Vastagsága 8-12 nm, ezért fénymikroszkóppal nem lehet vizsgálni. A membrán szerkezetét elektronmikroszkóppal vizsgálják.

A plazmamembránt két lipidréteg alkotja - egy bilipid réteg vagy kettős réteg. Mindegyik molekula egy hidrofil fejből és egy hidrofób farokból áll, és a biológiai membránokban a lipidek fejükkel kifelé, farkukkal befelé helyezkednek el.

Számos fehérjemolekula van elmerülve a bilipid rétegben. Egy részük a membrán felületén található (külső vagy belső), mások áthatolnak a membránon.

A plazmamembrán funkciói

A membrán megvédi a sejt tartalmát a károsodástól, megtartja a sejt alakját, szelektíven engedi be a sejtbe a szükséges anyagokat és eltávolítja az anyagcseretermékeket, valamint biztosítja a sejtek közötti kommunikációt.

A membrán gát, határoló funkcióját kettős lipidréteg biztosítja. Megakadályozza a sejt tartalmának szétterjedését, elkeveredését a környezettel vagy a sejtközi folyadékkal, valamint megakadályozza a veszélyes anyagok bejutását a sejtbe.

A citoplazma membrán számos legfontosabb funkcióját a benne elmerült fehérjék látják el. A receptorfehérjék segítségével különféle irritációkat észlel a felületén. A transzportfehérjék alkotják a legfinomabb csatornákat, amelyeken keresztül a kálium, a kalcium és más kis átmérőjű ionok bejutnak a sejtbe és kijutnak onnan. Az enzimfehérjék létfontosságú folyamatokat biztosítanak magában a sejtben.

A vékony membráncsatornákon át nem tudó nagy élelmiszerrészecskék fagocitózissal vagy pinocitózissal jutnak be a sejtbe. E folyamatok általános neve endocitózis.

Hogyan történik az endocitózis - a nagy élelmiszer-részecskék behatolása a sejtbe?

A táplálékrészecske érintkezésbe kerül a sejt külső membránjával, és ezen a ponton invagináció képződik. Ezután a membránnal körülvett részecske bejut a sejtbe, emésztési vakuólum képződik, és az emésztőenzimek behatolnak a keletkező vezikulába.

A fehérvérsejteket, amelyek képesek felfogni és megemészteni az idegen baktériumokat, fagocitáknak nevezzük.

Pinocitózis esetén a membrán invaginációja nem szilárd részecskéket, hanem folyadékcseppeket ragad meg benne oldott anyagokkal. Ez a mechanizmus az egyik fő módja annak, hogy az anyagok bejussanak a sejtbe.

A membrán tetején kemény sejtfalréteggel borított növényi sejtek nem képesek fagocitózisra.

Az endocitózis fordított folyamata az exocitózis. A sejtben szintetizált anyagok (például hormonok) membránvezikulákba csomagolódnak, megközelítik a membránt, beágyazódnak abba, és a vezikula tartalma kiszabadul a sejtből. Ily módon a sejt megszabadulhat a felesleges anyagcseretermékektől.

A plazmamembrán különleges helyet foglal el, mivel kívülről korlátozza a sejtet, és közvetlenül kapcsolódik az extracelluláris környezethez. Körülbelül 10 nm vastag, és a sejtmembránok közül a legvastagabb. A fő összetevők a fehérjék (több mint 60%), a lipidek (körülbelül 40%) és a szénhidrátok (körülbelül 1%). Mint minden más sejtmembrán, ez is az ER csatornákban szintetizálódik.

A plazmalemma funkciói.

Szállítás.

A plazmamembrán féligáteresztő, azaz. szelektíven különböző molekulák haladnak át rajta különböző sebességgel. Kétféle módon lehet anyagokat szállítani a membránon: passzív és aktív közlekedés.

Passzív szállítás. A passzív transzport vagy diffúzió nem igényel energiát. A töltetlen molekulák egy koncentrációgradiens mentén diffundálnak, a töltött molekulák transzportja a hidrogén protonok koncentráció-gradiensétől és a transzmembrán potenciálkülönbségtől függ, amelyek együttesen elektrokémiai proton gradienst alkotnak. A membrán belső citoplazmatikus felülete általában negatív töltést hordoz, ami megkönnyíti a pozitív töltésű ionok behatolását a sejtbe. Kétféle diffúzió létezik: egyszerű és könnyített.

Az egyszerű diffúzió jellemző a kisméretű semleges molekulákra (H 2 O, CO 2, O 2), valamint a hidrofób kis molekulatömegű szerves anyagokra. Ezek a molekulák a membránfehérjékkel való kölcsönhatás nélkül átjuthatnak a membrán pórusain vagy csatornáin, amíg a koncentrációgradiens fennmarad.

A facilitált diffúzió azokra a hidrofil molekulákra jellemző, amelyek szintén koncentrációgradiens mentén, de speciális membránhordozó fehérjék segítségével jutnak át a membránon elvileg. uniport.

A facilitált diffúzió rendkívül szelektív, mivel a hordozófehérje a szállított anyaggal komplementer kötőközponttal rendelkezik, és az átvitelt a fehérje konformációs változásai kísérik. A könnyített diffúzió egyik lehetséges mechanizmusa a következő: egy transzportfehérje (transzlokáz) megköt egy anyagot, majd megközelíti a membrán ellenkező oldalát, felszabadítja ezt az anyagot, felveszi eredeti konformációját és ismét készen áll a transzport funkció ellátására. Keveset tudunk arról, hogy maga a fehérje hogyan mozog. Egy másik lehetséges transzportmechanizmus több transzporter fehérje részvételét foglalja magában. Ebben az esetben az eredetileg megkötött vegyület maga mozog egyik fehérjéről a másikra, és szekvenciálisan kötődik először az egyikhez, majd egy másik fehérjéhez, amíg az a membrán ellentétes oldalán végzi.

Aktiv szállitás. Ilyen transzport akkor következik be, amikor a transzport koncentrációgradiens ellen megy végbe. A sejt energiafelhasználását igényli. Az aktív transzport az anyagok sejten belüli felhalmozódására szolgál. Az energiaforrás gyakran ATP. Az aktív transzporthoz az energiaforrás mellett a membránfehérjék részvétele is szükséges. Az állati sejtekben az egyik aktív transzportrendszer felelős a Na- és K+-ionok sejtmembránon történő szállításáért. Ezt a rendszert ún Na + - K*-szivattyú. Felelős az intracelluláris környezet összetételének fenntartásáért, amelyben a K + ionok koncentrációja magasabb, mint a Na * ionok.

Mindkét ion koncentráció-gradiensét úgy tartják fenn, hogy a K + a sejtbe jut, a Na + pedig kikerül. Mindkét transzport a koncentrációgradiens ellenében történik. Az ionok ezen eloszlása ​​határozza meg a sejtek víztartalmát, az idegsejtek és izomsejtek ingerlékenységét, valamint a normál sejtek egyéb tulajdonságait. A Na + -K + -pumpa egy fehérje - transzport ATPáz. Ennek az enzimnek a molekulája egy oligomer, és áthatol a membránon. A szivattyú működésének teljes ciklusa során 3 Na + ion kerül a sejtből az intercelluláris anyagba, és 2 K + ion az ellenkező irányba, az ATP molekula energiáját felhasználva. Léteznek szállítórendszerek a kalciumionok (Ca 2+ -ATPázok), protonpumpák (H + -ATPázok) stb.

