден қорғайды. Селективті өткізгіштік мембрананың әр түрлі атомдарға немесе молекулаларға өткізгіштігі олардың мөлшеріне, электр зарядына және химиялық қасиеттеріне байланысты екенін білдіреді. Селективті өткізгіштік жасуша мен жасуша бөлімдерінің қоршаған ортадан бөлінуін қамтамасыз етеді және оларды қажетті заттармен қамтамасыз етеді.
  • · Тасымалдау - заттар мембрана арқылы жасушаға және одан сыртқа тасымалданады. Мембраналар арқылы тасымалдау мыналарды қамтамасыз етеді: қоректік заттардың жеткізілуін, ақырғы метаболикалық өнімдердің шығарылуын, әр түрлі заттардың бөлінуін, иондық градиенттерді құруды, жасуша ферменттерінің жұмысына қажетті рН мен ионның оңтайлы концентрациясын ұстап тұруды. Қандай да бір себептермен фосфолипидті қос қабаттан өте алмайтын бөлшектер (мысалы, гидрофильді қасиеттеріне байланысты, өйткені ішіндегі мембрана гидрофобты және гидрофильді заттардың өтуіне жол бермейді немесе олардың үлкендігіне байланысты), бірақ жасушаға қажет , мембранаға арнайы тасымалдаушы ақуыздар (тасымалдаушылар) мен арна белоктары арқылы немесе эндоцитоз арқылы ене алады. Пассивті тасымалдауда заттар диффузия арқылы концентрация градиенті бойынша энергия жұмсамай липидті екі қабатты өтеді. Бұл механизмнің нұсқасы диффузияны жеңілдетеді, онда белгілі бір молекула заттың мембрана арқылы өтуіне көмектеседі. Бұл молекулада тек бір зат түрінен өтуге мүмкіндік беретін арна болуы мүмкін. Белсенді тасымалдау энергия тұтынуды қажет етеді, себебі ол концентрация градиентіне қарсы жүреді. Мембранада арнайы насос ақуыздары бар, оның ішінде калий иондарын (К +) жасушаға белсенді айдайтын және одан натрий иондарын (Na +) шығаратын ATPase бар.
  • Матрица - мембраналық белоктардың белгілі бір өзара орналасуы мен бағдарлануын, олардың оңтайлы өзара әрекеттесуін қамтамасыз етеді.
  • Механикалық - жасушаның автономиясын, оның жасушаішілік құрылымдарын, сонымен қатар басқа жасушалармен (ұлпаларда) байланысын қамтамасыз етеді. Жасуша қабырғалары механикалық функцияны қамтамасыз етуде маңызды рөл атқарады, ал жануарларда жасушааралық зат.
  • Энергия - хлоропласттардағы фотосинтез кезінде және митохондрияларда жасушалық тыныс алу кезінде олардың мембраналарында энергия тасымалдау жүйелері жұмыс жасайды, оған ақуыздар да қатысады;
  • Рецептор - мембранадағы кейбір белоктар рецепторлар болып табылады (олар арқылы жасуша белгілі бір сигналдарды қабылдайды). Мысалы, қанда айналатын гормондар тек осы гормондарға сәйкес рецепторлары бар мақсатты жасушаларға әсер етеді. Нейротрансмиттерлер ( химиялық заттарқамтамасыз ету жүйке импульстары) сонымен қатар мақсатты жасушалардың арнайы рецепторлық ақуыздарымен байланысады.
  • Ферментативті - мембраналық ақуыздар көбінесе ферменттер болып табылады. Мысалы, ішек эпителий жасушаларының плазмалық мембраналарында ас қорыту ферменттері болады.
  • · Биопотенциалдарды генерациялау мен жүзеге асыру. Мембрананың көмегімен жасушада иондардың тұрақты концентрациясы сақталады: жасуша ішіндегі К + ионының концентрациясы сыртқа қарағанда әлдеқайда жоғары, ал Na + концентрациясы әлдеқайда төмен, бұл өте маңызды, өйткені бұл мембранадағы потенциалдар айырмашылығының сақталуын және жүйке импульсінің пайда болуын қамтамасыз етеді.
  • · Жасушаны таңбалау - мембранада маркер қызметін атқаратын антигендер болады - жасушаны анықтауға мүмкіндік беретін «белгілер». Бұл «антеннаның» рөлін атқаратын гликопротеидтер (яғни олигосахаридтердің тармақталған бүйірлік тізбектері бар белоктар). Бүйірлік тізбектің көптеген конфигурациясының арқасында әрбір ұяшық түріне нақты маркер жасауға болады. Маркерлердің көмегімен жасушалар басқа жасушаларды тани алады және олармен үйлесімді әрекет ете алады, мысалы, мүшелер мен тіндердің түзілуі кезінде. Бұл сонымен қатар иммундық жүйеге шетелдік антигендерді тануға мүмкіндік береді.

Кейбір ақуыз молекулалары липидті қабат жазықтығында еркін таралады; қалыпты жағдайда жасуша мембранасының қарама -қарсы жағында пайда болатын ақуыз молекулаларының бөліктері өз орнын өзгертпейді.

Жасуша мембраналарының спецификалық морфологиясы олардың электрлік сипаттамаларын анықтайды, олардың ішінде ең маңыздысы - сыйымдылық пен өткізгіштік.

Сыйымдылық қасиеттері негізінен гидратталған иондарды өткізбейтін және бір мезгілде зарядтардың тиімді бөлінуін және жинақталуын қамтамасыз ететін жеткілікті жіңішке (шамамен 5 нм) фосфолипидті екі қабатты, катиондар мен аниондардың электростатикалық әсерлесуімен анықталады. Сонымен қатар, жасуша мембраналарының сыйымдылық қасиеттері жасуша мембраналарында жүретін электрлік процестердің уақытша сипаттамаларын анықтайтын себептердің бірі болып табылады.

Өткізгіштік (g) - бұл электр кедергісінің кері қайтарымы және берілген ион үшін трансмембраналық токтың жалпы трансмембраналық потенциалдар айырмасын тудырған мәнге қатынасына тең.

Әр түрлі заттар фосфолипидті қос қабат арқылы таралуы мүмкін, ал өткізгіштік дәрежесі (Р), яғни жасуша мембранасының осы заттардан өту қабілеті мембрананың екі жағындағы диффузиялық зат концентрациясының айырмашылығына байланысты, оның липидтердегі ерігіштігі және жасуша мембранасының қасиеттері. Мембрананың тұрақты өрісінде зарядталған иондардың таралу жылдамдығы иондардың қозғалғыштығымен, мембрананың қалыңдығымен және мембранадағы иондардың таралуымен анықталады. Электролиттер емес үшін мембрананың өткізгіштігі оның өткізгіштігіне әсер етпейді, өйткені электролит емес зарядтарды көтермейді, яғни олар электр тогын өткізе алмайды.

