Ima debljinu od 8-12 nm, pa ga je nemoguće ispitati svjetlosnim mikroskopom. Struktura membrane se proučava pomoću elektronskog mikroskopa.

Plazma membranu čine dva sloja lipida – bilipidni sloj ili dvosloj. Svaki molekul se sastoji od hidrofilne glave i hidrofobnog repa, a u biološkim membranama lipidi se nalaze glavom prema van, a repom prema unutra.

Brojni proteinski molekuli su uronjeni u bilipidni sloj. Neki od njih se nalaze na površini membrane (vanjske ili unutrašnje), drugi prodiru u membranu.

Funkcije plazma membrane

Membrana štiti sadržaj ćelije od oštećenja, održava oblik ćelije, selektivno propušta potrebne supstance u ćeliju i uklanja produkte metabolizma, a takođe obezbeđuje komunikaciju između ćelija.

Barijeru, graničnu funkciju membrane pruža dvostruki sloj lipida. Sprečava širenje sadržaja ćelije, mešanje sa okolinom ili međustaničnom tečnošću i sprečava prodiranje opasnih materija u ćeliju.

Brojne najvažnije funkcije citoplazmatske membrane obavljaju proteini uronjeni u nju. Uz pomoć receptorskih proteina može uočiti različite iritacije na svojoj površini. Transportni proteini formiraju najfinije kanale kroz koje kalijum, kalcijum i drugi joni malog prečnika ulaze i izlaze iz ćelije. Enzimski proteini obezbeđuju vitalne procese u samoj ćeliji.

Velike čestice hrane koje ne mogu proći kroz tanke membranske kanale ulaze u ćeliju fagocitozom ili pinocitozom. Opšti naziv za ove procese je endocitoza.

Kako nastaje endocitoza - prodiranje velikih čestica hrane u ćeliju?

Čestica hrane dolazi u kontakt sa vanjskom membranom ćelije i na tom mjestu se formira invaginacija. Tada čestica okružena membranom ulazi u ćeliju, formira se probavna vakuola, a probavni enzimi prodiru u nastalu vezikulu.

Bijela krvna zrnca koja mogu uhvatiti i probaviti strane bakterije nazivaju se fagociti.

U slučaju pinocitoze, invaginacija membrane ne hvata čvrste čestice, već kapljice tekućine s tvarima otopljenim u njoj. Ovaj mehanizam je jedan od glavnih načina da supstance uđu u ćeliju.

Biljne ćelije prekrivene tvrdim slojem ćelijskog zida na vrhu membrane nisu sposobne za fagocitozu.

Obrnuti proces endocitoze je egzocitoza. Supstance koje se sintetiziraju u ćeliji (na primjer, hormoni) se pakuju u membranske vezikule, približavaju se membrani, ugrađuju se u nju i sadržaj vezikule se oslobađa iz ćelije. Na taj način, stanica se može riješiti nepotrebnih metaboličkih proizvoda.

Plazma membrana zauzima poseban položaj, jer ograničava ćeliju izvana i direktno je povezana sa vanćelijskom okolinom. Debljina je oko 10 nm i najdeblja je od ćelijskih membrana. Glavne komponente su proteini (više od 60%), lipidi (oko 40%) i ugljikohidrati (oko 1%). Kao i sve druge ćelijske membrane, sintetizira se u ER kanalima.

Funkcije plazmaleme.

Transport.

Plazma membrana je polupropusna, tj. kroz njega prolaze selektivno različite molekule različitim brzinama. Postoje dva načina za transport tvari kroz membranu: pasivni i aktivni transport.

Pasivni transport. Pasivni transport ili difuzija ne zahtijeva energiju. Nenabijene molekule difundiraju duž gradijenta koncentracije, transport nabijenih molekula ovisi o koncentracijskom gradijentu vodonikovih protona i transmembranskoj potencijalnoj razlici, koji se kombinuju u elektrokemijski gradijent protona. U pravilu, unutarnja citoplazmatska površina membrane nosi negativan naboj, što olakšava prodiranje pozitivno nabijenih jona u ćeliju. Postoje dvije vrste difuzije: jednostavna i olakšana.

Jednostavna difuzija je tipična za male neutralne molekule (H 2 O, CO 2, O 2), kao i za hidrofobne niskomolekularne organske tvari. Ovi molekuli mogu proći bez ikakve interakcije s membranskim proteinima kroz pore ili kanale membrane sve dok se gradijent koncentracije održava.

Olakšana difuzija je karakteristična za hidrofilne molekule koje se transportuju kroz membranu također po koncentracijskom gradijentu, ali uz pomoć posebnih proteina nosača membrane po principu uniport.

Olakšana difuzija je visoko selektivna, budući da protein nosač ima centar vezivanja komplementaran transportiranoj tvari, a prijenos je praćen konformacijskim promjenama u proteinu. Jedan od mogućih mehanizama olakšane difuzije je sljedeći: transportni protein (translokaza) veže supstancu, zatim se približava suprotnoj strani membrane, oslobađa tu supstancu, poprima izvornu konformaciju i ponovo je spreman za obavljanje transportne funkcije. Malo se zna o tome kako se sam protein kreće. Drugi mogući transportni mehanizam uključuje učešće nekoliko transportnih proteina. U ovom slučaju, inicijalno vezani spoj se kreće od jednog proteina do drugog, uzastopno se vezujući prvo za jedan, a zatim za drugi protein dok ne završi na suprotnoj strani membrane.

Aktivan transport. Takav transport se događa kada se transport odvija protiv gradijenta koncentracije. Zahtijeva potrošnju energije ćelije. Aktivni transport služi za akumulaciju supstanci unutar ćelije. Izvor energije je često ATP. Za aktivan transport, pored izvora energije, neophodno je i učešće membranskih proteina. Jedan od aktivnih transportnih sistema u životinjskim ćelijama odgovoran je za transport Na i K+ jona kroz ćelijsku membranu. Ovaj sistem se zove N / A + - K*-pumpa. Odgovoran je za održavanje sastava intracelularnog okruženja, u kojem je koncentracija K+ iona veća od Na* iona.

Gradijent koncentracije oba jona održava se prijenosom K+ u ćeliju i Na+ van. Oba transporta se odvijaju protiv gradijenta koncentracije. Ovakva distribucija jona određuje sadržaj vode u ćelijama, ekscitabilnost nervnih ćelija i mišićnih ćelija i druga svojstva normalnih ćelija. Na + -K + -pumpa je protein - transport ATPase. Molekul ovog enzima je oligomer i prodire kroz membranu. Tokom punog ciklusa rada pumpe, 3 Na+ jona se prenose iz ćelije u međućelijsku supstancu, a 2 K+ jona se prenose u suprotnom smeru, koristeći energiju ATP molekula. Postoje transportni sistemi za prenos jona kalcijuma (Ca 2+ -ATPaze), protonske pumpe (H + -ATPaze) itd.