Egy anyag membránon keresztül történő aktív átvitelét, amely egy másik anyag koncentráció-gradiensének energiája miatt megy végbe, az ún. szimport. A transzport ATPáz ebben az esetben mindkét anyaghoz kötődési központokkal rendelkezik. Antiport az anyag mozgása a koncentráció gradiensével szemben. Ebben az esetben egy másik anyag az ellenkező irányba mozog a koncentrációgradiense mentén. A szimport és antiport (kotranszport) az aminosavak bélből történő felszívódása és a glükóz primer vizeletből történő visszaszívása során jöhet létre, a Na +, K + -ATPáz által létrehozott Na + ion koncentráció gradiens energiáját felhasználva.

A transzport további két típusa az endocitózis és az exocitózis.

Endocitózis- nagy részecskék befogása a sejt által. Az endocitózisnak többféle módja van: pinocitózis és fagocitózis. Általában alatta pinocitózis megérteni a folyékony kolloid részecskék sejt általi felvételét, alatt fagocitózis- vértestek befogása (sűrűbb és nagyobb részecskék egészen más sejtekig). A pino- és fagocitózis mechanizmusa eltérő.

Általánosságban elmondható, hogy a szilárd részecskék vagy folyadékcseppek kívülről a sejtbe jutását heterofágiának nevezik. Ez a folyamat a protozoákban a legelterjedtebb, de nagyon fontos az emberben (valamint más emlősökben is). A heterofágia jelentős szerepet játszik a szervezet védelmében (szegmentált neutrofilek - granulociták; makrofagociták), a csontszövet átstrukturálásában (oszteoklasztok), a pajzsmirigy tüszői általi tiroxin képződésében, a fehérje és más makromolekulák reabszorpciójában a proximális nefronban és egyéb folyamatokat.

Pinocitózis.

Ahhoz, hogy a külső molekulák bejussanak a sejtbe, először glikokalix-receptoroknak (a felszíni membránfehérjékhez kapcsolódó molekulák halmazának) kell megkötniük őket (ábra).

Az ilyen kötődés helyén a plazmalemma alatt klatrin fehérjemolekulák találhatók. A plazmamembrán a kívülről kapcsolódó, és a citoplazma oldalán klatrin által aláfedett molekulákkal együtt behatolni kezd. Az invagináció mélyebbé válik, szélei közelebb kerülnek, majd bezáródnak. Ennek eredményeként a csapdába esett molekulákat tartalmazó buborék leszakad a plazmalemmáról. A klatrin a felületén egyenetlen határnak tűnik az elektronmikroszkópos felvételeken, ezért az ilyen buborékokat szegélyezettnek nevezik.

A klatrin megakadályozza, hogy a hólyagok az intracelluláris membránokhoz tapadjanak. Ezért a szegélyezett vezikulák szabadon szállíthatók a sejtben, pontosan a citoplazma azon területeire, ahol a tartalmukat felhasználni kell. Így juttatják el különösen a szteroid hormonokat a sejtmagba. A rendszerint szegélyezett hólyagok azonban hamarosan leválik a szegélyükről, miután leváltak a plazmalemmáról. A klatrin a plazmalemmába kerül, és ismét részt vehet az endocitózisos reakciókban.

A citoplazmában a sejtfelszín közelében több állandó hólyag - endoszómák találhatók. A szegélyezett vezikulák kiadják a klatrint és egyesülnek az endoszómákkal, ezáltal növelve az endoszómák térfogatát és felületét. Ezután az endoszómák többletrésze új vezikula formájában hasad le, amelyben nem jutnak be anyagok a sejtbe, azok az endoszómában maradnak. Az új vezikula a sejtfelszínre jut, és összeolvad a membránnal. Ennek eredményeként helyreáll a plazmalemma elvesztése, amely a szegélyezett vezikula leválasztásakor következett be, és receptorai is visszatérnek a plazmalemmába.

Az endoszómák a citoplazmába merülnek, és egyesülnek a lizoszóma membránjaival. Az ilyen másodlagos lizoszómákba bejövő anyagok különféle biokémiai átalakulásokon mennek keresztül. A folyamat befejeztével a lizoszóma membrán töredékekre bomlik, és a bomlástermékek és a lizoszóma tartalma elérhetővé válik az intracelluláris metabolikus reakciókhoz. Például az aminosavakat a tRNS köti meg és juttatja el a riboszómákhoz, a glükóz pedig bejuthat a Golgi komplexbe vagy az agranuláris ER tubulusaiba.

Bár az endoszómáknak nincs klatrin határa, nem mindegyik fuzionál a lizoszómákkal. Némelyikük egyik sejtfelületről a másikra irányul (ha a sejtek hámréteget alkotnak). Ott az endoszóma membrán összeolvad a plazmalemmával, és a tartalma kívülről távozik. Ennek eredményeként az anyagok változás nélkül kerülnek át a sejten keresztül egyik környezetből a másikba. Ezt a folyamatot ún transzcitózis. A fehérjemolekulák, különösen az immunglobulinok transzcitózissal is átvihetők.

Fagocitózis.

Ha egy nagy részecske felületén olyan molekuláris csoportok vannak, amelyeket a sejtreceptorok felismernek, akkor megköti. Nem mindig az a helyzet, hogy maguk az idegen részecskék rendelkeznek ilyen csoportokkal. A szervezetbe jutva azonban immunglobulin molekulák (opszoninok) veszik körül őket, amelyek mindig megtalálhatók mind a vérben, mind az intercelluláris környezetben. Az immunglobulinokat a fagocitasejtek mindig felismerik.

Miután az idegen részecskét fedő opszoninok a fagocita receptorokhoz kötődtek, annak felületi komplexe aktiválódik. Az aktin mikrofilamentumok kölcsönhatásba lépnek a miozinnal, és megváltozik a sejtfelszín konfigurációja. A fagocita citoplazma kinövései a részecske körül terjednek. Befedik a részecske felületét, és fölötte egyesülnek. A kinövések külső rétegei összeolvadnak, lezárják a sejt felszínét.

A kinövések mély lapjai membránt képeznek az elnyelt részecske körül - a fagoszóma. A fagoszóma összeolvad a lizoszómákkal, így a komplexük - heterolizoszóma (heteroszóma, vagy fagolizoszóma). Ebben a részecske befogott komponenseinek lízise megy végbe. A lízistermékek egy részét eltávolítják a heteroszómából, és a sejt hasznosítja, míg néhányuk nem képes a lizoszómális enzimek működésére. Ezek a maradékok maradék testeket alkotnak.

Potenciálisan minden sejt képes fagocitózni, de a szervezetben csak néhány specializálódott erre az irányba. Ezek a neutrofil leukociták és makrofágok.

Exocitózis.