Мембрананың өткізгіштігі оның иондық өткізгіштігінің өлшемі болып табылады. Өткізгіштіктің артуы мембрана арқылы өтетін иондар санының көбеюін көрсетеді.

Биологиялық мембраналардың маңызды қасиеті - бұл сұйықтық. Барлық жасушалық мембраналар жылжымалы сұйықтық құрылымдары болып табылады: олардың көпшілігін құрайтын липидтер мен ақуыз молекулалары мембраналық жазықтықта өте жылдам қозғалады.

Мембрана - бұл органеллалардың және тұтастай жасушаның бетін құрайтын өте жұқа құрылым. Барлық мембраналар ұқсас құрылымға ие және бір жүйеге қосылған.

Химиялық құрамы

Жасуша мембраналары химиялық жағынан біртекті және әр түрлі топтағы ақуыздар мен липидтерден тұрады:

  • фосфолипидтер;
  • галактолипидтер;
  • сульфолипидтер.

Оларға сонымен қатар кіреді нуклеин қышқылдары, полисахаридтер және басқа заттар.

Физикалық қасиеттері

Қалыпты температурада мембраналар сұйық кристалды күйде болады және үнемі ауытқиды. Олардың тұтқырлығы өсімдік майына жақын.

Мембрана қалпына келтірілетін, берік, серпімді және кеуекті. Мембраналардың қалыңдығы 7-14 нм.

ТОП-4 мақалаларкім осымен бірге оқиды

Үлкен молекулалар үшін мембрана өткізбейді. Кіші молекулалар мен иондар қабықтың әр жағындағы концентрация айырмашылығының әсерінен, сондай -ақ тасымалдаушы ақуыздардың көмегімен тесіктер мен мембрананың өзінен өте алады.

Үлгі

Әдетте, мембраналардың құрылымы сұйық-мозаикалық модель көмегімен сипатталады. Мембрананың негізі бар - бір -біріне жақын кірпіш тәрізді екі қатар липидті молекулалар.

Күріш. 1. Сэндвич түріндегі биологиялық мембрана.

Екі жағынан да липидтердің беті ақуыздармен қапталған. Мозаика үлгісі мембрана бетінде біркелкі таралмаған ақуыз молекулаларынан түзілген.

Билипидті қабатқа батырылу дәрежесі бойынша белок молекулалары бөлінеді үш топ:

  • трансмембраналық;
  • суға батқан;
  • үстірт

Ақуыздар мембрананың негізгі қасиетін - оның әр түрлі заттарға селективті өткізгіштігін қамтамасыз етеді.

Мембрананың түрлері

Локализация бойынша барлық жасушалық мембраналарды бөлуге болады келесі түрлері:

  • ашық;
  • ядролық;
  • органеллалардың мембраналары.

Сыртқы цитоплазмалық мембрана немесе плазмолемма - жасушаның шекарасы. Цитоскелет элементтерімен байланысып, ол пішіні мен көлемін сақтайды.

Күріш. 2. Цитоскелет.

Ядролық мембрана немесе кариолемма - ядролық мазмұнның шекарасы. Ол екі мембранадан тұрғызылған, сыртқы түріне өте ұқсас. Ядроның сыртқы мембранасы мембраналармен байланысты эндоплазмалық тор(EPS) және тесіктер арқылы ішкі мембранасы бар.

EPS мембраналары бүкіл цитоплазмаға еніп, әр түрлі заттар синтезделетін беттер түзеді, соның ішінде мембраналық ақуыздар.

Органоидты мембраналар

Органеллалардың көпшілігі мембраналық құрылымға ие.

Қабырғалар бір мембранадан салынған:

  • Гольджи кешені;
  • вакуольдер;
  • лизосомалар.

Пластидтер мен митохондриялар мембрананың екі қабатынан тұрады. Олардың сыртқы қабығы тегіс, ал ішкі қабығы көптеген қатпарлар құрайды.

Фотосинтетикалық хлоропластикалық мембраналардың ерекшелігі - ендірілген хлорофилл молекулалары.

Жануарлар жасушаларының сыртқы қабығының бетінде көмірсулар қабаты болады, олар гликокаликс деп аталады.

Күріш. 3. Гликокаликс.

Ең дамыған гликокаликс ішек эпителийінің жасушаларында болады, онда ас қорытуға жағдай жасайды және плазмолемманы қорғайды.

«Жасуша мембранасының құрылысы» кестесі

Біз не үйрендік?

Біз жасуша мембранасының құрылысы мен қызметін зерттедік. Мембрана - жасушаның, ядро ​​мен органеллалардың селективті (селективті) кедергісі. Жасуша мембранасының құрылысы сұйық-мозаикалық модельмен сипатталған. Бұл модельге сәйкес ақуыз молекулалары екі қабатты тұтқыр липидтерге енеді.

Тақырып бойынша тест

Есепті бағалау

Орташа рейтинг: 4.5. Жалпы алынған рейтингтер: 100.

Ұяшық- ұлпалар мен мүшелердің өзін-өзі реттейтін құрылымдық-функционалдық бірлігі. Мүшелер мен тіндердің құрылысының жасушалық теориясын 1839 жылы Шлейден мен Шванн жасаған. Кейінірек электронды микроскопия мен ультрацентрифугалауды қолдана отырып, жануарлар мен өсімдік жасушаларының барлық негізгі органоидтарының құрылымын ашуға болады (1 -сурет).

Күріш. 1. Жануарлар организмдерінің жасушаларының құрылысының схемасы

Жасушаның негізгі бөліктері - цитоплазма мен ядро. Әр жасуша өте жұқа мембранамен қоршалған, оның мазмұнын шектейді.

Жасуша мембранасы деп аталады плазмалық мембранажәне селективті өткізгіштігімен сипатталады. Бұл қасиет маңызды қоректік заттар мен химиялық элементтержасушаға енеді, ал артық өнімдер оны тастап кетеді. Плазмалық мембрана арнайы белоктар қосылған липидті молекулалардың екі қабатынан тұрады. Мембрананың негізгі липидтері - фосфолипидтер. Олардың құрамында фосфор, полярлық бас және ұзын тізбекті май қышқылдарының полярсыз екі құйрығы бар. Мембраналық липидтерге холестерин мен холестерин эфирлері жатады. Сұйық-мозаикалық құрылымның үлгісіне сәйкес, мембраналарда екі қабаттыға қатысты араласатын протеин мен липид молекулаларының қосындылары бар. Кез келген жануар жасушасының мембранасының әр түрі өзінің салыстырмалы тұрақты липидтік құрамымен сипатталады.