Aktivni prijenos tvari kroz membranu, koji se vrši zahvaljujući energiji koncentracijskog gradijenta druge tvari, naziva se simport. Transportna ATPaza u ovom slučaju ima centre vezivanja za obje supstance. Antiport je kretanje tvari protiv gradijenta koncentracije. U ovom slučaju, druga tvar se kreće u suprotnom smjeru duž gradijenta koncentracije. Simport i antiport (kotransport) mogu nastati prilikom apsorpcije aminokiselina iz crijeva i reapsorpcije glukoze iz primarnog urina, koristeći energiju gradijenta koncentracije Na+ jona koju stvara Na+, K+-ATPaza.

Još dvije vrste transporta su endocitoza i egzocitoza.

Endocitoza- hvatanje velikih čestica od strane ćelije. Postoji nekoliko načina endocitoze: pinocitoza i fagocitoza. Obično ispod pinocitoza razumjeti unos tekućih koloidnih čestica u ćeliju, pod fagocitoza- hvatanje tjelešca (gušćih i većih čestica do drugih ćelija). Mehanizam pino- i fagocitoze je različit.

Općenito, ulazak čvrstih čestica ili kapi tekućine u ćeliju izvana naziva se heterofagija. Ovaj proces je najrašireniji kod protozoa, ali je veoma važan i kod ljudi (kao i kod drugih sisara). Heterofagija ima značajnu ulogu u odbrani organizma (segmentirani neutrofili - granulociti; makrofagociti), restrukturiranju koštanog tkiva (osteoklasti), formiranju tiroksina od strane folikula štitnjače, reapsorpciji proteina i drugih makromolekula u nefronu i drugim proksimalima. procesi.

Pinocitoza.

Da bi vanjski molekuli ušli u ćeliju, prvo ih moraju vezati receptori glikokaliksa (skup molekula povezanih s proteinima površinske membrane) (Sl.).

Na mjestu takvog vezivanja, molekuli proteina klatrina nalaze se ispod plazmaleme. Plazma membrana, zajedno s molekulima pričvršćenim izvana i podložnim klatrinom na strani citoplazme, počinje invaginirati. Invaginacija postaje dublja, njeni rubovi se približavaju, a zatim zatvaraju. Kao rezultat toga, mjehur koji sadrži zarobljene molekule se odvaja od plazmaleme. Klatrin na svojoj površini izgleda kao neravna granica na elektronskim mikrosnimcima, zbog čega se takvi mjehurići nazivaju obrubljenim.

Klatrin sprečava vezikule da se vežu za intracelularne membrane. Zbog toga se obrubljeni vezikuli mogu slobodno transportovati u ćeliji upravo u ona područja citoplazme gdje treba koristiti njihov sadržaj. Na ovaj način se steroidni hormoni, posebno, isporučuju u jezgro. Međutim, obično obrubljeni vezikuli odbacuju svoju granicu ubrzo nakon što se odvoje od plazmaleme. Klatrin se transportuje u plazmalemu i ponovo može učestvovati u reakcijama endocitoze.

U blizini površine ćelije u citoplazmi nalaze se trajniji vezikuli - endosomi. Obrubljene vezikule oslobađaju klatrin i spajaju se s endosomima, čime se povećava volumen i površina endosoma. Tada se višak endosoma odvaja u obliku nove vezikule, u kojoj nema tvari koje ulaze u ćeliju, ostaju u endosomu. Nova vezikula putuje do površine ćelije i spaja se sa membranom. Kao rezultat toga, obnavlja se gubitak plazmaleme, koji je nastao kada je obrubljena vezikula bila odvojena, a njeni receptori se također vraćaju u plazmalemu.

Endosomi su uronjeni u citoplazmu i stapaju se sa membranama lizosoma. Dolazeće supstance unutar takvog sekundarnog lizozoma prolaze kroz različite biohemijske transformacije. Po završetku procesa, membrana lizosoma se može raspasti na fragmente, a proizvodi razgradnje i sadržaj lizosoma postaju dostupni za unutarćelijske metaboličke reakcije. Na primjer, aminokiseline su vezane tRNA i isporučene ribozomima, a glukoza može ući u Golgijev kompleks ili u tubule agranularnog ER.

Iako endosomi nemaju klatrinsku granicu, ne spajaju se svi s lizosomima. Neki od njih su usmjereni s jedne ćelijske površine na drugu (ako stanice formiraju epitelni sloj). Tu se endosomska membrana spaja sa plazmalemom i sadržaj se uklanja van. Kao rezultat toga, supstance se prenose kroz ćeliju iz jedne sredine u drugu bez promjena. Ovaj proces se zove transcitoza. Proteinski molekuli, posebno imunoglobulini, također se mogu prenijeti preko transcitoze.

Fagocitoza.

Ako velika čestica na svojoj površini ima molekularne grupe koje mogu prepoznati ćelijski receptori, ona se vezuje. Nije uvijek slučaj da same strane čestice posjeduju takve grupe. Međutim, kada uđu u tijelo, okružuju ih molekuli imunoglobulina (opsonini), koji se uvijek nalaze i u krvi i u međućelijskom okruženju. Imunoglobuline uvijek prepoznaju ćelije fagocita.

Nakon što se opsonini koji pokrivaju stranu česticu vežu za receptore fagocita, aktivira se njen površinski kompleks. Aktinski mikrofilamenti počinju da stupaju u interakciju sa miozinom, a konfiguracija površine ćelije se menja. Izrasline citoplazme fagocita protežu se oko čestice. Oni pokrivaju površinu čestice i spajaju se iznad nje. Vanjski slojevi izraslina se spajaju, zatvarajući površinu ćelije.

Duboki listovi izraslina formiraju membranu oko apsorbirane čestice - a fagozom. Fagosom se spaja s lizosomima, što rezultira njihovim kompleksom - heterolizozom (heterosom, ili fagolizozom). U njemu dolazi do lize uhvaćenih komponenti čestice. Neki od proizvoda lize se uklanjaju iz heterosoma i koriste u ćelijama, dok neki možda nisu podložni dejstvu lizosomskih enzima. Ovi ostaci formiraju rezidualna tijela.

Potencijalno sve stanice imaju sposobnost fagocitoze, ali u tijelu se samo nekoliko specijaliziralo u ovom smjeru. To su neutrofilni leukociti i makrofagi.

Egzocitoza.