Ez az anyagok eltávolítása a sejtből. Először a nagy molekuláris vegyületek szegregálódnak a Golgi-komplexben transzportvezikulák formájában. Ez utóbbiak mikrotubulusok részvételével a sejtfelszínre irányulnak. A vezikula membránja a plazmalemmába ágyazódik, és a vezikula tartalma a sejten kívül jelenik meg (ábra) A vezikula minden további jel nélkül egyesülhet a plazmalemmával. Ezt az exocitózist nevezik alkotó.Így kerül ki a sejtből a saját anyagcsere termékeinek nagy része. Számos sejtet azonban speciális vegyületek – a test más részein használt váladékok – szintetizálására terveztek. Ahhoz, hogy a váladékkal együtt szállító vezikula egyesüljön a plazmalemmával, kívülről érkező jelekre van szükség. Csak ezután fog megtörténni az egyesülés és a titok nyilvánosságra kerül. Ezt az exocitózist nevezik állítható. A váladék eltávolítását elősegítő jelmolekulákat ún liberinek (felszabadító faktorok),és a kiürülést megakadályozók - sztatinok.

A receptor funkciói.

Főleg a plazmalemma felszínén található glikoproteinek biztosítják őket, amelyek képesek kötődni ligandumaikhoz. A ligandum úgy felel meg a receptorának, mint egy zár kulcsa. Egy ligandum kötődése egy receptorhoz változást okoz a polipeptid konformációjában. A transzmembrán fehérje változásával kommunikáció jön létre az extracelluláris és az intracelluláris környezet között.

A receptorok típusai.

A fehérjeion csatornákhoz kapcsolt receptorok. Kölcsönhatásba lépnek egy jelzőmolekulával, amely ideiglenesen megnyitja vagy bezárja az ionok áthaladásának csatornáját. (Például az acetilkolin neurotranszmitter receptora egy 5 alegységből álló fehérje, amely ioncsatornát képez. Acetilkolin hiányában a csatorna zárva van, majd a csatlakozás után kinyílik és átengedi a nátriumionokat).

Katalitikus receptorok. Egy extracelluláris részből (maga a receptor) és egy intracelluláris citoplazmatikus részből állnak, amely prolinkáz enzimként működik (például növekedési hormon receptorok).

G-fehérjéhez kapcsolt receptorok. Ezek transzmembrán fehérjék, amelyek egy ligandumokkal kölcsönhatásba lépő receptorból és egy G-fehérjéből (guanozin-trifoszfáthoz kötött szabályozó fehérjéből) állnak, amely jelet továbbít egy membránhoz kötött enzimhez (adenilát-cikláz) vagy ioncsatornához. Ennek eredményeként a ciklikus AMP vagy kalciumionok aktiválódnak. (Így működik az adenilát-cikláz rendszer. Például a májsejtekben van az inzulin hormon receptora. A receptor szupracelluláris része kötődik az inzulinhoz. Ez aktiválja az intracelluláris részt - az adenilát-cikláz enzimet. Szintetizál Az ATP-ből származó ciklikus AMP, amely szabályozza a különböző intracelluláris folyamatok sebességét, ami ezek vagy más metabolikus enzimek aktiválását vagy gátlását okozza).

Fizikai tényezőket észlelő receptorok. Például a rodopszin fotoreceptor fehérje. Amikor a fény elnyelődik, megváltoztatja konformációját, és idegimpulzust gerjeszt.

4. sz. előadás.

Órák száma: 2

Plazma membrán

1.

2.

3. Intercelluláris kapcsolatok.

1. A plazmamembrán felépítése

Plazma membrán vagy plazmalemma, egy felületes perifériás struktúra, amely korlátozzasejten kívül, és biztosítja kapcsolatát más sejtekkel és az extracelluláris környezettel. Van vastagságakörülbelül 10 nm. A többi sejtmembrán közül a plazmalemma a legvastagabb. Kémiailag a plazmamembrán az lipoprotein komplex. A fő összetevők a lipidek (kb. 40%), a fehérjék (több mint 60%) és a szénhidrátok (kb. 2-10%).

A lipidek közé tartozik a szerves anyagok nagy csoportja, amelyek vízben rosszul oldódnak (hidrofób) és jól oldódnak szerves oldószerekben és zsírokban (lipofilitás).A plazmamembránban található tipikus lipidek a foszfolipidek, a szfingomielinek és a koleszterin. A növényi sejtekben a koleszterint fitoszterol helyettesíti. A plazmalemma fehérjék biológiai szerepük alapján feloszthatók enzimfehérjék, receptor és szerkezeti fehérjék. A plazmalemma szénhidrátjai kötött állapotban (glikolipidek és glikoproteinek) a plazmalemma részei.

Jelenleg általánosan elfogadott A biológiai membrán szerkezetének folyadék-mozaik modellje. E modell szerint a membrán szerkezeti alapját fehérjékkel bevont kettős foszfolipidréteg alkotja. A molekulák farka kettős rétegben néz szembe egymással, míg a poláris fejek kívül maradnak, hidrofil felületeket képezve. A fehérjemolekulák nem alkotnak folytonos réteget, a lipidrétegben helyezkednek el, különböző mélységekbe merülve (perifériás fehérjék vannak, egyes fehérjék áthatolnak a membránon, mások a lipidrétegbe merülnek). A legtöbb fehérje nem kapcsolódik a membrán lipidekhez, pl. úgy tűnik, hogy egy „lipidtóban” lebegnek. Ezért a fehérjemolekulák képesek a membrán mentén mozogni, csoportokba tömörülni, vagy fordítva, szétszóródni a membrán felületén. Ez arra utal, hogy a plazmamembrán nem statikus, fagyott képződmény.

A plazmalemmán kívül van egy membrán feletti réteg - glikokalix. Ennek a rétegnek a vastagsága körülbelül 3-4 nm. A glikokalix szinte minden állati sejtben megtalálható. A plazmalemmához kapcsolódik glikoprotein komplex. A szénhidrátok hosszú, elágazó poliszacharidláncokat alkotnak, amelyek a plazmamembrán fehérjéihez és lipidjeihez kapcsolódnak. A glikokalix tartalmazhat enzimfehérjéket, amelyek különböző anyagok extracelluláris lebontásában vesznek részt. Az enzimaktivitás termékei (aminosavak, nukleotidok, zsírsavak, stb.) a plazmamembránon keresztül jutnak el, és a sejtek felszívják.

A plazmamembrán folyamatosan megújul. Ez úgy történik, hogy a felszínéről kis buborékokat választanak le a sejtbe, és a sejt belsejéből vakuolákat ágyaznak be a membránba. Így a sejtben a membránelemek állandó áramlása zajlik: a plazmamembránból a citoplazmába (endocitózis) valamint a membránszerkezetek áramlása a citoplazmából a sejtfelszínre (exocitózis). A membránforgalomban a vezető szerepet a Golgi komplex membrán vakuólumrendszere játssza.

4. A plazmamembrán funkciói. Anyagszállítási mechanizmusok a plazmalemmán keresztül. A plazmalemma receptor funkciója

A plazmamembrán számos fontos funkciót lát el:

1) Akadály.A plazmamembrán barrier funkciója azaz anyagok sejtről sejtre történő szabad diffúziójának korlátozása, megakadályozásaa vízben oldódó sejttartalom forgó szivárgása. De azótasejtednek meg kell kapnia a szükséges tápanyagokat, nekedmegosztja az anyagcsere végtermékeit, szabályozza az intracelluláristHa az ionok koncentrációja magas, akkor speciális mechanizmusok alakultak ki az anyagok sejtmembránon keresztüli átvitelére.