Құрылымдық жағынан мембраналық ақуыздар екі түрге бөлінеді: интегралды және перифериялық. Шеткі белоктарды мембранадан жоймай -ақ шығаруға болады. Мембраналық ақуыздардың төрт түрі бар: тасымалдаушы ақуыздар, ферменттер, рецепторлар және құрылымдық ақуыздар. Кейбір мембраналық ақуыздардың ферменттік белсенділігі бар, ал басқалары белгілі бір заттарды байланыстырады және олардың жасушаға өтуін жеңілдетеді. Ақуыздар мембраналар арқылы заттардың қозғалысының бірнеше жолдарын қамтамасыз етеді: олар су молекулалары мен иондардың жасушалар арасында қозғалуына мүмкіндік беретін бірнеше ақуыздық суббірліктерден тұратын үлкен тесіктерді құрайды; иондардың белгілі бір түрлерінің белгілі бір жағдайларда мембранадан өтуіне мамандандырылған иондық арналар құрады. Құрылымдық ақуыздар ішкі липидті қабатпен байланысты және жасушаның цитоскелетін қамтамасыз етеді. Цитоскелет жасуша мембранасына механикалық беріктік береді. Әр түрлі мембраналарда ақуыздар массаның 20-80% құрайды. Мембраналық ақуыздар бүйірлік жазықтықта еркін қозғала алады.

Сонымен қатар мембрананың құрамында көмірсулар бар, олар липидтермен немесе ақуыздармен ковалентті байланысады. Мембраналық көмірсулардың үш түрі бар: гликолипидтер (ганглиозидтер), гликопротеидтер және протеогликандар. Көптеген мембраналық липидтер сұйық күйде және белгілі бір өтімділікке ие, яғни. бір аймақтан екіншісіне ауысу мүмкіндігі. Мембрананың сыртында әр түрлі гормондарды байланыстыратын рецепторлық тораптар орналасқан. Басқа мембраналық аймақтар осы жасушаларға жатпайтын ақуыздарды және әр түрлі биологиялық белсенді қосылыстарды тани және байланыстыра алады.

Жасушаның ішкі кеңістігі цитоплазмамен толтырылған, онда ферменттер катализдейтін жасушалық метаболизм реакцияларының көпшілігі жүреді. Цитоплазма екі қабаттан тұрады: эндоплазма деп аталатын ішкі қабат және тұтқырлығы жоғары және түйіршіктері жоқ перифериялық эктоплазма. Жасушаның немесе органелланың барлық компоненттері цитоплазмада орналасқан. Жасуша органеллаларының ішіндегі ең маңыздылары эндоплазмалық тор, рибосомалар, митохондриялар, Гольджи аппараты, лизосомалар, микрофиламенттер мен микротүтікшелер, пероксисомалар.

Эндоплазмалық торбүкіл цитоплазмаға енетін өзара байланысты арналар мен қуыстар жүйесі. Ол қоршаған ортадан және жасушалардың ішінен заттарды тасымалдауды қамтамасыз етеді. Эндоплазмалық тор сонымен қатар жасушаішілік Ca 2+ иондарының қоймасы ретінде қызмет етеді және жасушада липидтер синтезінің негізгі орны болып табылады.

Рибосомалар -диаметрі 10-25 нм микроскопиялық сфералық бөлшектер. Рибосомалар цитоплазмада еркін орналасады немесе эндоплазмалық тор мен ядро ​​мембранасының мембраналарының сыртқы бетіне бекітіледі. Олар хабаршы және тасымалдаушы РНҚ -мен өзара әрекеттеседі, және оларда белоктар синтезделеді. Олар цистерналарға немесе Гольджи аппаратына түсетін ақуыздарды синтездейді, содан кейін сыртқа шығарылады. Цитоплазмада еркін орналасқан рибосомалар ақуызды жасушаның өзі үшін синтездейді, ал эндоплазмалық тормен байланысты рибосомалар жасушадан шығарылатын ақуыз шығарады. Рибосомаларда әр түрлі функционалды белоктар синтезделеді: тасымалдаушы ақуыздар, ферменттер, рецепторлар, цитоскелет ақуыздары.

Гольджи аппаратытүтікшелер, цистерналар мен везикулалар жүйесінен түзілген. Ол эндоплазмалық тормен байланысты және мұнда алынған биологиялық активті заттар тығыздалған күйінде секреторлық көпіршіктерде сақталады. Соңғылары үнемі Гольджи аппаратынан бөлініп, жасуша мембранасына тасымалданады және онымен біріктіріледі, ал везикулалардың құрамындағы заттар экзоцитоз кезінде жасушадан шығарылады.

Лизосомалар -көлемі 0,25-0,8 мкм мембранамен қоршалған бөлшектер. Олардың құрамында ақуыздардың, полисахаридтердің, майлардың, нуклеин қышқылдарының, бактериялар мен жасушалардың ыдырауына қатысатын көптеген ферменттер бар.

Пероксисомалартегіс эндоплазмалық тордан түзілген, лизосомаларға ұқсайды және құрамында пероксидаза мен каталазаның әсерінен ыдырайтын сутегі асқын тотығының ыдырауын катализдейтін ферменттер бар.

Митохондрияқұрамында сыртқы және ішкі мембраналар бар және олар жасушаның «электр станциясы» болып табылады. Митохондриялар - қос қабықшасы бар дөңгелек немесе ұзартылған құрылымдар. Ішкі мембрана митохондрия - кристаға шығатын қатпарлар түзеді. Олар АТФ синтездейді, Кребс циклінің субстраттарын тотықтырады және көптеген биохимиялық реакцияларды жүргізеді. Митохондрияда түзілген АТФ молекулалары жасушаның барлық бөліктеріне таралады. Митохондрияда ДНҚ, РНҚ, рибосомалардың аз мөлшері болады және олардың қатысуымен жаңа митохондрияның жаңаруы мен синтезі жүреді.

Микрофиламенттеролар миозин мен актиннен тұратын жіңішке ақуыз жіпшелері және жасушаның жиырылу аппаратын құрайды. Микрофиламенттер жасуша мембранасының бүктемелерінің немесе шығуларының пайда болуына, сонымен қатар жасушалар ішіндегі әр түрлі құрылымдардың қозғалысына қатысады.