Ovo je uklanjanje supstanci iz ćelije. Prvo, velika molekularna jedinjenja se segregiraju u Golgijevom kompleksu u obliku transportnih vezikula. Potonji se, uz sudjelovanje mikrotubula, usmjeravaju na površinu ćelije. Membrana vezikule je ugrađena u plazmalemu, a sadržaj vezikule se pojavljuje izvan ćelije (Sl.) Vezikula se može spojiti sa plazmalemom bez ikakvih dodatnih signala. Ova egzocitoza se zove konstitutivni. Tako se većina produkata vlastitog metabolizma uklanja iz ćelije. Brojne ćelije su, međutim, dizajnirane da sintetiziraju posebne spojeve - izlučevine koje se koriste u tijelu u drugim njegovim dijelovima. Da bi se transportna vezikula sa sekretom spojila sa plazmalemom, neophodni su signali izvana. Tek tada će doći do spajanja i tajna će biti objavljena. Ova egzocitoza se zove podesivo. Signalni molekuli koji potiču uklanjanje sekreta nazivaju se liberini (oslobađajući faktori), i one koje sprečavaju izlučivanje - statini.

Funkcije receptora.

Uglavnom ih obezbjeđuju glikoproteini smješteni na površini plazmaleme i sposobni da se vežu za svoje ligande. Ligand odgovara svom receptoru kao ključ od brave. Vezivanje liganda za receptor uzrokuje promjenu konformacije polipeptida. Ovom promjenom u transmembranskom proteinu uspostavlja se komunikacija između ekstra- i intracelularnog okruženja.

Vrste receptora.

Receptori povezani sa proteinskim ionskim kanalima. Oni stupaju u interakciju sa signalnim molekulom, koji privremeno otvara ili zatvara kanal za prolaz iona. (Na primjer, receptor za neurotransmiter acetilholin je protein koji se sastoji od 5 podjedinica koje formiraju jonski kanal. U nedostatku acetilholina kanal se zatvara, a nakon vezivanja se otvara i propušta jone natrijuma).

Katalitički receptori. Sastoje se od ekstracelularnog dijela (sam receptor) i intracelularnog citoplazmatskog dijela, koji funkcionira kao enzim prolinkaze (na primjer, receptori hormona rasta).

G protein spregnuti receptori. To su transmembranski proteini koji se sastoje od receptora koji djeluje na ligand i G proteina (regulatorni protein povezan s gvanozin trifosfatom) koji prenosi signal enzimu vezanom za membranu (adenilat ciklaza) ili ionskom kanalu. Kao rezultat, aktiviraju se ciklički AMP ili ioni kalcija. (Ovako funkcioniše sistem adenilat ciklaze. Na primer, u ćelijama jetre postoji receptor za hormon insulin. Supracelularni deo receptora se vezuje za insulin. To izaziva aktivaciju intracelularnog dela – enzima adenilat ciklaze. On sintetiše ciklički AMP iz ATP-a, koji reguliše brzinu različitih intracelularnih procesa, uzrokujući aktivaciju ili inhibiciju tih ili drugih metaboličkih enzima).

Receptori koji percipiraju fizičke faktore. Na primjer, fotoreceptorski protein rodopsin. Kada se svjetlost apsorbira, mijenja svoju konformaciju i pobuđuje nervni impuls.

Predavanje br. 4.

Broj sati: 2

Plazma membrana

1.

2.

3. Međućelijski kontakti.

1. Struktura plazma membrane

Plazma membrana ili plazmalema, je površinska periferna struktura koja ograničavaćelije izvana i osiguravanje njene povezanosti sa drugim ćelijama i vanćelijskom sredinom. Ima debljinuoko 10 nm. Od ostalih ćelijskih membrana, plazmalema je najdeblja. Hemijski gledano, plazma membrana jeste lipoproteinski kompleks. Glavne komponente su lipidi (oko 40%), proteini (više od 60%) i ugljikohidrati (oko 2-10%).

Lipidi obuhvataju veliku grupu organskih supstanci koje imaju lošu rastvorljivost u vodi (hidrofobnost) i dobru rastvorljivost u organskim rastvaračima i mastima (lipofilnost).Tipični lipidi koji se nalaze u plazma membrani su fosfolipidi, sfingomijelini i holesterol. U biljnim ćelijama holesterol je zamenjen fitosterolom. Na osnovu njihove biološke uloge, proteini plazmaleme se mogu podijeliti na enzimski proteini, receptorski i strukturni proteini. Ugljikohidrati plazmaleme su dio plazmaleme u vezanom stanju (glikolipidi i glikoproteini).

Trenutno je općeprihvaćeno fluid-mozaični model strukture biološke membrane. Prema ovom modelu, strukturnu osnovu membrane čini dvostruki sloj fosfolipida obloženih proteinima. Repovi molekula okrenuti su jedan prema drugom u dvostrukom sloju, dok polarne glave ostaju izvan, formirajući hidrofilne površine. Proteinske molekule ne formiraju neprekidan sloj, one se nalaze u lipidnom sloju, uranjajući u različite dubine (postoje periferni proteini, neki proteini prodiru kroz membranu, neki su uronjeni u lipidni sloj). Većina proteina nije povezana sa membranskim lipidima, tj. izgleda da plutaju u "lipidnom jezeru". Stoga se proteinski molekuli mogu kretati duž membrane, sastavljati u grupe ili, obrnuto, raspršivati ​​se po površini membrane. Ovo sugerira da plazma membrana nije statična, smrznuta formacija.

Izvan plazmaleme nalazi se supramembranski sloj - glikokaliks. Debljina ovog sloja je oko 3-4 nm. Glikokaliks se nalazi u gotovo svim životinjskim stanicama. Povezuje se sa plazmalemom kompleks glikoproteina. Ugljikohidrati formiraju duge, razgranate lance polisaharida povezanih s proteinima i lipidima plazma membrane. Glikokaliks može sadržavati enzimske proteine ​​koji su uključeni u ekstracelularnu razgradnju različitih supstanci. Proizvodi enzimske aktivnosti (aminokiseline, nukleotidi, masne kiseline itd.) se transportuju kroz plazma membranu i apsorbuju u ćelijama.

Plazma membrana se stalno obnavlja. To se događa odvajanjem malih mjehurića s njene površine u ćeliju i ugrađivanjem vakuola iz unutrašnjosti ćelije u membranu. Dakle, postoji stalan protok membranskih elemenata u ćeliji: iz plazma membrane u citoplazmu (endocitoza) i protok membranskih struktura od citoplazme do površine ćelije (egzocitoza). U prometu membrane vodeću ulogu ima sistem membranskih vakuola Golgijevog kompleksa.

4. Funkcije plazma membrane. Mehanizmi transporta supstanci kroz plazmalemu. Receptorska funkcija plazmaleme

Plazma membrana obavlja niz važnih funkcija:

1) Barijera.Barijerna funkcija plazma membrane je daograničavajući slobodnu difuziju supstanci iz ćelije u ćeliju, sprečavajućirotirajuće curenje sadržaja ćelija rastvorljivih u vodi. Ali poštovaša ćelija mora primiti potrebne hranljive materije, vidijele krajnje produkte metabolizma, regulišu intracelularnoAko je koncentracija iona visoka, formiraju se posebni mehanizmi za prijenos tvari kroz staničnu membranu.