2) Szállítás.A szállítási funkció magában foglalja a különböző anyagok sejtbe és onnan történő ki- és bejutásának biztosítása. A membrán fontos tulajdonsága az szelektív permeabilitás, vagy félig áteresztőképesség. Könnyen átengedi a vizet és a vizes oldatokatgázokat és taszítja a poláris molekulákat, mint a glükóz ill aminosavak.

Számos mechanizmus létezik az anyagoknak a membránon keresztül történő szállítására:

passzív szállítás;

aktiv szállitás;

szállítás membrános csomagolásban.

Passzív szállítás. diffúzió -ez a közeg részecskéinek mozgása, ami az energia átviteléhez vezetanyagokat egy olyan területről, ahol magas a koncentrációja, egy alacsony koncentrációjú területreciója. A diffúziós transzport során a membrán ozmotikus gátként működik. A diffúzió sebessége a nagyságtól függmolekulák és relatív zsíroldékonyságuk. Minél kevesebbszermolekulák mennyisége, és minél zsírban oldódóbbak (lipofilebbek), annál gyorsabban fognak áthaladni a lipid kettősrétegen.A diffúzió lehet semleges(díjmentes átutalásmolekulák) és könnyűsúlyú(Speciális fehérjék segítségévelszállítók). A könnyített diffúzió sebessége nagyobb, mint a semleges diffúzióé.Maximális behatolásA víznek megvan a képességehogy molekulái milyen kicsik és töltetlenek. A víz diffúziója a sejteken keresztüla membránt nevezik osmo harcsaFeltételezhető, hogy a sejtekbenmembrán a behatoláshozvíz és néhány ionspeciális „pórusok” vannak. A számukkicsi, és az átmérője iskörülbelül 0,3-0,8 nm. Leggyorsabban a membránon keresztül diffundál jól, könnyen oldódik lipidekben egy molekula kettős rétege, mint például az O és töltetlen poláris molekulákkis átmérőjű lúgok (SO, mo chevina).

Poláris molekulák átvitele (valcukrok, aminosavak), különösenspeciális membránszállítással gyártjákfehérjéket neveznek megkönnyített diffúzió. Ilyen fehérjék találhatókminden típusú biológiai membránban megtalálható, és mindegyik specifikus Ezt a fehérjét egy bizonyos osztályba tartozó molekulák szállítására tervezték sa. A transzport fehérjék transzmembránok, polipeptid láncuk többször áthalad a lipid kettősrétegen, és kialakul Átmenő járatai vannak. Ez biztosítja a konkrét átadásátanyagok a membránon keresztül anélkül, hogy közvetlenül érintkeznének vele.A transzportfehérjéknek két fő osztálya van: fehérjék- szállítók (szállítók) És csatornaképzés fehérjék (fehérki csatornák). A hordozó fehérjék a molekulákat a membránon keresztül szállítják, először konfigurációjukat változtatva. A csatornaképző fehérjék töltött membránokat képeznek vízpórusok. Amikor a pórusok nyitva vannak, bizonyos anyagok molekulái(általában megfelelő méretű és töltésű szervetlen ionok) haladnak át rajtuk. Ha a szállított anyag molekulájának nincs töltése, akkor a szállítás irányát a koncentráció gradiens határozza meg. Ha a molekula töltött, akkor a gradiens mellett a transzportja is függ centralizáció, a membrán elektromos töltése (membránlehetséges). A plazmalemma belső oldala általában töltődik negatív a külsővel szemben. A membránpotenciál elősegíti a pozitív töltésű ionok bejutását a sejtbe és megakadályozza a negatív töltésű ionok átjutását.

Aktiv szállitás. Az aktív transzport az anyagok átvitele elektrokémiai gradiens ellen. Mindig transz fehérjék végzikhordárok és szorosan kapcsolódó zan energiaforrássalgii. A fehérjetranszferben telkek vannak szállításhoz kötődiktitrált anyag. Minél több ilyen leckét tkov felveszi a kapcsolatot a dologgalminél magasabb az aránya közlekedés növekedése. Egy anyag szelektív átvitelét nevezzük uniport. Több anyag átvitele történik Kotran sportrendszerek. Ha az átvitel egy irányba megy -Ez egyszerű, ha ellenkezőleg - antiport.Így,például a glükóz az extracelluláris folyadékból egyirányúan kerül át a sejtbe. A glükóz transzfer és Na 4 a bélüregből illvesetubulusok, illetve bélsejtekbe vagy vérbe történő bejuttatása szimportálisan történik, és a C1~ és a HCO átvitele antiportorális. Feltételezzük, hogy az átvitel során reverzibilis konformációs változások lépnek fel. változások a transzporterben, ami lehetővé teszi a hozzá kapcsolódó anyagok mozgását.

Példa a szállításhoz használt hordozófehérjéreanyagok, az ATP hidrolízise során felszabaduló energia azNa + -K + szivattyú, minden sejt plazmamembránjában megtalálható. Na+-K a szivattyú az antiport, szivattyúzás elvén működik vaya Na "ki a cellából és K t a cellába az elektrokémiai ellen színátmenetek. Gradiens Na+ ozmotikus nyomást hoz létre, fenntartja a sejttérfogatot és biztosítja a cukrok és aminosavak szállításátnosavak Ennek a szivattyúnak a működése a sejtek működéséhez szükséges energia egyharmadát fogyasztja.A hatásmechanizmus tanulmányozásakor Na+ - K+ a szivattyú be volt szerelveKimutatták, hogy ez egy ATPáz enzim és egy transzmembrán fehérje. integrált fehérje. Jelenlétében Na+ és az ATP az ATP hatása alattA terminális foszfátot elválasztjuk az ATP-től, és hozzáadjuk a maradékhozaszparaginsav egy ATPáz molekulán. ATPáz foszfor molekulaforilez, megváltoztatja a konfigurációját és A Na+ eltávolításra kerül sejteket. A visszavonást követően Na A K" mindig a sejtből a sejtbe transzportálódik. Ehhez a korábban hozzákapcsolt foszfátot lehasítják az ATPázról K jelenlétében. Az enzim defoszforilálódik, visszaállítja konfigurációját, és a K1 "pumpálódik" a sejtbe.

Az ATPázt két alegység alkotja, a nagy és a kicsi.A nagy alegység több ezer aminosavból áll,többször átlépve a kettős réteget. Katalizátor van benne reverzibilisen foszforilálható és defoszforizálhatóhogy megvalósuljon. Nagy alegység a citoplazmatikus oldalonnem rendelkezik kötéshez szükséges területekkel Na+ és ATP, és kívülről -kötőhelyek a K+ és az ouabain számára. A kis alegység azglikoprotein és funkciója még nem ismert.

Na+-K a szivattyú elektrogén hatású. Hármat eltávolítpozitív töltésű ion Naf a ketrecből és hoz kettőtion K Ennek eredményeként áram folyik át a membránon, elektródát képezveric potenciál negatív értékkel a sejt belsejében a külső felületéhez képest. Na"-K+ a szivattyú szabályozza a sejttérfogatot, szabályozza az anyagok koncentrációjáta sejten belül fenntartja az ozmotikus nyomást, részt vesz a membránpotenciál létrehozásában.