Микротүтікшелерцитоскелеттің негізін құрайды және оның беріктігін қамтамасыз етеді. Цитоскелет жасушаларға тән көрініс пен пішін береді, жасушаішілік органеллалар мен әр түрлі денелердің бекіту нүктесі қызметін атқарады. Жүйке жасушаларында микротүтікшелер шоғыры жасушалардың денесінен аксон ұштарына дейін заттарды тасымалдауға қатысады. Олардың қатысуымен митоздық шпиндельдің қызметі жасушалардың бөлінуі кезінде жүзеге асады. Олар эукариоттарда вилли мен флагеллада мотор элементтерінің рөлін атқарады.

Негізгіжасушаның негізгі құрылымы болып табылады, тұқым қуалайтын белгілердің берілуіне және ақуыздардың синтезіне қатысады. Ядро көптеген ядролық тесіктері бар ядролық мембранамен қоршалған, олар арқылы ядро ​​мен цитоплазма арасында әр түрлі заттар алмасады. Оның ішінде ядрошық бар. Рибосомалық РНҚ мен гистон ақуыздарының синтезінде нуклеолдың маңызды рөлі анықталды. Ядроның қалған бөлігінде ДНҚ, РНҚ және бірқатар арнайы белоктардан тұратын хроматин бар.

Жасуша мембранасының қызметі

Жасуша мембранасы жасушаішілік және жасушааралық метаболизмді реттеуде маңызды рөл атқарады. Олар селективті түрде өткізгіш. Олардың нақты құрылымы кедергі, көлік және реттеуші функцияларды қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

Кедергі функциясымембрана арқылы суда еріген қосылыстардың енуін шектеуде көрінеді. Мембрана үлкен ақуыз молекулалары мен органикалық аниондарды өткізбейді.

Реттеуші функциямембрана химиялық, биологиялық және механикалық әсерлерге жауап ретінде жасушаішілік метаболизмді реттеуден тұрады. Әртүрлі әсерлерді арнайы мембраналық рецепторлар қабылдайды, кейіннен ферменттердің белсенділігі өзгереді.

Тасымалдау функциясыбиологиялық мембраналар арқылы пассивті (диффузия, фильтрация, осмос) немесе белсенді тасымалдауды қолдану арқылы жүзеге асуы мүмкін.

Диффузия -газдың немесе еритін заттың концентрация бойымен қозғалысы және электрохимиялық градиент... Диффузия жылдамдығы жасуша мембранасының өткізгіштігіне, сонымен қатар зарядталмаған бөлшектердің концентрация градиентіне, электрлік және концентрация градиенттерізарядталған бөлшектер үшін. Қарапайым диффузиялипидті қос қабат арқылы немесе каналдар арқылы жүреді. Зарядталған бөлшектер электрохимиялық градиент бойынша, ал зарядталмаған бөлшектер химиялық градиент бойынша қозғалады. Мысалы, оттегі, стероидты гормондар, мочевина, алкоголь және т.б., мембрананың липидті қабаты арқылы қарапайым диффузия арқылы енеді. Каналдар арқылы әр түрлі иондар мен бөлшектер қозғалады. Иондық арналар белоктардан түзіледі және бақыланатын және бақыланбайтын каналдарға бөлінеді. Селективтілікке байланысты тек бір ионның өтуіне мүмкіндік беретін ионды селективті арқандар мен селективтілігі жоқ арналар арасында ажыратылады. Арналарда аузы мен селективті сүзгісі бар, ал басқарылатын арналарда қақпа механизмі де бар.

Жеңілдетілген диффузия -арнайы мембраналық ақуыздардың көмегімен заттарды мембрана арқылы тасымалдау процесі. Осылайша амин қышқылдары мен моносахаридтер жасушаға енеді. Көліктің бұл түрі өте жылдам.

Осмос -судың мембранадан өтуі төменгі ерітіндіден жоғары осмостық қысымды ерітіндіге дейін.

Белсенді тасымалдау -заттарды АТФазаларды (иондық сорғылар) пайдалана отырып, концентрация градиентіне қарсы тасымалдау. Бұл ауысу энергия шығыны арқылы жүзеге асады.

Na + / K + -, Ca 2+ -және H + сорғылары көбірек зерттелген. Сорғылар жасушалық мембраналарда орналасқан.

Белсенді тасымалдаудың бір түрі эндоцитозжәне экзоцитозБұл механизмдер арналар арқылы тасымалданбайтын үлкен заттарды (ақуыздар, полисахаридтер, нуклеин қышқылдары) тасымалдайды. Бұл тасымалдау ішектің, бүйрек түтікшелерінің және тамырлы эндотелийдің эпителий жасушаларында жиі кездеседі.

Атэндоцитоз, жасуша мембраналары жасушаға инвагинациялар түзеді, олар бөлінген кезде везикулаларға айналады. Экзоцитоз кезінде мазмұны бар көпіршіктер жасуша мембранасына ауысады және онымен қосылады, ал везикулалардың мазмұны жасушадан тыс ортаға шығарылады.

Жасуша мембранасының құрылысы мен қызметі

Тірі жасушаларда электрлік потенциалдардың болуын қамтамасыз ететін процестерді түсіну үшін, ең алдымен, жасуша мембранасының құрылысы мен оның қасиеттерін түсіну қажет.

Қазіргі уақытта ең танымал болып 1972 жылы С.Сингер мен Г.Николсон ұсынған сұйық-мозаикалық мембраналық модель табылады. Мембрана екі қабатты фосфолипидтерге (екі қабатты) негізделген, олардың молекулаларының гидрофобты фрагменттері суға батырылады. мембрананың қалыңдығы және полярлық гидрофильді топтар сыртқа бағытталған. қоршаған су ортасына (2 -сурет).

Мембраналық ақуыздар мембрана бетінде локализацияланған немесе гидрофобты аймаққа әр түрлі тереңдікте енгізілуі мүмкін. Кейбір ақуыздар мембранаға енеді және жасуша мембранасының екі жағында бірдей ақуыздың әр түрлі гидрофильді топтары кездеседі. Плазмалық мембранадан табылған ақуыздар өте маңызды рөл атқарады: олар иондық каналдардың түзілуіне қатысады, мембраналық сорғылар мен әр түрлі заттарды тасымалдаушы рөлін атқарады, сонымен қатар рецепторлық функцияны орындай алады.

Жасуша мембранасының негізгі қызметтері: кедергі, тасымалдау, реттеуші, каталитикалық.

Кедергі функциясы-мембранадан суда еритін қосылыстардың таралуын шектеу, бұл жасушаларды бөгде, улы заттардан қорғауға және жасушалар ішіндегі әр түрлі заттардың салыстырмалы тұрақты құрамын сақтауға қажет. Осылайша, жасуша мембранасы әр түрлі заттардың таралуын 100 000-10 000 000 есе баяулатуы мүмкін.