2) Transport.Transportna funkcija uključuje osiguravanje ulaska i izlaska raznih supstanci u i iz ćelije. Važno svojstvo membrane je selektivna propusnost, ili polupropusnost. Lako propušta vodu i vodene otopinegasove i odbija polarne molekule kao što su glukoza ili amino kiseline.

Postoji nekoliko mehanizama za transport tvari kroz membranu:

pasivni transport;

aktivni transport;

transport u membranskoj ambalaži.

Pasivni transport. difuzija -ovo je kretanje čestica medija koje dovodi do prijenosa energijetvari iz područja gdje je njegova koncentracija visoka do područja s niskom koncentracijomcija. Tokom difuzijskog transporta, membrana funkcionira kao osmotska barijera. Brzina difuzije zavisi od veličinemolekule i njihova relativna rastvorljivost u mastima. Što manje putamjere molekula i što su rastvorljiviji u mastima (lipofilniji), brže će se kretati kroz lipidni dvosloj.Difuzija može biti neutralan(prenos nenaplaćenihmolekule) i lagana(uz pomoć posebnih proteinanosioci). Brzina olakšane difuzije je veća od one neutralne difuzije.Maksimalna penetracijaVoda ima sposobnost dakako su njegovi molekuli mali i nenabijeni. Difuzija vode kroz ćelijemembrana se zove osmo somPretpostavlja se da u ćelijamamembrana za penetracijuvoda i neki joni supostoje posebne "pore". Njihov brojje mali, a prečnik jeoko 0,3-0,8 nm. Najbrže difundira kroz membranu dobro, lako rastvorljiv u lipidima dvosloj molekula, kao što je O, i nenabijenih polarnih molekulalužine malog prečnika (SO, mo Chevina).

Prijenos polarnih molekula (sašećeri, aminokiseline), posebnoproizveden posebnim membranskim transportomproteini se nazivaju olakšanu difuziju. Takvi proteini se nalazenalazi se u svim vrstama bioloških membrana i svakoj specifičnoj Ovaj protein je dizajniran za transport molekula određene klase sa. Transportni proteini su transmembranski, njihov polipeptidni lanac prelazi lipidni dvosloj nekoliko puta, formirajući se Ima prolazne prolaze. Time se osigurava prijenos specifičnihtvari kroz membranu bez direktnog kontakta s njom.Postoje dvije glavne klase transportnih proteina: proteini- prevoznici (transporteri) I formiranje kanala proteini (bijeliki kanali). Proteini nosači prenose molekule kroz membranu, prvo mijenjajući njihovu konfiguraciju. Proteini koji formiraju kanale formiraju ispunjene membrane vodene pore. Kada su pore otvorene, molekule specifičnih supstanci(obično anorganski ioni odgovarajuće veličine i naboja) prolaze kroz njih. Ako molekula transportirane tvari nema naboj, onda smjer transporta je određen gradijentom koncentracije. Ako je molekul nabijen, tada ovisi i njegov transport, osim gradijenta centralizacija, električni naboj membrane (membranapotencijal). Unutrašnja strana plazmaleme se obično puni od negativan u odnosu na spolja. Membranski potencijal olakšava prodiranje pozitivno nabijenih jona u ćeliju i sprečava prolaz negativno nabijenih jona.

Aktivan transport. Aktivni transport je prijenos tvari protiv elektrohemijskog gradijenta. To uvijek provode trans proteininosači i usko povezani zan sa izvorom energijegee. U transferu proteina postoje parcele vezivanje za transporttitrirana supstanca.Što više takvih lekcija tkov kontaktira stvaršto je veća stoparast transporta. Selektivni prijenos jedne supstance naziva se uniport. Izvodi se transfer nekoliko supstanci Kotran sportski sistemi. Ako transfer ide u jednom smjeru -Ovo Simport, ako je suprotno - antiport. dakle,na primjer, glukoza se prenosi iz ekstracelularne tekućine u ćeliju uniportalno. Prijenos glukoze i Na 4 iz crijevne šupljine ilibubrežnih tubula u crijevne ćelije ili krv odvija se simportalno, a prijenos C1~ i HCO je antiportoran. Pretpostavlja se da tokom prijenosa nastaju reverzibilne konformacijske promjene. promjene u transporteru, što omogućava kretanje tvari povezanih s njim.

Primjer proteina nosača koji se koristi za transporttvari, energija oslobođena tokom hidrolize ATP jeN / A + -K+ pumpa, nalazi se u plazma membrani svih ćelija. Na+-K pumpa radi na principu antiporta, pumpanja vaya Na "iz ćelije i K t u ćeliju protiv njihove elektrohemije gradijenti. Gradijent Na+ stvara osmotski pritisak, održava volumen ćelije i osigurava transport šećera i aminokiselinanoacids Rad ove pumpe troši trećinu sve energije neophodne za funkcionisanje ćelija.Prilikom proučavanja mehanizma djelovanja Na+ - K+ pumpa je instaliranaPokazano je da je to enzim ATPaza i transmembranski protein. integralni protein. U prisustvu Na+ i ATP pod uticajem ATP-aTerminalni fosfat se odvaja od ATP-a i dodaje ostatkuasparaginska kiselina na molekulu ATPaze. ATPaza fos molekulaforilira, mijenja svoju konfiguraciju i Na+ se uklanja iz ćelije. Nakon povlačenja N / A K" se uvijek transportuje iz ćelije u ćeliju. Da bi se to postiglo, prethodno vezani fosfat se cijepa od ATPaze u prisustvu K. Enzim se defosforilira, obnavlja svoju konfiguraciju i K 1 se "pumpa" u ćeliju.

ATPazu formiraju dvije podjedinice, velika i mala.Velika podjedinica sastoji se od hiljada aminokiselinskih ostataka,prelazeći dvosloj nekoliko puta. Ima katalizator aktivnost i može se reverzibilno fosforilirati i defosforiziratida se realizuje. Velika podjedinica na citoplazmatskoj straninema područja za vezivanje Na+ i ATP, a spolja -vezna mjesta za K+ i ouabain. Mala podjedinica jeglikoprotein i njegova funkcija još nije poznata.

Na+-K pumpa ima elektrogeni efekat. On uklanja tripozitivno nabijenog jona Na f iz kaveza i donosi dvojeion K Kao rezultat, struja teče kroz membranu, formirajući elektroduričnog potencijala sa negativnom vrijednošću u unutrašnjosti ćelije u odnosu na njenu vanjsku površinu. Na"-K+ pumpa reguliše volumen ćelije, kontroliše koncentraciju supstanciunutar ćelije, održava osmotski pritisak, učestvuje u stvaranju membranskog potencijala.