Szállítás membrános csomagolásban. Makromolekulák (fehérjék, nukleinsavak) átvitele a membránon keresztültétel, poliszacharidok, lipoproteinek) és más részecskék a körülvett anyagok egymás utáni képződésével és fúziójával valósulnak meg.membránhoz kötött vezikulák (vezikulák). Hólyagos transzportfolyamatkét szakaszban zajlik. Az elejénhólyagos membrán és plazmalemmaragaszkodjanak össze, majd egyesítsék.A 2. szakasz megvalósulásához szükségesBárcsak vízmolekulák lennélkölcsönhatásban lévő lipid kettős rétegek zsúfolják össze, amelyek 1-5 nm távolságra közelítenek. Számít Xia, hogy ez a folyamat aktiválva vankülönleges fúziós fehérjék(Ők eddig csak vírusoktól izolált). Hólyagos transzport rendelkezikfontos tulajdonság - felszívódott vagy szekretált makromolekulák,buborékokban található, általában nemkeverjük össze más makromollalsejtkulusok vagy sejtszervecskék. Pu pattanások egyesülhetnek a sajátosságokkal kémiai membránok, amelyek biztosítjákelősegíti a makromolekulák cseréjét közöttaz extracelluláris tér között ésa cella tartalma. HasonlóképpenA makromolekulák egyik sejtkompartmentből a másikba kerülnek.

A makromolekulák és részecskék sejtbe történő szállítását ún endo citózis.Ebben az esetben a szállított anyagokat burkoljákA plazmamembránon vezikulum (vacuólum) képződik, amelyamely a sejt belsejében mozog. A kép méretétől függőenhólyagokat képezve kétféle endocitózis létezik - pinocitózis és fagocitózis.

Pinocitózisbiztosítja a folyadék és az oldott felszívódásátkis buborékok formájában lévő anyagok ( d =150 nm). fagocitózis -ez a nagy részecskék, mikroorganizmusok felszívódásahívás vagy organellumok, sejtek töredékei. Ebben az esetben kialakulnaknagy hólyagok, fagoszómák vagy vakuolák vannak ( d -250 nm vagy több). U protozoa fagocita funkciója - táplálkozási forma. Emlősökben a fagocita funkciót makrofágok ésrofilok, amelyek megvédik a szervezetet a fertőzésektől azáltal, hogy felszívják a behatoló mikrobákat. A makrofágok is részt vesznek az újrahasznosításbanrégi vagy sérült sejtek és törmelékeik (a szervezetbenAz emberi makrofágok naponta több mint 100 régi eritist fogyasztanak elRociták). A fagocitózis csak akkor kezdődik, amikor a részecske elnyelikötődik a fagocita felszínéhez és aktiválja a speciálisny receptor sejtek. A részecskék kötődése meghatározott anyagokhozmembránreceptorok pszeudopodiák képződését okozzák, amelyekBeborítják a részecskét, és a széleken egyesülve buborékot képeznek -fagoszóma.Megtörténik a fagoszóma kialakulása és maga a fagocitóziscsak akkor mozog, ha a beburkolási folyamat során a részecskeállandóan érintkezik a plazmalemma receptorokkal, mintha „stagnálna” villogó villám."

A sejt által felvett anyag jelentős része endocytosis, lizoszómákban fejezi be útját. A nagy részecskéket tartalmazzaalig várják fagoszómák, amelyek aztán egyesülnek a lizoszómákkal és kialakulnak fagolizoszómák. során felszívódó folyadék és makromolekulákpinocytosis, kezdetben endoszómákba kerülnek, amelyeklizoszómákkal egyesülve endolizoszómákat képeznek. jelen vagyok különböző hidrolitikus enzimek gyorsan jelen vannak a lizoszómákbanro elpusztítja a makromolekulákat. Hidrolízis termékek (aminosavaktételek, cukrok, nukleotidok) transzportálódnak a lizoszómákból a citoszolba, ahol a sejt használja őket. A legtöbb membrán komponens a fagoszómákból és endoszómákból származó endocitikus vezikulák exocitózissal visszatérnek a plazmamembránba, és ott újra eloszlanaklizáltak. Az endocitózis fő biológiai jelentősége az az intracelluláris miatt lehetséges építőelemek beszerzése a makromolekulák emésztése a lizoszómákban.

Az eukarióta sejtekben lévő anyagok felszívódása aa plazmamembrán cializált területei, az únmi vagyunk X szegélyezett gödrök. Elektronmikroszkópos felvételekengödrök úgy néznek ki, mint a plazmamembrán, a citoplazma invaginációimelynek matt oldalát rostos réteg borítja. Réteg minthatárolná a pláza kis gödreit Malemmas. A gödrök körülbelül 2 térfogatszázalékot foglalnak el.a sejtmembrán felületemi, eukarióták. Egy percen belül a lyukak nőnek, egyre mélyebbre ásnak Xia-t behúzzák a cellába, majd tövénél keskenyedő, leválasztott,szegélyezett buborékokat képezve.Megállapítást nyert, hogy a plázábólfibroblaszt mat membránElvtárs egy percen belül pelyhekörülbelül negyedét öntjükmembránok szegélyezett PU formájában Zyrkov. A buborékok gyorsan eltűnnek határukat, és utat szerezneka lizoszómával való egyesülés képessége.

Endocitózis lehet nem specifikus(alkotó)És különleges(receptor).Nál nél nem specifikus endocitózis a sejt átveszi az irányítást ésmagába szívja a tőle teljesen idegen anyagokat, például a koromrészecskéket,színezékek. Először a részecskék rakódnak le a glikokalixon. plasmalemmas. Különösen jól rakódnak le (adszorbeálódnak) a pozitív töltésű fehérjecsoportok, mivel a glikokalix hordozza negatív töltés. Ekkor megváltozik a sejt morfológiájamembránok. Akár elsüllyedhet, invaginációkat képezve(invaginációk), vagy fordítva, kinövéseket képeznek, amelyek összehajtva kis köteteket választanak el egymástól folyékony közeg. Jellemzőbb az intussuscepciók kialakulása bélhámsejtekhez, amőbákhoz és kinövésekhez - fagocitákhoz és fibroblasztok. Ezek a folyamatok gátlókkal blokkolhatóklélegző. A keletkező hólyagok elsődleges endoszómák, és kiürülhetnek egymással cserélve, méretét növelve. Később csatlakoznak kölcsönhatásba lépnek a lizoszómákkal, endolizoszómává alakulva - emésztőrendszerréúj vakuólum. A folyadékfázisú nem specifikus pinocytosis intenzitása igelég magas. A makrofágok 125-ig, a hámsejtek pedig vékonyan alakulnak kith belekben akár ezer pinó percenként. A pinoszómák bősége ahhoz a tényhez vezet, hogy a plazmalemma gyorsan sokak kialakulására költkis vakuolákból. A membrán helyreállítása meglehetősen gyorstro az újrahasznosítás során az exocitózis során a va visszatérése miattcuolák és beépülésük a plazmalemmába. A makrofágokban minden plazma vanA kémiai membrán 30 perc alatt, a fibroblasztokban 2 óra alatt cserélődik ki.