Күріш. 2. Сингер-Николсон мембранасының сұйық-мозаикалық моделінің үш өлшемді схемасы

Липидті қос қабатқа енген шар тәрізді интегралды ақуыздар бейнеленген. Кейбір ақуыздар иондық арналар, ал басқаларында (гликопротеидтер) клеткалық ұлпада бір -бірін тануға қатысатын олигосахаридті бүйірлік тізбектер бар. Холестерин молекулалары фосфолипидті бастарға жақын орналасқан және «құйрықтардың» іргелес аймақтарын бекітеді. Фосфолипид молекуласының құйрығының ішкі бөліктері қозғалысында шектелмейді және мембрананың өтімділігіне жауап береді (Bretscher, 1985)

Мембранада иондар енетін арналар бар. Арналар потенциалға тәуелді және потенциалды тәуелсіз. Ықтимал қақпалы арналарпотенциалдар айырмасы өзгергенде ашылады және потенциалға тәуелсіз(гормонмен реттелетін) рецепторлар заттармен әрекеттескенде ашылады. Арналарды қақпаның арқасында ашуға немесе жабуға болады. Мембраналық қақпаның екі түрі бар: белсендіру(арнаның тереңінде) және инактивациялау(арна бетінде). Қақпа үш күйдің бірінде болуы мүмкін:

  • ашық күй (қақпаның екі түрі де ашық);
  • жабық күй (активация қақпасы жабық);
  • инактивация күйі (инактивация қақпасы жабық).

Мембраналардың тағы бір тән ерекшелігі - бейорганикалық иондардың, қоректік заттардың және әр түрлі метаболикалық өнімдердің селективті ауысуын жүзеге асыру мүмкіндігі. Заттарды пассивті және активті тасымалдау (тасымалдау) жүйелерін ажыратыңыз. Пассивтітасымалдау ақуыздың көмегімен немесе онсыз иондық каналдар арқылы жүзеге асады және оның қозғаушы күшиондардың жасушаішілік және жасушадан тыс кеңістік арасындағы электрохимиялық потенциалының айырмашылығы болып табылады. Иондық каналдардың селективтілігі оның геометриялық параметрлерімен анықталады және химиялық табиғатыканалдың қабырғалары мен оның сағасын қаптаған топтар.

Қазіргі уақытта Na +, K +, Ca 2+ иондары үшін, сондай-ақ су үшін (аквапориндер деп аталатын) өткізгіштігі бар арналар ең жақсы зерттелген. Ионды каналдардың диаметрі, әр түрлі зерттеулер бойынша, 0,5-0,7 нм. Арналардың өткізу қабілеті әр түрлі болуы мүмкін, бір иондық канал арқылы секундына 10 7 - 10 8 ион өтуі мүмкін.

Белсендітасымалдау энергия шығыны арқылы жүреді және иондық сорғылармен жүзеге асады. Иондық сорғылар - мембранаға салынған және иондарды жоғары электрохимиялық потенциалға жеткізетін молекулалық ақуыз құрылымдары.

Сорғылар АТФ гидролизінің энергиясымен жұмыс істейді. Қазіргі уақытта Na + / K + - ATPase, Ca 2+ - ATPase, H + - ATPase, H + / K + - ATPase, Mg 2+ - ATPase жақсы зерттелген, бұл Na +, K +, Ca қозғалысын қамтамасыз етеді. Сәйкесінше 2+ ион., H +, Mg 2+ оқшауланған немесе конъюгацияланған (Na + және K +; H + және K +). Белсенді тасымалдаудың молекулалық механизмі толық түсінілмеген.

Жердегі барлық тірі организмдер жасушалардан тұрады, және әрбір жасуша қорғаныс қабығымен - мембранамен қоршалған. Бірақ мембрананың функциялары органеллаларды қорғаумен және бір жасушаны екінші жасушадан бөлумен шектелмейді. Жасуша мембранасы - жасушаның көбеюіне, регенерациясына, қоректенуіне, тыныс алуына және басқа да көптеген маңызды қызметтеріне тікелей қатысатын күрделі механизм.

«Жасуша мембранасы» термині шамамен бір ғасырға созылған. Латын тілінен аударғанда «мембрана» сөзі «фильм» дегенді білдіреді. Бірақ жасуша мембранасы жағдайында белгілі бір жолмен қосылған екі қабықтың жиынтығы туралы айту дұрыс болар еді, сонымен қатар бұл қабықшалардың әр түрлі жақтары әр түрлі қасиеттерге ие.

Жасуша мембранасы (цитолемма, плазмалемма)-әр қабатты көрші жасушалардан және қоршаған ортадан бөлетін және жасушалар мен қоршаған орта арасында бақыланатын алмасуды жүзеге асыратын үш қабатты липопротеидті (май-белок) мембрана.

Бұл анықтамада шешуші маңыздылық жасуша мембранасының бір жасушаны екіншісінен бөліп алуында емес, оның басқа жасушалармен және қоршаған ортамен өзара әрекеттесуін қамтамасыз етуінде. Мембрана - жасушаның өте белсенді, үнемі жұмыс істейтін құрылымы, оған табиғат көптеген функцияларды жүктейді. Біздің мақаладан сіз жасуша мембранасының құрамы, құрылымы, қасиеттері мен функциялары туралы, сондай -ақ жасуша мембраналарының жұмысындағы бұзушылықтардың адам денсаулығына қауіптілігі туралы бәрін біле аласыз.

Жасуша мембранасын зерттеу тарихы

1925 жылы екі неміс ғалымы Гортер мен Грендель адам қанының эритроциттері - эритроциттерге күрделі эксперимент жүргізе алды. Осмостық соққының көмегімен зерттеушілер «көлеңкелер» деп аталатын - эритроциттердің бос қабықтарын алды, содан кейін оларды бір үймеге салып, бетінің ауданын өлшеді. Келесі қадам - ​​жасуша мембранасындағы липидтердің мөлшерін есептеу болды. Ацетонның көмегімен ғалымдар «көлеңкеден» липидтерді бөліп алып, олардың қосарланған үздіксіз қабат үшін жеткілікті екенін анықтады.

Алайда, эксперимент кезінде екі өрескел қателік жіберілді:

    Ацетонды қолдану барлық липидтерді мембраналардан оқшаулауға мүмкіндік бермейді;

    «Көлеңкелердің» бетінің ауданы құрғақ салмаққа негізделген, бұл да дұрыс емес.

Бірінші қате есептеулерде минус, ал екіншісі - плюс болғандықтан, жалпы нәтиже таңқаларлық дәл болды, ал неміс ғалымдары ғылыми әлемге ең маңызды жаңалықты - жасуша мембранасының липидті қабатын әкелді.