Transport u membranskoj ambalaži. Prijenos makromolekula (proteina, nukleinskih kiselina) kroz membranulota, polisaharida, lipoproteina) i drugih čestica izvode se kroz sekvencijalno formiranje i fuziju okruženihvezikule vezane za membranu (vezikule). Proces vezikularnog transportaodvija se u dvije faze. Na početkumembrana vezikula i plazmalemadržati zajedno, a zatim spojiti.Da bi se 2. faza odvijala neophodno jeVoleo bih da ste molekuli vodepretrpani su međusobno povezanim lipidnim dvoslojevima, koji se približavaju na udaljenosti od 1-5 nm. Broji Xia da se ovaj proces aktiviraposeban fuzionih proteina(Oni izolovani za sada samo od virusa). Vezikularni transport imavažna karakteristika - apsorbirane ili izlučene makromolekule,nalaze se u mjehurićima, obično nepomiješati sa drugim makromolomkule ili organele ćelije. Pu bubuljice se mogu spojiti sa specifičnostima hemijske membrane, koje obezbeđujuolakšava razmjenu makromolekula izmeđuizmeđu ekstracelularnog prostora isadržaj ćelije. Isto takomakromolekule se prenose iz jednog odjeljka ćelije u drugi.

Transport makromolekula i čestica u ćeliju naziva se endo citoza.U ovom slučaju transportirane supstance su omotaneNa plazma membrani nastaje vezikula (vakuola) kojakoji se kreće unutar ćelije. Ovisno o veličini slikeformirajući vezikule, postoje dvije vrste endocitoze - pinocitoza i fagocitoza.

Pinocitozaosigurava apsorpciju tekućine i otopljenogtvari u obliku malih mjehurića ( d =150 nm). fagocitoza -ovo je apsorpcija velikih čestica, mikroorganizamapoziv ili fragmenti organela, ćelija. U ovom slučaju se formirajupostoje velike vezikule, fagozomi ili vakuole ( d -250 nm ili više). U fagocitna funkcija protozoa - oblik ishrane. Kod sisara, fagocitnu funkciju provode makrofagi irofils, koji štite tijelo od infekcije apsorbirajući invazivne mikrobe. Makrofagi su također uključeni u reciklažustare ili oštećene ćelije i njihovi ostaci (u tijeluljudski makrofagi dnevno konzumiraju više od 100 starih eritisarociti). Fagocitoza počinje tek kada se proguta česticaveže se za površinu fagocita i aktivira specijaliziraneny receptorske ćelije. Vezivanje čestica na specifične supstancemembranskih receptora izaziva stvaranje pseudopodija, štoOni obavijaju česticu i, spajajući se na rubovima, formiraju mjehur -fagozom.Dolazi do stvaranja fagosoma i same fagocitozekreće samo ako, tokom procesa omotanja, česticau stalnom kontaktu sa plazmalema receptorima, kao da "stagnira" bljeskajuća munja."

Značajan dio materijala apsorbira ćelija putem endocitoza, završava svoj put u lizosomima. Uključene su velike česticeradujem se fagozomi, koji se zatim spajaju sa lizosomima i formiraju fagolizozomi. Tečnost i makromolekuli apsorbovani tokompinocitoze, inicijalno se prenose na endozome, koji suspajaju se sa lizosomima i formiraju endolizozome. Ja sam prisutan razni hidrolitički enzimi brzo prisutni u lizosomimaro uništavaju makromolekule. Proizvodi hidrolize (aminokiselinepartije, šećeri, nukleotidi) se transportuju iz lizosoma u citosol, gde ih ćelija koristi. Većina komponenti membrane endocitne vezikule iz fagosoma i endosoma se putem egzocitoze vraćaju u plazma membranu i tamo se redistribuirajuse liziraju. Glavni biološki značaj endocitoze je moguće je dobiti gradivne blokove zbog intracelularnog varenje makromolekula u lizosomima.

Apsorpcija tvari u eukariotskim stanicama počinje ucijalizovane regije plazma membrane, tzvmi smo X obrubljene jame. Na elektronskim mikrografijamajame izgledaju kao invaginacije plazma membrane, citoplazmečija je mat strana prekrivena vlaknastim slojem. Layer asgraničilo bi sa malim jamama trga Malemmas. Jame zauzimaju oko 2% vol.površine ćelijske membranenas eukariote. Za minut rupe rastu, kopaju sve dublje i dublje Xia, su uvučeni u ćeliju, a zatim, sužava se na bazi, odvaja se,formirajući obrubljene mehuriće.Utvrđeno je da sa placafibroblast mat membranaDruže u roku od jedne minute pahuljicesipa se oko četvrtinamembrane u obliku obrubljenog PU Zyrkov. Mjehurići brzo nestaju njihovu granicu i steći putsposobnost spajanja sa lizozomom.

Endocitoza može biti nespecifičan(konstitutivni)I specifično(receptor).At nespecifična endocitozaćelija preuzima iapsorbira tvari koje su mu potpuno strane, na primjer, čestice čađi,boje. Prvo, čestice se talože na glikokaliksu. plazma membrane. Posebno se dobro deponuju (adsorbuju). pozitivno nabijene grupe proteina, budući da glikokaliks nosi negativni naboj. Tada se mijenja morfologija ćelijemembrane. Može ili potonuti, formirajući invaginacije(invaginacije), ili, obrnuto, da formiraju izrasline, koji kao da se savijaju, odvajajući male količine tečni medij. Tipičnije je stvaranje intususcepcija za epitelne stanice crijeva, amebe i izrasline - za fagocite i fibroblasti. Ovi procesi se mogu blokirati inhibitorimadisanje. Rezultirajuće vezikule su primarni endosomi i mogu drenirati međusobno razmjenjujući, povećavajući veličinu. Kasnije će se povezati stupaju u interakciju s lizosomima, pretvarajući se u endolizozom - digestivni nova vakuola. Intenzitet tečne faze nespecifične pinocitoze doprilično visoko. Makrofagi se formiraju do 125, a epitelne ćelije tankecrijeva do hiljadu pina u minuti. Obilje pinosoma dovodi do činjenice da se plazmalema brzo troši na stvaranje mnogihmalih vakuola. Obnova membrane je prilično brzatro tokom reciklaže tokom egzocitoze zbog povratka vacuoles i njihova integracija u plazmalemu. Makrofagi imaju svu plazmuHemijska membrana se zamjenjuje za 30 minuta, a u fibroblastima za 2 sata.