Az extracelluláris folyadékból való felszívódás hatékonyabb módjacsontspecifikus makromolekulák az konkrét en docitózis(receptor által közvetített). Ugyanakkor a makromolekulákkomplementer receptorokhoz kötődnek a felszínenA sejtek felhalmozódnak a szegélyezett gödörben, majd endoszómát képezve a citoszolba merülnek. A receptor endocitózis biztosítja a specifikus makromolekulák felhalmozódását a receptoron.Molekulák, amelyek a plazmalemma felszínén receptorokkal kötődnektórusznak hívják ligandumok. A receptor használata endocitózis sok állati sejtben felszívódikextracelluláris koleszterin környezet.

A plazmamembrán részt vesz az anyagok sejtből történő eltávolításában (exocitózis). Ebben az esetben a vakuolák megközelítik a plazmalemmát. Az érintkezési pontokon a plazmamembrán és a vakuólum membrán egyesül, és a vakuólum tartalma a környezetbe kerül.Egyes protozoonokban a sejtmembránon az exocitózis helyei előre meghatározottak. Tehát a plazmamembránban Néhány csillós csillósnak vannak bizonyos területei, ahol az integrált fehérjék nagy gömböcskéi helyesen vannak elrendezve. Ua csillószőrök mucocystái és trichocystái teljesen készen állnak a szekrécióra, a plazmalemma felső részén integrált golyócskák pereme találhatófehérjék. A mucocysták és trichocysták membránjának ezek a területei szomszédosaktapadnak a sejt felszínéhez.A neutrofilekben egyfajta exocitózis figyelhető meg. Őkbizonyos feltételek mellett a környezetbe kerülhetcsináld meg a lizoszómáimat. Egyes esetekben a plazmalemma lizoszómákat tartalmazó kis kinövései képződnek, amelyek aztán leszakadnak és a táptalajba kerülnek. Más esetekben megfigyelhető a plazmalemma mélyen a sejtbe való behatolása és a lizoszómák befogása. távol helyezkednek el a sejtfelszíntől.

Az endocitózis és exocitózis folyamatait a citoplazma fibrilláris komponenseinek rendszerének részvételével hajtják végre, amely a plazmalemmához kapcsolódik.

A plazmalemma receptor funkciója. Ez az egy az egyik fő, minden sejt számára univerzális, a rea plazmalemma receptor funkciója. Meghatározza az interakciótsejtek egymással és a külső környezettel.

Az információs intercelluláris interakciók sokfélesége sematikusan ábrázolható szekvenciális lánckéntjel-receptor-másodlagos hírvivő-válasz reakciók (koncepció jel-válasz).A jelek információt továbbítanak celláról celláramolekulák, amelyek bizonyos sejtekben termelődnek és speciálisfizikailag befolyásolni más jelérzékeny sejteket (sejteket) sheni). Jelmolekula - elsődleges közvetítő kötözés kölcsönhatásba lép a célsejteken elhelyezkedő receptorokkal, reagál csak bizonyos jelekre továbbít. Jelmolekulák - ligandumok-úgy illeszkedik a receptorához, mint egy kulcs a zárhoz. ligand-a membránreceptorokhoz (plazmalemma receptorok) vannakhidrofil molekulák, peptid hormonok, neuromedia- torok, citokinek, antitestek, a nukleáris receptorok esetében pedig a zsír Római molekulák, szteroid- és pajzsmirigyhormonok, D-vitaminReceptorként a tetejénfehérje sejtként működhetmembránok vagy glikokalix elemekca - poliszacharidok és glikoproteinek.Úgy tartják, hogy érzékenyekterületeken, elszórtansan a sejt felszínén vagy azzala bránokat kis zónákra. Igen, bekapcsolvaprokarióta sejtek felszíneés az állati sejteknek vannak határaikorlátozott számú hely, ahol tudnakmegköti a vírusrészecskéket. Én énesküdt fehérjék (transzporterek és canaly) felismerni, kölcsönhatásba lépni és átadnicsak bizonyos anyagokat hordoznak.A sejtreceptorok részt vesznekjeleket továbbítva a sejt felszínéről abba.Sokszínűség és sajátossága sejtfelszínen lévő receptorok várárokegy nagyon összetett rendszer létrehozásához vezetvannak jelzőink, amelyek lehetővé teszik a megkülönböztetéstsejtjeit másoktól. Hasonló sejtekkölcsönhatásba lépnek egymással, felületeik összetapadhatnak (konjugációprotozoák, szövetképződés többsejtű élőlényekben). Nem érzékelem a sejteketközös markerek, valamint azok, amelyek különböznek egymástóldetermináns markerek bórjaragaszkodni vagy elutasítani.A receptor-ligandum komplex kialakulásakor aktiválódnaktranszmembrán fehérjék: transzducer fehérje, fokozó fehérje.Ennek eredményeként a receptor megváltoztatja konformációját és kölcsönhatásátlétezik a sejtben található második hírvivő prekurzorával ka - hírnök.A hírvivők lehetnek ionizált kalcium, foszfolipidC esetében adenilát-cikláz, guanilát-cikláz. A hírnök hatása alatta szintézisben részt vevő enzimek aktiválódnak ciklikus monofoszfátok - AMP vagy GMF. Ez utóbbi megváltoztatja az eszköztkétféle protein kináz enzim jelenléte a sejt citoplazmájában, ami számos intracelluláris fehérje foszforilációjához vezet.

Leggyakoribb a cAMP képződése, ko hatása alattamely növeli számos hormon - tiroxin, kortizon, progeszteron - szekrécióját, fokozza a glikogén lebomlását a májban és az izmokban,pulzusszám és erő, osteodestrukció, fordított vízfelvétel a nephron tubulusokban.

Az adenilát cikláz rendszer aktivitása nagyon magas - a cAMP szintézise a jel tízezrelékéhez vezet.

A cGMP hatására megnövekszik a hasnyálmirigy inzulin, a hízósejtek hisztamin, a trombus szerotonin szekréciója.bociták, a simaizomszövet összehúzódik.

Sok esetben, amikor receptor-ligandum komplex képződikmegváltozik a membránpotenciál, ami viszont a plazmalemma és a metabolikus permeabilitásának megváltozásához vezet.néhány folyamat a sejtben.

A plazmamembránon specifikus receptorok találhatók fizikai tényezőkre reagáló torokra. Így a fotoszintetikus baktériumokban a klorofillok a sejtfelszínen helyezkednek el,fényre reagáló. Fényérzékeny állatoknál a plazmábanAz agymembrán a fogoreceptor fehérjék teljes rendszerét tartalmazza -rodopszinok, amelyek segítségével a fényinger átalakul kémiai jellé, majd elektromos impulzussá alakul át.

3. Intercelluláris kapcsolatok

A többsejtű állati szervezetekben a plazmalemma részt vesz a képződésben sejtközi kapcsolatok, sejtközi interakciókat biztosítva. Többféle ilyen szerkezet létezik.

§ Egyszerű kapcsolattartás.Az egyszerű érintkezés a legtöbb szomszédos, különböző eredetű sejt között fordul elő. A szomszédos sejtek plazmamembránjainak konvergenciáját ábrázolja 15-20 nm távolságban. Ebben az esetben a szomszédos sejtek glikokalix rétegeinek kölcsönhatása lép fel.