1935 жылы зерттеушілердің тағы бір жұбы Даниэль мен Доусон билипидті пленкаларда ұзақ тәжірибеден кейін жасуша мембранасында белоктардың болуы туралы қорытындыға келді. Бұл фильмдердің беттік керілуінің неге жоғары екенін түсіндірудің басқа жолы болмады. Ғалымдар көпшілікке сэндвичке ұқсас жасушалық мембрананың схемасын ұсынды, онда біртекті липид-ақуыз қабаттары нан тілімдері рөлін атқарады, ал олардың арасында сары майдың орнына бос орын болады.

1950 жылы бірінші электронды микроскоптың көмегімен Даниэль -Доусон теориясы ішінара расталды - жасуша мембранасының микрографтарында липидті және ақуыздық бастарынан тұратын екі қабат анық көрінді, ал олардың арасында тек липидтердің құйрығымен толтырылған мөлдір кеңістік болды. және ақуыздар.

1960 жылы осы мәліметтерді басшылыққа ала отырып, американдық микробиолог Дж. Алайда, ғылым дамыған сайын бұл қабаттардың біртектілігіне күмән көбейе бастады. Термодинамика тұрғысынан мұндай құрылым өте қолайсыз - жасушаларға заттарды «сэндвич» арқылы ішке және сыртқа тасымалдау өте қиын болар еді. Сонымен қатар, әр түрлі ұлпалардың жасушалық мембраналарының қалыңдығы мен бекіту әдістері әр түрлі екендігі дәлелденді, бұл мүшелердің әр түрлі қызметтеріне байланысты.

1972 жылы микробиологтар С.Д. Әнші мен Г.Л. Николсон жасуша мембранасының жаңа, сұйық-мозаикалық моделінің көмегімен Робертсон теориясындағы барлық сәйкессіздіктерді түсіндіре алды. Ғалымдар мембрананың гетерогенді, асимметриялы, сұйықтықпен толтырылғанын және оның жасушалары тұрақты қозғалыста екенін анықтады. Ал оны құрайтын белоктардың құрылысы мен мақсаты әр түрлі, сонымен қатар олар қабықтың билипидті қабатына қатысты әр түрлі орналасады.

Жасуша мембранасының құрамында үш түрдегі ақуыз бар:

    Шеткі - пленка бетіне бекітілген;

    Жартылай интеграл- билипидті қабатқа ішінара ену;

    Интегралды - мембранаға толық енеді.

Перифериялық ақуыздар электростатикалық өзара әрекеттесу арқылы мембраналық липидтердің бастарымен байланысады және олар ешқашан бұрын болжанғандай үздіксіз қабат түзбейді, ал жартылай интегралды және интегралды ақуыздар жасуша ішінде оттегі мен қоректік заттарды тасымалдауға, сонымен қатар ыдырауды кетіруге қызмет етеді. одан алынатын өнімдер және тағы басқалар. бірнеше маңызды функциялар үшін, олар туралы келесіде білетін боласыз.



Жасуша мембранасы орындайды келесі функциялар:

    Барьер - әр түрлі молекулалар үшін мембрананың өткізгіштігі бірдей емес, жасуша мембранасынан өту үшін молекуланың белгілі бір өлшемі болуы керек, Химиялық қасиеттеріжәне электр заряды. Зиянды немесе жарамсыз молекулалар жасуша мембранасының тосқауыл функциясына байланысты жасушаға ене алмайды. Мысалы, пероксидтік реакция көмегімен мембрана цитоплазманы өзіне қауіпті пероксидтерден қорғайды;

    Тасымалдау - мембранадан пассивті, активті, реттелетін және селективті алмасу өтеді. Пассивті метаболизм өте майда молекулалардан тұратын майда еритін заттар мен газдар үшін қолайлы. Мұндай заттар энергияны жұмсамай -ақ, диффузиялық әдіспен жасушаға енеді және одан шығады. Жасуша мембранасының белсенді тасымалдау функциясы қажет болғанда іске қосылады, бірақ тасымалдау қиын заттарды жасушаға немесе одан шығару қажет. Мысалы, молекулалық мөлшері үлкен немесе гидрофобтығынан билипидті қабаттан өте алмайтындар. Содан кейін протеин-сорғылар жұмыс жасай бастайды, оның ішінде калий иондарының жасушаға сіңуіне және одан натрий иондарының шығарылуына жауап беретін АТФаза. Реттелетін тасымалдау секреция мен ашыту функциялары үшін қажет, мысалы, жасушалар гормондар немесе асқазан сөлін шығарып, шығарғанда. Бұл заттардың барлығы жасушалардан арнайы каналдар арқылы және берілген көлемде шығады. Ал селективті тасымалдау функциясы мембранаға еніп, қатаң анықталған молекулалардың түрлерінің кіруі мен шығуы үшін арна ретінде қызмет ететін өте интегралды ақуыздармен байланысты;

    Матрица - жасуша мембранасы бір -біріне қатысты органеллалардың орналасуын анықтайды және бекітеді (ядро, митохондриялар, хлоропласттар) және олардың арасындағы өзара әрекеттестікті реттейді;

    Механикалық - бір жасушаның екіншісінен шектелуін, сонымен қатар, - жасушалардың біртекті ұлпаға дұрыс қосылуын және мүшелердің деформацияға төзімділігін қамтамасыз етеді;

    Қорғаныс - өсімдіктерде де, жануарларда да жасушалық мембрана қорғаныс негізін құруға негіз болады. Мысал ретінде қатты ағаш, тығыз терісі, тікенді тікенектер. Жануарлар әлемінде жасушалық мембраналардың - тасбақа қабығы, хитинозды қабық, тұяқ пен мүйіздің қорғаныс функциясының көптеген мысалдары да бар;

    Энергия - жасуша мембранасы ақуыздарының қатысуынсыз фотосинтез және жасушалық тыныс алу процестері мүмкін емес еді, себебі жасушалар энергия алмасатын ақуыз арналарының көмегімен;

    Рецептор - жасуша мембранасына енген ақуыздардың басқа маңызды қызметі болуы мүмкін. Олар рецепторлар қызметін атқарады, олар арқылы жасуша гормондар мен нейротрансмиттерлерден сигнал алады. Және бұл, өз кезегінде, жүйке импульсінің өткізілуі мен гормональды процестердің қалыпты жүруі үшін қажет;

    Ферментативті - жасуша мембраналарының кейбір белоктарына тән тағы бір маңызды функция. Мысалы, ішек эпителийінде осындай ақуыздардың көмегімен ас қорыту ферменттері синтезделеді;