Efikasniji način apsorpcije iz ekstracelularne tečnostikost specifične makromolekule je specific en docitoza(posredovano receptorima). U isto vrijeme, makromolekulevežu se za komplementarne receptore na površinićelije se akumuliraju u obrubljenoj jami, a zatim se, formirajući endosom, urone u citosol. Endocitoza receptora osigurava akumulaciju specifičnih makromolekula na njegovom receptoru.Molekule koje se vezuju na površini plazmaleme sa receptorimatorus se zove ligandi. Koristeći receptor endocitoza u mnogim životinjskim stanicama dolazi do apsorpcijeholesterol iz ekstracelularnog okruženje.

Plazma membrana učestvuje u uklanjanju supstanci iz ćelije (egzocitoza). U ovom slučaju, vakuole se približavaju plazmalemi. Na mjestima dodira plazma membrana i membrana vakuole se spajaju i sadržaj vakuole ulazi u okolinu.Kod nekih protozoa, mjesta na ćelijskoj membrani za egzocitozu su unaprijed određena. Dakle, u plazma membrani Neke trepavice imaju određena područja s pravilnim rasporedom velikih globula integralnih proteina. Umukociste i trihociste cilijata su potpuno spremne za lučenje na gornjem dijelu plazmaleme nalazi se obod integralnih globulaproteini. Ova područja membrane mukocista i trihocista su susjednaprianjaju na površinu ćelije.U neutrofilima se opaža neka vrsta egzocitoze. Oni sumože, pod određenim uslovima, biti ispušten u životnu sredinuuradi moje lizozome. U nekim slučajevima se formiraju male izrasline plazmaleme koje sadrže lizozome, koje se zatim odvajaju i kreću u medij. U drugim slučajevima, uočava se invaginacija plazmaleme duboko u ćeliju i njeno hvatanje lizosoma, locirano nalazi daleko od površine ćelije.

Procesi endocitoze i egzocitoze odvijaju se uz učešće sistema fibrilarnih komponenti citoplazme povezanih sa plazmalemom.

Receptorska funkcija plazmaleme. Ovo je taj jedan od glavnih, univerzalan za sve ćelije, je rereceptorska funkcija plazmaleme. Definiše interakcijućelije međusobno i sa spoljašnjim okruženjem.

Čitav niz informacionih međućelijskih interakcija može se shematski predstaviti kao lanac sekvencijalnihsignal-receptor-drugi glasnik-reakcije (koncept signal-odgovor).Signali prenose informacije od ćelije do ćelijemolekule koje se proizvode u određenim stanicama i posebnefizički utjecati na druge ćelije (ćelije) osjetljive na signal sheni). Signalni molekul - primarni posrednik vezivanje stupa u interakciju s receptorima koji se nalaze na ciljnim stanicama, reagira prenoseći samo određene signale. Signalni molekuli - ligandi- odgovara svom receptoru kao ključ od brave. ligand-za membranske receptore (receptori plazmaleme) suhidrofilne molekule, peptidni hormoni, neuromediji- torti, citokini, antitijela, a za nuklearne receptore - masti Rimski molekuli, steroidni i tiroidni hormoni, vitamin DKao receptori na vrhuprotein može djelovati kao ćelijamembrane ili elementi glikokaliksaca - polisaharidi i glikoproteini.Vjeruje se da su osjetljivi napodručja, raštrkanasan na površini ćelije ili sabrane u male zone. Da, uključenopovršine prokariotskih ćelijai životinjske ćelije postoje graniceograničen broj mjesta sa kojima moguvežu virusne čestice. Memepsovke proteine ​​(transporteri i kanaly) prepoznaju, komuniciraju i prenosenose samo određene supstance.Ćelijski receptori su uključeni uprenoseći signale sa površine ćelije u nju.Raznolikost i specifičnostjarak receptora na površini ćelijedovodi do stvaranja veoma složenog sistemaimamo markere koji nam omogućavaju da razlikujemovaše ćelije od drugih. Slične ćelijemeđusobno djeluju, njihove se površine mogu zalijepiti (konjugacijaprotozoa, formiranje tkiva u višećelijskim organizmima). Ne percipiram ćelijeuobičajeni markeri, kao i oni koji se razlikuju pobor determinantnih markeraprionuti ili odbiti.Nakon formiranja kompleksa receptor-ligand, oni se aktivirajutransmembranski proteini: protein transformator, protein pojačivača.Kao rezultat toga, receptor mijenja svoju konformaciju i interakcijupostoji sa prethodnikom drugog glasnika koji se nalazi u ćeliji ka - glasnik.Glasnici mogu biti jonizovani kalcijum, fosfolipidiza C, adenilat ciklaza, gvanilat ciklaza. Pod uticajem glasnikaaktiviraju se enzimi uključeni u sintezu ciklički monofosfati - AMP ili GMF. Potonji mijenjaju imovinuprisustvo dva tipa enzima protein kinaze u ćelijskoj citoplazmi, što dovodi do fosforilacije brojnih intracelularnih proteina.

Najčešće je stvaranje cAMP-a, pod uticajem kokoji povećava lučenje niza hormona - tiroksina, kortizona, progesterona, povećava razgradnju glikogena u jetri i mišićima,otkucaji srca i snaga, osteodestrukcija, obrnuto apsorpcija vode u tubulima nefrona.

Aktivnost sistema adenilat ciklaze je vrlo visoka - sinteza cAMP dovodi do desethiljaditog povećanja signala.

Pod uticajem cGMP-a povećava se lučenje insulina u pankreasu, histamina u mastocitima i serotonina u tromubociti, kontrakcije glatkog mišićnog tkiva.

U mnogim slučajevima, kada se formira kompleks receptor-liganddolazi do promjene membranskog potencijala, što zauzvrat dovodi do promjene permeabilnosti plazmaleme i metaboličkeneki procesi u ćeliji.

Specifični receptori se nalaze na plazma membrani totori koji reaguju na fizičke faktore. Tako se kod fotosintetskih bakterija hlorofili nalaze na površini ćelije,reaguje na svetlost. Kod fotosenzitivnih životinja u plazmiCerebralna membrana sadrži čitav sistem fogoreceptorskih proteina -rodopsini, uz pomoć kojih se transformiše svjetlosni stimulans pretvara u hemijski signal, a zatim u električni impuls.

3. Međućelijski kontakti

Kod višećelijskih životinjskih organizama plazmalema učestvuje u formiranju međućelijske veze, obezbjeđujući međućelijske interakcije. Postoji nekoliko vrsta takvih struktura.

§ Jednostavan kontakt.Jednostavan kontakt se javlja među većinom susjednih ćelija različitog porijekla. Predstavlja konvergenciju plazma membrana susjednih ćelija na udaljenosti od 15-20 nm. U tom slučaju dolazi do interakcije slojeva glikokaliksa susjednih stanica.