§ Szoros (zárt) érintkező. Ezzel a kapcsolattal a két plazmamembrán külső rétegei a lehető legközelebb vannak. A közeledés olyan szoros, mintha két szomszédos sejt plazmalemma szakaszai egyesülnének. A membránfúzió nem a szoros érintkezés teljes területén megy végbe, hanem a membránok pontszerű megközelítéseinek sorozatát jelenti. A szoros csomópont szerepe a sejtek mechanikus összekapcsolása egymással. Ez a terület áthatolhatatlan a makromolekulák és ionok számára, ezért lezárja és elhatárolja az intercelluláris réseket (és ezzel együtt a test belső környezetét) a külső környezettől.

§ Kohéziós folt, vagy desmoszóma. A desmoszóma egy kis terület, legfeljebb 0,5 mikron átmérőjű. A citoplazmatikus oldalon a dezmoszóma zónában vékony fibrillumok találhatók. A dezmoszómák funkcionális szerepe elsősorban a sejtek közötti mechanikai kommunikáció.

§ Gap junction vagy nexus. Az ilyen típusú érintkezésnél a szomszédos sejtek plazmamembránjait 2-3 nm-es rés választja el 0,5-3 µm távolságban. A plazmamembránok szerkezete speciális fehérjekomplexeket (connexonokat) tartalmaz. Egy sejt plazmamembránján lévő egyik konnexonnal pontosan szemben áll egy szomszédos sejt plazmamembránján lévő konnexonnal. Ennek eredményeként csatorna alakul ki egyik cellából a másikba. A konnexonok összehúzódhatnak, megváltoztatva a belső csatorna átmérőjét, és ezáltal részt vehetnek a molekulák sejtek közötti szállításának szabályozásában. Ez a fajta kapcsolat minden szövetcsoportban megtalálható. A gap junction funkcionális szerepe az ionok és kis molekulák sejtről sejtre szállítása. Így a szívizomban az ionpermeabilitás megváltoztatásának folyamatán alapuló gerjesztés a nexuson keresztül sejtről sejtre továbbítódik.

§ Szinaptikus kontaktus vagy szinapszis. A szinapszisok két sejt közötti érintkezési területek, amelyek a gerjesztés vagy gátlás egyoldalú átvitelére specializálódtak egyik elemről a másikra. Ez a fajta kapcsolat az idegszövetre jellemző, és két neuron között, valamint egy neuron és más elem között egyaránt előfordul. Ezeknek a sejteknek a membránjait egy intercelluláris tér választja el - egy körülbelül 20-30 nm széles szinaptikus hasadék. Az egyik sejt szinaptikus érintkezésének területén lévő membránt preszinaptikusnak, a másikat posztszinaptikusnak nevezik. A preszinaptikus membrán közelében hatalmas számú kis vakuólum (szinaptikus vezikula) található, amelyek az adót tartalmazzák. Az idegimpulzus áthaladásának pillanatában a szinaptikus vezikulák kiengedik az adót a szinaptikus hasadékba. A mediátor kölcsönhatásba lép a posztszinaptikus membrán receptor helyeivel, ami végső soron idegimpulzus átviteléhez vezet. Az idegimpulzusok továbbítása mellett a szinapszisok merev kapcsolatot biztosítanak két kölcsönhatásban lévő sejt felülete között.

§ Plasmodesmata.Ez a fajta intercelluláris kommunikáció a növényekben található. A plazmodezmák vékony csőszerű csatornák, amelyek két szomszédos sejtet kötnek össze. Ezeknek a csatornáknak az átmérője általában 40-50 nm. A plazmodezmák áthaladnak a sejteket elválasztó sejtfalon. Fiatal sejtekben a plazmodezmák száma nagyon nagy lehet (sejtenként akár 1000 is lehet). A sejtek öregedésével számuk a sejtfal vastagságának növekedésével a szakadások miatt csökken. A plazmodezmák funkcionális szerepe a tápanyagokat, ionokat és egyéb vegyületeket tartalmazó oldatok sejtközi keringésének biztosítása. A plazmodezmán keresztül a sejteket növényi vírusokkal fertőzik meg.

A plazmamembrán speciális szerkezetei

Számos állati sejt plazmalemmája különféle szerkezetű kinövéseket képez (mikrovillák, csillók, flagella). Leggyakrabban számos állati sejt felszínén található mikrobolyhok. A citoplazmának ezek a plazmalemma által határolt kinövései henger alakúak, lekerekített tetejű. A mikrobolyhok a hámsejtekre jellemzőek, de más szövetek sejtjeiben is megtalálhatók. A mikrobolyhok átmérője körülbelül 100 nm. Számuk és hosszuk a sejttípusonként eltérő. A mikrobolyhok jelentősége a sejtfelszín jelentős növelésében rejlik. Ez különösen fontos a felszívódásban részt vevő sejtek számára. Így a bélhámban legfeljebb 2x10 8 mikrobolyhok találhatók 1 mm 2 felületen.

A sejtmembrán (plazmamembrán) egy vékony, félig áteresztő membrán, amely körülveszi a sejteket.

A sejtmembrán funkciója és szerepe

Feladata a belső tér épségének védelme azáltal, hogy egyes alapvető anyagokat beenged a sejtbe, mások bejutását pedig megakadályozza.

Egyes szervezetekhez és más szervezetekhez való kötődés alapjául is szolgál. Így a plazmamembrán adja a sejt formáját is. A membrán másik funkciója a sejtnövekedés szabályozása az egyensúly és.

Az endocitózis során a lipidek és a fehérjék eltávolítódnak a sejtmembránból, ahogy az anyagok felszívódnak. Az exocitózis során a lipideket és fehérjéket tartalmazó vezikulák összeolvadnak a sejtmembránnal, növelve a sejtméretet. , a gombasejtek pedig plazmamembránnal rendelkeznek. A belsőket például szintén védőmembránok veszik körül.

A sejtmembrán szerkezete

A plazmamembrán főként fehérjék és lipidek keverékéből áll. A membrán testben elfoglalt helyétől és szerepétől függően a lipidek a membrán 20-80 százalékát tehetik ki, a többi fehérje. Míg a lipidek segítik a membrán rugalmasságát, a fehérjék szabályozzák és fenntartják a sejt kémiáját, valamint segítik a molekulák membránon való átjutását.

Membrán lipidek

A foszfolipidek a plazmamembránok fő alkotóelemei. Lipid kettős réteget alkotnak, amelyben a hidrofil (víz vonzott) fejrégiók spontán szerveződnek, hogy szembenézzenek a vizes citoszollal és az extracelluláris folyadékkal, míg a hidrofób (víztaszító) farokrégiók a citoszoltól és az extracelluláris folyadéktól távolabb néznek. A lipid kettős réteg félig áteresztő, így csak néhány molekula diffundál át a membránon.

A koleszterin az állati sejtmembránok másik lipid összetevője. A koleszterin molekulák szelektíven diszpergálódnak a membrán foszfolipidei között. Ez segít fenntartani a sejtmembránok merevségét azáltal, hogy megakadályozza a foszfolipidek túl sűrűsödését. A koleszterin hiányzik a növényi sejtmembránokból.

A glikolipidek a sejtmembránok külső felületén helyezkednek el, és szénhidrátláncon keresztül kapcsolódnak hozzájuk. Segítenek a sejtnek felismerni a test más sejtjeit.