    Биопотенциал- жасуша ішіндегі калий иондарының концентрациясы сыртқа қарағанда әлдеқайда жоғары, ал натрий иондарының концентрациясы, керісінше, ішіне қарағанда сыртында жоғары. Бұл потенциалды айырмашылықты түсіндіреді: жасуша ішінде заряд теріс, сыртында оң болады, бұл зат алмасудың үш түрінің кез келгенінде - фагоцитозда, пиноцитозда және экзоцитозда заттардың жасушаға және сыртқа жылжуына ықпал етеді;

    Таңбалау - жасуша мембраналарының бетінде «этикеткалар» деп аталатындар бар - гликопротеидтерден тұратын антигендер (оларға олигосахаридтердің тармақталған бүйірлік тізбектері бар ақуыздар). Бүйірлік тізбектер көптеген конфигурацияға ие болғандықтан, жасушаның әр түрінің өзіндік бірегей белгісі болады, бұл дененің басқа жасушаларына оларды көру арқылы тануға және оларға дұрыс жауап беруге мүмкіндік береді. Міне, сондықтан, мысалы, адамның иммундық жасушалары, макрофагтар денеге енген бейтаныс адамды (инфекция, вирус) оңай таниды және оны жоюға тырысады. Дәл солай ауру, мутацияға ұшыраған және ескі жасушаларда болады - олардың жасушалық мембранасындағы белгі өзгереді және дене олардан құтылады.

Жасушалық алмасу мембраналар арқылы жүреді және реакцияның үш негізгі түрін қолдану арқылы жүзеге асады:

    Фагоцитоз - бұл жасушалық процесс, онда мембранаға салынған фагоцит жасушалары қоректік заттардың қатты бөлшектерін ұстап, сіңіреді. Адам ағзасында фагоцитозды жасушалардың екі түрінің мембраналары жүзеге асырады: гранулоциттер (түйіршікті лейкоциттер) және макрофагтар (иммунды өлтіруші жасушалар);

    Пиноцитоз - жасуша мембранасының бетімен онымен байланыста болатын сұйық молекулаларды алу процесі. Пиноцитоз түрімен қоректену үшін жасуша мембранасында сіңір тәрізді жұқа үлпілдек өсінділер өседі, олар бір тамшы сұйықтықты қоршап алады да, көпіршік алынады. Біріншіден, бұл көпіршік мембрана бетінен жоғары шығып тұрады, сосын «жұтылады» - ол жасушаның ішінде жасырылады, ал оның қабырғалары жасуша мембранасының ішкі бетімен бірігеді. Пиноцитоз барлық дерлік тірі жасушаларда кездеседі;

    Экзоцитоз - бұл жасушаның ішінде секреторлық функционалды сұйықтық (фермент, гормон) бар көпіршіктер пайда болатын кері процесс, және оны қандай да бір жолмен жасушадан қоршаған ортаға шығару керек. Ол үшін көпіршік алдымен жасуша мембранасының ішкі бетімен бірігеді, содан кейін сыртқа шығып, жарылып, ішіндегісін сыртқа шығарады және қайтадан мембрана бетімен қосылады, бұл жолы сырттан. Экзоцитоз, мысалы, ішек эпителийі мен бүйрек үсті қыртысының жасушаларында жүреді.

Жасуша мембраналарында үш кластың липидтері бар:

    Фосфолипидтер;

    Гликолипидтер;

    Холестерин.

Фосфолипидтер (майлар мен фосфордың қосындысы) мен гликолипидтер (майлар мен көмірсулардың қосындысы), өз кезегінде, гидрофильді бастан тұрады, одан екі ұзын гидрофобты құйрық созылады. Бірақ холестерин кейде осы екі құйрықтың арасындағы кеңістікті алады және олардың иілуіне жол бермейді, бұл кейбір жасушалардың мембраналарын қатаң етеді. Сонымен қатар, холестерин молекулалары жасуша мембраналарының құрылымын реттейді және полярлы молекулалардың бір жасушадан екінші жасушаға өтуіне жол бермейді.

Бірақ ең маңызды компонент, жасуша мембраналарының қызметтері туралы алдыңғы бөлімнен көріп отырғаныңыздай, ақуыздар. Олардың құрамы, мақсаты мен орналасуы өте алуан түрлі, бірақ олардың барлығын біріктіретін ортақ нәрсе бар: сақиналы липидтер әрқашан жасуша мембранасының ақуыздарының айналасында орналасады. Бұл арнайы құрылымды, тұрақты, құрамында қаныққан май қышқылдары бар және «демеуші» белоктармен бірге мембраналардан бөлінетін арнайы майлар. Бұл ақуыздар үшін жеке қорғаныс қабығы, оларсыз олар жұмыс істемейді.

Жасуша мембранасының құрылысы үш қабатты. Ортасында салыстырмалы түрде біртекті сұйық билипидті қабат жатыр, ал тиіндер оны екі жағынан мозаика тәрізді жауып, қалыңдығына ішінара енеді. Яғни жасуша мембранасының сыртқы ақуыз қабаттары үздіксіз деп ойлау қате болар еді. Ақуыздар күрделі функцияларынан басқа, жасушаларға еніп, олардан май қабатына ене алмайтын заттарды тасымалдау үшін мембранада қажет. Мысалы, калий мен натрий иондары. Олар үшін арнайы ақуыздық құрылымдар қарастырылған - иондық арналар, біз оларды төменде толығырақ талқылаймыз.

Егер сіз микроскоп арқылы жасуша мембранасына қарасаңыз, теңіздегідей ірі ақуыз жасушалары қалқып жүретін ең кіші сфералық молекулалардан түзілген липидтер қабатын көре аласыз. әр түрлі пішіндер... Дәл осындай мембраналар әрбір жасушаның ішкі кеңістігін ядро, хлоропласттар мен митохондриялар ыңғайлы орналасқан бөлімдерге бөледі. Егер жасушаның ішінде жеке «бөлмелер» болмаса, органоидтар бір -біріне жабысып, өз қызметтерін дұрыс атқара алмас еді.

Жасуша - бұл организмнің өмірлік белсенділігін қамтамасыз ететін энергия, метаболикалық, ақпараттық және репродуктивті процестерге қатысатын мембраналармен бөлінген және бөлінген органеллалардың жиынтығы.