§ Čvrst (zatvoren) kontakt. Sa ovom vezom, vanjski slojevi dvije plazma membrane su što je moguće bliže. Približavanje je toliko blisko da kao da se spajaju sekcije plazmaleme dvije susjedne ćelije. Membranska fuzija se ne događa na cijelom području čvrstog kontakta, već predstavlja niz točkastih pristupa membranama. Uloga čvrstog spoja je da mehanički poveže ćelije jedna s drugom. Ovo područje je nepropusno za makromolekule i jone, te stoga zatvara i omeđuje međućelijske praznine (a sa njima i unutrašnju sredinu tijela) od vanjskog okruženja.

§ Koheziona tačka, ili dezmozom. Dezmozom je mala površina prečnika do 0,5 mikrona. U zoni dezmosoma na citoplazmatskoj strani nalazi se područje tankih fibrila. Funkcionalna uloga dezmosoma je uglavnom mehanička komunikacija između stanica.

§ Gap spoj, ili nexus. Kod ovog tipa kontakta, plazma membrane susjednih ćelija su odvojene razmakom od 2-3 nm na udaljenosti od 0,5-3 µm. Struktura plazma membrana sadrži posebne proteinske komplekse (koneksone). Jednom koneksonu na plazma membrani ćelije tačno se suprotstavlja konekson na plazma membrani susedne ćelije. Kao rezultat, formira se kanal od jedne ćelije do druge. Koneksoni se mogu skupljati, menjajući prečnik unutrašnjeg kanala, i na taj način učestvovati u regulaciji transporta molekula između ćelija. Ova vrsta veze nalazi se u svim grupama tkiva. Funkcionalna uloga gap spoja je transport jona i malih molekula od ćelije do ćelije. Tako se u srčanom mišiću ekscitacija, koja se zasniva na procesu promjene ionske permeabilnosti, prenosi od ćelije do ćelije preko neksusa.

§ Sinaptički kontakt, ili sinapsa. Sinapse su područja kontakta između dvije ćelije specijalizirane za jednostrani prijenos ekscitacije ili inhibicije s jednog elementa na drugi. Ova vrsta veze je karakteristična za nervno tkivo i javlja se kako između dva neurona, tako i između neurona i nekog drugog elementa. Membrane ovih ćelija su odvojene međućelijskim prostorom - sinaptičkim rascjepom širine oko 20-30 nm. Membrana u području sinaptičkog kontakta jedne ćelije naziva se presinaptična, a druga - postsinaptička. U blizini presinaptičke membrane detektuje se ogroman broj malih vakuola (sinaptičkih vezikula) koje sadrže transmiter. U trenutku prolaska nervnog impulsa sinaptičke vezikule oslobađaju odašiljač u sinaptičku pukotinu. Medijator stupa u interakciju s receptorskim mjestima postsinaptičke membrane, što na kraju dovodi do prijenosa nervnog impulsa. Osim što prenose nervne impulse, sinapse obezbeđuju krutu vezu između površina dve ćelije koje su u interakciji.

§ Plasmodesmata.Ova vrsta međustanične komunikacije nalazi se u biljkama. Plazmodesma su tanki tubularni kanali koji povezuju dvije susjedne ćelije. Prečnik ovih kanala je obično 40-50 nm. Plazmodezme prolaze kroz ćelijski zid koji razdvaja ćelije. U mladim ćelijama, broj plazmodesmata može biti veoma velik (do 1000 po ćeliji). Kako ćelije stare, njihov broj se smanjuje zbog ruptura kako se povećava debljina ćelijskog zida. Funkcionalna uloga plazmodezma je da obezbede međućelijsku cirkulaciju rastvora koji sadrže hranljive materije, jone i druga jedinjenja. Preko plazmodezma ćelije se inficiraju biljnim virusima.

Specijalizovane strukture plazma membrane

Plazmalema mnogih životinjskih ćelija formira izrasline različitih struktura (mikrovile, cilije, flagele). Najčešće se nalazi na površini mnogih životinjskih ćelija microvilli. Ovi izrasline citoplazme, ograničene plazmalemom, imaju oblik cilindra sa zaobljenim vrhom. Mikrovile su karakteristične za epitelne ćelije, ali se nalaze iu ćelijama drugih tkiva. Prečnik mikroresica je oko 100 nm. Njihov broj i dužina variraju među različitim tipovima ćelija. Značaj mikrovila je da značajno povećaju površinu ćelije. Ovo je posebno važno za ćelije uključene u apsorpciju. Tako se u crijevnom epitelu nalazi do 2x10 8 mikrovila na 1 mm 2 površine.

Stanična membrana (plazma membrana) je tanka, polupropusna membrana koja okružuje ćelije.

Funkcija i uloga ćelijske membrane

Njegova funkcija je da zaštiti integritet unutrašnjosti tako što propušta neke esencijalne supstance u ćeliju i sprečava druge da uđu.

Takođe služi kao osnova za vezivanje za neke organizme i za druge. Dakle, plazma membrana takođe daje oblik ćelije. Druga funkcija membrane je da reguliše rast ćelija kroz ravnotežu i.

Kod endocitoze, lipidi i proteini se uklanjaju iz ćelijske membrane kako se supstance apsorbuju. Tokom egzocitoze, vezikule koje sadrže lipide i proteine ​​stapaju se sa ćelijskom membranom, povećavajući veličinu ćelije. , a ćelije gljivica imaju plazma membrane. Unutrašnje, na primjer, također su zatvorene u zaštitne membrane.

Struktura ćelijske membrane

Plazma membrana se uglavnom sastoji od mješavine proteina i lipida. Ovisno o lokaciji i ulozi membrane u tijelu, lipidi mogu činiti 20 do 80 posto membrane, a ostatak su proteini. Dok lipidi pomažu da se membrani da fleksibilnost, proteini kontrolišu i održavaju hemiju ćelije i pomažu u transportu molekula kroz membranu.

Membranski lipidi

Fosfolipidi su glavna komponenta plazma membrana. Oni formiraju lipidni dvosloj u kojem se hidrofilni (vodom privučeni) regioni glave spontano organizuju tako da budu okrenuti prema vodenom citosolu i ekstracelularnoj tečnosti, dok su hidrofobni (vodoodbojni) repni regioni okrenuti od citosola i ekstracelularne tečnosti. Lipidni dvosloj je polupropusni, dozvoljavajući samo nekim molekulima da difundiraju kroz membranu.

Kolesterol je još jedna lipidna komponenta membrana životinjskih stanica. Molekuli holesterola su selektivno dispergovani između membranskih fosfolipida. Ovo pomaže u održavanju krutosti ćelijskih membrana sprečavajući fosfolipide da postanu previše gusti. U membranama biljnih ćelija nema holesterola.

Glikolipidi se nalaze na vanjskoj površini ćelijskih membrana i povezani su s njima lancem ugljikohidrata. Oni pomažu ćeliji da prepozna druge ćelije u tijelu.

