Koje su funkcije vanjske membrane stanica? Struktura vanjske stanične membrane

Proučavanje strukture prokariotskih stanicaorganizama, kao i biljkama životinja i ljudi, sudjeluje u podjeli biologije nazvanu citologija. Znanstvenici su utvrdili da je sadržaj ćelije, koji je unutar njega, vrlo složen. Okružen je tzv. Površinskim uređajem, koji uključuje vanjsku staničnu membranu, slojevite strukture: glikokalip i staničnu stijenku, kao i mikro-filament, pelikula i mikrotubule koji tvore svoj pod-membranski kompleks.

U ovom ćemo članku proučiti strukturu i funkcije vanjske stanične membrane koja ulazi u površinski aparat različitih tipova stanica.

Koje funkcije čini vanjska stanična membrana

Kao što je prethodno opisano, vanjska membranaTo je dio površine svake jediničnoj ćeliji koja uspješno odvaja svoje unutarnje sadržaje i štiti stanične organele iz nepovoljne ekološke uvjete. Još jedna funkcija - je pružanje metabolizam između staničnih sadržaja i tkivna tekućina, tako da se vanjski stanične membrane omogućava transport molekula i iona koji ulaze u citoplazmu, i također pomaže da se uklanjanje toksina i višak toksina iz stanice.

Struktura stanične membrane

Membrane ili plazmaleme različitih tipova stanicavrlo se međusobno razlikuju. Uglavnom, kemijska struktura, kao i relativni sadržaj lipida, glikoproteina, proteina i, prema tome, priroda receptora prisutnih u njima. Vanjska stanična membrana, čija struktura i funkcije određuju prvenstveno pojedinačni sastav glikoproteina, sudjeluje u prepoznavanju ekoloških podražaja i reakcijama samih stanica na njihove postupke. Neke vrste virusa mogu stupiti u interakciju s proteinima i glikolipidima staničnih membrana, što rezultira prodorom u stanicu. Herpes i virusi influence mogu koristiti plazmalemnu stanicu domaćina za izgradnju vlastite zaštitne ljuske.

I virusi i bakterije, takozvani bakteriofagi,pričvrstite na staničnu membranu i na mjestu dodirivanja otopite ga posebnim enzimom. Zatim molekula viralne DNA prolazi kroz rupu.

Značajke strukture eukariotske plazmeme

Sjetite se vanjske stanične membraneobavlja funkciju transporta, tj. prijenos tvari u citoplazmu stanice i od njega u vanjsko okruženje. Za provedbu takvog procesa potrebna je posebna struktura. Doista, plazmalemma je konstanta, univerzalna za sve eukariotske stanice, sustav površinskih aparata. To je tanak (2-10 Nm), ali prilično gusta višeslojna folija koja pokriva cijelu ćeliju. Njezinu strukturu proučavali su 1972. znanstvenici poput D. Singera i G. Nicholsona, oni su također stvorili model tekuće-mozaika stanične membrane.

Glavni kemijski spojevi kojioblik - to je naručena molekula proteina i određenih fosfolipida, koji su razmješteni u tekućem lipidnom okruženju i nalikuju mozaiku. Dakle, stanična membrana se sastoji od dva sloja lipida, nepolarnih hidrofobnih "repa" koje su unutar membrane, a polarne hidrofilne glave lice citoplazme stanice i intercelularne tekućine.

Lipidni sloj je prožet velikim proteinommolekule koje tvore hidrofilne pore. Preko njih se prevoze vodene otopine glukoze i mineralnih soli. Neke molekule proteina nalaze se na vanjskoj i unutarnjoj površini plazmalema. Tako, na vanjskoj staničnoj membrani stanica u svim organizmima koji imaju molekule ugljikohidrata jezgra povezani kovalentnim vezama s glikolipida i glikoproteina. Sadržaj ugljikohidrata u staničnim membranama varira od 2 do 10%.

Struktura plasmalema prokariotskih organizama

Vanjska stanična membrana u prokariotima obavljaslične funkcije s plazma stanicama stanica nuklearnih organizama, i to: percepcija i prijenos informacija koje dolaze iz vanjskog okruženja, prijenos iona i otopina u stanicu i iz njih, te zaštita citoplazme od inozemnih reagensa izvana. Može formirati mezosome - strukture koje nastaju kada se plazmalemom provali unutar stanice. Oni mogu sadržavati enzime uključene u metaboličke reakcije prokariota, na primjer, u replikaciji DNA, sintezi proteina.

Mesosomi također sadrže enzime za redukciju oksidacije, a fotosintetske bakterije sadrže bakterioklorofil (u bakterijama) i phycobilin (u cijanobakterijama).