Бұл анықтамадан көріп отырғаныңыздай, мембрана кез келген жасушаның ең маңызды функционалды компоненті болып табылады. Оның маңызы ядро, митохондрия және басқа жасушалық органеллалардың маңызы сияқты үлкен. Ал мембрананың бірегей қасиеттері оның құрылымына байланысты: ол екі жолақтан тұрады, олар бір -біріне ерекше түрде жабысады. Мембранадағы фосфолипид молекулалары гидрофильді бастары сыртқа, ал гидрофобты құйрықтары ішке қарай орналасқан. Сондықтан пленканың бір жағы сумен суланған, ал екінші жағы суланған. Сонымен, бұл қабықшалар бір-бірімен суланбаған жақтары ішке жалғанып, ақуыз молекулаларымен қоршалған билипидті қабатты құрайды. Бұл жасуша мембранасының «сэндвич» құрылымы.

Жасуша мембраналарының иондық арналары

Ионды арналардың жұмыс принципін толығырақ қарастырайық. Олар не үшін қажет? Майлы еритін заттар липидті мембрана арқылы еркін ене алатындығында - бұл газдар, спирттер мен майлардың өздері. Мысалы, оттегі мен көмірқышқыл газы эритроциттерде үнемі алмасып отырады, бұл үшін біздің денемізге қосымша айла -шарғыларға жүгінудің қажеті жоқ. Натрий мен калий тұздары сияқты сулы ерітінділерді жасуша мембранасы арқылы тасымалдау қажет болғанда ше?

Билипидті қабатта мұндай заттарға жол ашу мүмкін болмас еді, өйткені тесіктер бірден қысылып, бір -біріне жабысып қалады, бұл кез келген майлы тіннің құрылымы. Бірақ табиғат, әдеттегідей, жағдайдан шығудың жолын тауып, арнайы ақуызды тасымалдау құрылымдарын құрды.

Өткізгіш белоктардың екі түрі бар:

    Конвейерлер - жартылай интегралды ақуыз сорғылары;

    Арна түзушілер-ақуыздар.

Бірінші типті ақуыздар жасуша мембранасының билипидті қабатына ішінара батып, басымен қарайды, ал қажет зат болған кезде олар сорғы тәрізді әрекет ете бастайды: олар молекуланы тартып, оны жасушаға сорады . Ал интегралды екінші типті ақуыздар ұзартылған пішінге ие және жасуша мембранасының билипидті қабатына перпендикуляр орналасқан, оған еніп өтеді. Оларда, туннельдер сияқты, майдан өте алмайтын заттар жасушаға еніп кетеді. Дәл иондық каналдар арқылы калий иондары жасушаға еніп, оның ішінде жиналады, ал натрий иондары, керісінше, сыртқа шығарылады. Біздің денеміздегі барлық жасушалардың дұрыс жұмыс істеуі үшін қажет электрлік потенциалдардың айырмашылығы бар.

Жасуша мембраналарының құрылысы мен қызметі туралы ең маңызды тұжырымдар


Теория әрқашан қызықты және перспективалы болып көрінеді, егер оны тәжірибеде қолдануға болады. Адам денесінің жасушалық мембраналарының құрылысы мен қызметтерінің ашылуы ғалымдарға жалпы ғылымда, атап айтқанда медицинада нағыз серпіліс жасауға мүмкіндік берді. Біз иондық каналдарда егжей -тегжейлі тоқталғанымыз кездейсоқтық емес, өйткені дәл осы жерде біздің заманымыздың маңызды сұрақтарының бірі жауап береді: неге адамдар онкологиямен жиі ауырады?

Қатерлі ісік жыл сайын әлемде 17 миллионға жуық адамның өмірін жалмайды және барлық өлім -жітім бойынша төртінші орында. ДДҰ мәліметтері бойынша, қатерлі ісік ауруы тұрақты түрде өсуде және 2020 жылдың соңына қарай жылына 25 миллионға жетуі мүмкін.

Қатерлі ісік эпидемиясын немен түсіндіреді және жасуша мембраналарының қызметімен қандай қатысы бар? Сіз айтасыз: себебі нашар экологиялық жағдайда, дұрыс тамақтанбауда, жаман әдеттерде және ауыр тұқым қуалаушылықта. Және, әрине, сіз дұрыс айтасыз, бірақ егер мәселе туралы толығырақ айтатын болсақ, онда себеп - адам ағзасының қышқылдығы. Жоғарыда көрсетілген теріс факторлар жасуша мембранасының бұзылуына әкеледі, тыныс алу мен тамақтануды тежейді.

Плюс болуы керек жерде минус пайда болады, ал жасуша қалыпты жұмыс істей алмайды. Бірақ қатерлі ісік жасушаларына оттегі де, сілтілік орта да қажет емес - олар тамақтанудың анаэробты түрін қолдана алады. Сондықтан, оттегінің аштық жағдайында және рН деңгейінің ауытқуында сау жасушалар бейімделуді қалайды қоршаған ортажәне қатерлі ісік жасушаларына айналады. Адам онкологиямен осылайша ауырады. Бұған жол бермеу үшін сіз күнделікті жеткілікті мөлшерде таза суды тұтынуыңыз керек, сонымен қатар тағамдағы канцерогендерден бас тартуыңыз керек. Бірақ, әдетте, адамдар зиянды өнімдер мен жоғары сапалы судың қажеттілігін жақсы біледі және ештеңе жасамайды - олар қиындықтар оларды айналып өтеді деп үміттенеді.

Әр түрлі жасушалардың жасушалық мембраналарының құрылымы мен қызметтерінің ерекшеліктерін біле отырып, дәрігерлер бұл ақпаратты ағзаға мақсатты, мақсатты емдік әсер ету үшін қолдана алады. Көптеген заманауи дәрі -дәрмектербіздің денеге ене отырып, олар иондық арналар, ферменттер, жасуша мембраналарының рецепторлары мен биомаркерлері болуы мүмкін «мақсатты» іздейді. Бұл емдеу әдісі жанама әсерлердің аз болуымен жақсы нәтижеге қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Олар қанға енгенде, соңғы буын антибиотиктері барлық жасушаларды қатарынан өлтірмейді, бірақ олар қоздырғыштың жасушаларын іздейді, оның жасушалық мембранасындағы маркерлерге назар аударады. Мигренге қарсы ең жаңа препараттар триптандар тек мидың қабынған қан тамырларын тарылтады, жүрек пен перифериялық қанайналым жүйесіне әсер етпейді. Және олар қажетті ыдыстарды жасуша мембранасының ақуыздары арқылы дәл таниды. Мұндай мысалдар көп, сондықтан жасуша мембраналарының құрылысы мен қызметтері туралы білім қазіргі заманғы медицина ғылымының негізінде жатыр және жыл сайын миллиондаған адамдардың өмірін құтқарады деп сеніммен айтуға болады.


Білімі:Мәскеу медициналық институты. И.М.Сеченов, мамандығы - «Жалпы медицина» 1991 ж., 1993 ж. «Кәсіби аурулар», 1996 ж. «Терапия».