Membranski proteini

Stanična membrana sadrži dvije vrste povezanih proteina. Proteini periferne membrane su vanjski i povezani su s njom u interakciji s drugim proteinima. Integralni membranski proteini se uvode u membranu i većina ih prolazi. Dijelovi ovih transmembranskih proteina nalaze se na obje njegove strane.

Proteini plazma membrane imaju niz različitih funkcija. Strukturni proteini pružaju podršku i oblik ćelijama. Proteini membranskih receptora pomažu ćelijama da komuniciraju sa svojim vanjskim okruženjem pomoću hormona, neurotransmitera i drugih signalnih molekula. Transportni proteini, kao što su globularni proteini, transportuju molekule kroz ćelijske membrane olakšanom difuzijom. Glikoproteini imaju lanac ugljikohidrata vezan za njih. Oni su ugrađeni u ćelijsku membranu, pomažući u razmjeni i transportu molekula.

Struktura ćelija živih organizama u velikoj mjeri ovisi o tome koje funkcije obavljaju. Međutim, postoji niz arhitektonskih principa zajedničkih za sve ćelije. Konkretno, svaka stanica ima membranu izvana, koja se naziva citoplazmatska ili plazma membrana. Postoji još jedno ime - plazmalema.

U kontaktu sa

Struktura

Plazma membrana se sastoji od tri glavne vrste molekula - proteina, ugljikohidrata i lipida. Odnos ovih komponenti može varirati u različitim tipovima ćelija.

Godine 1972. naučnici Nicholson i Singer predložili su fluidno-mozaični model strukture citoplazmatske membrane. Ovaj model je poslužio kao odgovor na pitanje o strukturi ćelijske membrane i do danas nije izgubio na važnosti. Suština modela tekućeg mozaika je sljedeća:

1. Lipidi su raspoređeni u dva sloja, čineći osnovu ćelijskog zida;
2. Hidrofilni krajevi lipidnih molekula smješteni su prema unutra, a hidrofobni prema van;
3. Unutar ove strukture nalazi se sloj proteina koji poput mozaika prodiru u lipide;
4. Osim proteina, postoji i mala količina ugljikohidrata - heksoza;

Ovaj biološki sistem je veoma mobilan. Molekuli proteina se mogu poredati, orijentisani prema jednoj strani lipidnog sloja, ili se mogu slobodno kretati i mijenjati svoj položaj.

Funkcije

Unatoč nekim razlikama u strukturi, plazma membrane svih stanica imaju skup zajedničkih funkcija. Osim toga, mogu imati karakteristike koje su vrlo specifične za dati tip ćelije. Razmotrimo ukratko osnovne osnovne funkcije svih ćelijskih membrana:

Selektivna propusnost

Glavno svojstvo plazma membrane je selektivna permeabilnost. Kroz njega prolaze joni, aminokiseline, glicerol i masne kiseline, te glukoza. U ovom slučaju, ćelijska membrana propušta neke tvari, a druge zadržava.

Postoji nekoliko vrsta mehanizama za transport tvari kroz ćelijsku membranu:

1. Difuzija;
2. Osmoza;
3. Egzocitoza;
4. endocitoza;

Difuzija i osmoza ne zahtijevaju utrošak energije i provode se pasivno, drugi su vidovi transporta aktivni procesi koji se javljaju uz potrošnju energije.

Ovo svojstvo ćelijske membrane tokom pasivnog transporta je zbog prisustva posebnih integralnih proteina. Takvi proteini kanala prodiru u plazmalemu i formiraju prolaze u njoj. Ioni kalcijuma, kalija i hlora kreću se kroz takve kanale u odnosu na gradijent koncentracije.

Transport materija

Glavna svojstva plazma membrane takođe uključuju njenu sposobnost da transportuje molekule različitih supstanci.

Opisani su sljedeći mehanizmi prijenosa tvari kroz plazmalemu:

1. Pasivno - difuzija i osmoza;
2. Active;
3. Transport u membranskoj ambalaži;

Razmotrimo ove mehanizme detaljnije.

Pasivno

Pasivni načini transporta uključuju osmozu i difuziju. Difuzija je kretanje čestica duž gradijenta koncentracije. U ovom slučaju stanična membrana funkcionira kao osmotska barijera. Brzina difuzije zavisi od veličine molekula i njihove rastvorljivosti u lipidima. Difuzija, zauzvrat, može biti neutralna (sa prijenosom nenabijenih čestica) ili olakšana kada su uključeni posebni transportni proteini.

Osmoza je difuzija molekula vode kroz ćelijski zid..

Polarne molekule velike mase transportuju se pomoću posebnih proteina - ovaj proces se naziva olakšana difuzija. Transportni proteini prodiru kroz ćelijsku membranu i formiraju kanale. Svi transportni proteini se dijele na kanale koji formiraju i transportere. Prodor nabijenih čestica je olakšan postojanjem membranskog potencijala.

Aktivan

Transport tvari kroz ćelijsku membranu protiv elektrohemijskog gradijenta naziva se aktivni transport. Takav transport se uvijek odvija uz učešće posebnih proteina i zahtijeva energiju. Transportni proteini imaju posebne regije koje se vezuju za transportiranu supstancu. Što je više takvih područja, prijenos se odvija brže i intenzivnije. Tokom transfera proteina transporter prolazi kroz reverzibilne strukturne promjene, što mu omogućava da obavlja svoje funkcije.

U membranskom pakovanju

Molekuli organskih tvari velike mase prenose se kroz membranu uz stvaranje zatvorenih mjehurića - vezikula, koje membrana formira.

Posebnost vezikularnog transporta je da se transportirane makročestice ne miješaju s drugim molekulima ćelije ili njenim organelama.

Prijenos velikih molekula u ćeliju naziva se endocitoza. Zauzvrat, endocitoza se dijeli na dvije vrste - pinocitozu i fagocitozu. U ovom slučaju, dio ćelijske plazma membrane formira vezikulu zvanu vakuola oko transportiranih čestica. Veličine vakuola tokom pinocitoze i fagocitoze imaju značajne razlike.

Tokom procesa pinocitoze, tečnost apsorbuje ćelija. Fagocitoza osigurava apsorpciju velikih čestica, fragmenata ćelijskih organela, pa čak i mikroorganizama.

Egzocitoza

Egzocitoza se obično naziva uklanjanjem supstanci iz ćelije. U ovom slučaju, vakuole se kreću u plazmalemu. Slijedeći je zid vakuole i plazmalema počinju da se drže zajedno, a zatim se spajaju. Supstance sadržane u vakuoli prelaze u okolinu.

Ćelije nekih jednostavnih organizama imaju strogo definisana područja kako bi se osigurao takav proces.

I endocitoza i egzocitoza se javljaju u ćeliji uz učešće fibrilarnih komponenti citoplazme, koje imaju blisku direktnu vezu sa plazmalemom.