Uloga vanjskih membrana u međustaničnim kontaktima

Nastavljajući odgovoriti na pitanje, što funkcioniraizvodi vanjsku staničnu membranu, zadržat ćemo svoju ulogu u međustaničnim kontaktima. Biljne stanice u zidovima vanjske stanične membrane tvore pore koji prolaze u celulozni sloj. Kroz njih, citoplazma ćelije može pobjeći van, takvi tanki kanali nazivaju se plazmidima.

Zahvaljujući njima, veza između susjedne biljkestanice vrlo izdržljive. U ljudskim i životinjskim stanicama kontaktna mjesta susjednih staničnih membrana nazivaju se desmosome. Oni su karakteristični za endotelne i epitelne stanice, a također se javljaju i kod kardiomiokita.

Pomoćne formacije plazmalema

Da biste razumjeli koje se biljne stanice razlikujuod životinja, pomaže u proučavanju strukturnih značajki njihovih plazmalija, koje ovise o tome što funkcionira vanjska membrana stanica. Iznad njega u životinjskim stanicama je sloj glikokalize. Formiraju se molekulama polisaharida vezanih za proteine ​​i lipide vanjske stanične membrane. Zahvaljujući glikokalizu između stanica, dolazi do adhezije (adhezije), što dovodi do formiranja tkiva tako da sudjeluje u signalnoj funkciji plazmalema - priznavanju ekoloških podražaja.

Kako je pasivni prijenos određenih tvari kroz stanične membrane

Kao što je već rečeno, vanjski mobitelMembrana sudjeluje u procesu prijenosa tvari između stanica i vanjskog okruženja. Postoje dvije vrste transporta kroz plazmarnu: pasivnu (difuziju) i aktivni transport. Prva uključuje difuziju, olakšanu difuziju i osmozu. Kretanje tvari duž gradijenta koncentracije ovisi prije svega o masama i veličini molekula koje prolaze kroz staničnu membranu. Na primjer, male nepolarne molekule lako se otapaju u prosječnom lipidnom sloju plazmalema, te se kreću kroz njega i nalaze se u citoplazmi.

Velike molekule organskih tvari prodiru ucitoplazme uz pomoć posebnih proteinskih nosača. Oni imaju specifičnu specifičnost i povezuju se s česticama ili ionom, pasivno prolaze kroz membranu uz gradijent koncentracije (pasivni transport) bez trošenja energije. Ovaj proces podrazumijeva imunost plazmalema, kao što je selektivna permeabilnost. U procesu pasivnog prijenosa, energija ATP molekula se ne koristi, a stanica ga sprema za druge metaboličke reakcije.

Aktivni transport kemijskih spojeva kroz plazma membranu

Budući daje vanjska stanična membranatransportom molekula i iona iz okoline u unutrašnjost ćelije i natrag, postaje moguće povući proizvode disimilacije, toksina, van, tj. u međustaničnu tekućinu. Aktivni transport događa se protiv gradijenta koncentracije i zahtijeva korištenje energije u obliku ATP molekula. Također uključuje proteine ​​nositelja ATP-a, koje su također enzimi.

Primjer takvog transporta je natrij-kalijpumpa (natrijevi ioni prenose iz citoplazme u vanjski okoliš i kalij ioni se pumpa u citoplazmi). Epitelne stanice crijeva i bubrezi su sposobne za to. Vrste ovog načina prijevoza su procesi pinocitoze i fagocitoze. Tako, proučavanje što funkcije obavlja vanjske stanične membrane, može se utvrditi da su ti postupci prikladni za fagocitozu i heterotrofnih pino- protisti, kao i stanice viših organizama životinja, na primjer, leukociti.

Bioelektrični procesi u staničnim membranama

Utvrđeno je da postoji potencijalna razlikaizmeđu vanjske površine plasmalema (pozitivno nabijena) i blizu zidnog sloja citoplazme, koji je negativno napunjen. To je bio poticaj za odmaranje i svojstven je svim živim stanicama. Neuralno tkivo ima ne samo potencijal za odmaranje, nego je također sposoban za obavljanje slabih biorazreda, što se zove proces uzbude. Vanjske membrane živčanih stanica-neurona, prihvaćajući iritaciju receptora, počinju mijenjati naboj: natrijevi ioni masivno ulaze u stanicu, a površina plasmalema postaje elektronegativna. Blizu zidni sloj citoplazme, zbog višak kationa, dobiva pozitivan naboj. To objašnjava zašto se vanjska stanična membrana neurona puni, što uzrokuje impulse živaca koji su podložni uzbudnom procesu.