Membránfehérjék

A sejtmembrán kétféle kapcsolódó fehérjét tartalmaz. A perifériás membrán fehérjéi külsőek, és más fehérjékkel való kölcsönhatás révén kapcsolódnak hozzá. Integrált membránfehérjék kerülnek a membránba, és a legtöbb áthalad rajta. Ezeknek a transzmembrán fehérjéknek egy része mindkét oldalán található.

A plazmamembránfehérjék számos különböző funkciót látnak el. A strukturális fehérjék támogatják és formálják a sejteket. A membránreceptor fehérjék hormonok, neurotranszmitterek és más jelzőmolekulák segítségével segítik a sejteket a külső környezetükkel való kommunikációban. A transzportfehérjék, mint például a globuláris fehérjék, megkönnyített diffúzióval szállítják a molekulákat a sejtmembránokon. A glikoproteinekhez szénhidrátlánc kapcsolódik. A sejtmembránba ágyazva segítik a molekulák cseréjét és szállítását.

Az élő szervezetek sejtjeinek szerkezete nagyban függ attól, hogy milyen funkciókat látnak el. Vannak azonban olyan építészeti elvek, amelyek minden sejtben közösek. Különösen minden sejtnek van külső membránja, amelyet citoplazma- vagy plazmamembránnak neveznek. Van egy másik név - plasmalemma.

Kapcsolatban áll

Szerkezet

A plazmamembrán három fő típusú molekulából áll - fehérjékből, szénhidrátokból és lipidekből. Ezen komponensek aránya a különböző sejttípusokban változhat.

1972-ben Nicholson és Singer tudósok egy folyadék-mozaik modellt javasoltak a citoplazma membrán szerkezetére. Ez a modell válaszul szolgált a sejtmembrán szerkezetére vonatkozó kérdésre, és a mai napig nem veszítette el jelentőségét. A folyékony mozaik modell lényege a következő:

1. A lipidek két rétegben vannak elrendezve, amelyek a sejtfal alapját képezik;
2. A lipidmolekulák hidrofil végei befelé, a hidrofób végei pedig kifelé helyezkednek el;
3. Ezen a szerkezeten belül van egy fehérjeréteg, amely mozaikszerűen áthatol a lipideken;
4. A fehérjék mellett kis mennyiségű szénhidrát is található - hexózok;

Ez a biológiai rendszer rendkívül mozgékony. A fehérjemolekulák sorakozhatnak, a lipidréteg egyik oldala felé orientálódhatnak, vagy szabadon mozoghatnak és megváltoztathatják helyzetüket.

Funkciók

A szerkezeti különbségek ellenére minden sejt plazmamembránjainak közös funkciói vannak. Ezen túlmenően olyan jellemzőkkel is rendelkezhetnek, amelyek erősen specifikusak egy adott sejttípusra. Tekintsük röviden az összes sejtmembrán általános alapvető funkcióit:

Szelektív permeabilitás

A plazmamembrán fő tulajdonsága a szelektív permeabilitás. Ionok, aminosavak, glicerin és zsírsavak, valamint glükóz haladnak át rajta. Ebben az esetben a sejtmembrán átenged bizonyos anyagokat, másokat pedig megtart.

Többféle mechanizmus létezik az anyagok sejtmembránon történő szállítására:

1. diffúzió;
2. Ozmózis;
3. Exocitózis;
4. endocitózis;

A diffúzió és az ozmózis nem igényel energiafelhasználást, és passzívan megy végbe, más típusú transzport aktív folyamatok, amelyek energiafelhasználással járnak.

A sejtmembránnak ez a tulajdonsága a passzív transzport során a speciális integrált fehérjék jelenlétének köszönhető. Az ilyen csatornafehérjék behatolnak a plazmalemmába, és járatokat képeznek benne. A kalcium-, kálium- és klórionok ilyen csatornákon mozognak a koncentrációgradienshez képest.

Anyagok szállítása

A plazmamembrán fő tulajdonságai közé tartozik az is, hogy képes különféle anyagok molekuláit szállítani.

A plazmalemmán keresztül történő anyagátvitel alábbi mechanizmusait írjuk le:

1. Passzív - diffúzió és ozmózis;
2. Aktív;
3. Szállítás membrános csomagolásban;

Tekintsük ezeket a mechanizmusokat részletesebben.

Passzív

A passzív szállítási módok közé tartozik az ozmózis és a diffúzió. A diffúzió a részecskék koncentráció gradiens mentén történő mozgása. Ebben az esetben a sejtmembrán ozmotikus gátként működik. A diffúzió sebessége a molekulák méretétől és lipidekben való oldhatóságától függ. A diffúzió pedig lehet semleges (töltetlen részecskék átvitelével), vagy elősegíthető, ha speciális transzportfehérjék vesznek részt.

Az ozmózis a vízmolekulák diffúziója a sejtfalon keresztül..

A nagy tömegű poláris molekulákat speciális fehérjék segítségével szállítják - ezt a folyamatot megkönnyített diffúziónak nevezik. A transzportfehérjék áthatolnak a sejtmembránon és csatornákat képeznek. Minden transzportfehérjét csatorna-képzőre és transzporterre osztanak. A töltött részecskék behatolását elősegíti a membránpotenciál megléte.

Aktív

Az anyagoknak a sejtmembránon keresztül történő elektrokémiai gradienssel történő szállítását aktív transzportnak nevezzük. Az ilyen szállítás mindig speciális fehérjék részvételével történik, és energiát igényel. A transzportfehérjéknek speciális régiói vannak, amelyek a szállított anyaghoz kötődnek. Minél több ilyen terület, annál gyorsabban és intenzívebben megy végbe az átvitel. A fehérjetranszfer során a transzporter reverzibilis szerkezeti változásokon megy keresztül, ami lehetővé teszi funkcióinak ellátását.

Membrános csomagolásban

A nagy tömegű szerves anyagok molekulái a membránon keresztül zárt buborékok - hólyagok - képződésével kerülnek át, amelyeket a membrán képez.

A hólyagos transzport sajátossága, hogy a szállított makrorészecskék nem keverednek a sejt más molekuláival vagy sejtszervecskéivel.

A nagy molekulák sejtbe való bejutását endocitózisnak nevezik. Az endocitózis viszont két típusra oszlik - pinocitózisra és fagocitózisra. Ebben az esetben a sejt plazmamembránjának egy része a szállított részecskék körül vakuólumnak nevezett hólyagot képez. A pinocitózis és a fagocitózis során kialakuló vakuolák mérete jelentős eltéréseket mutat.

A pinocitózis folyamata során a sejt folyadékokat szív fel. A fagocitózis biztosítja a nagy részecskék, a sejtszervecskék töredékeinek és még a mikroorganizmusok felszívódását is.

Exocitózis

Az exocitózist általában az anyagok sejtből történő eltávolításának nevezik. Ebben az esetben a vakuolák a plazmalemmába költöznek. Következő a vakuólum és a plazmalemma fala kezdenek összetapadni, majd összeolvadnak. A vakuólumban lévő anyagok a környezetbe kerülnek.

Néhány egyszerű organizmus sejtjei szigorúan meghatározott területeket kell biztosítani egy ilyen folyamat biztosítására.

Mind az endocitózis, mind az exocitózis előfordul a sejtben a citoplazma fibrilláris komponenseinek részvételével, amelyek szorosan és közvetlen kapcsolatban állnak a plazmalemmával.