უჯრედის მემბრანაასევე უწოდებენ პლაზმურ (ან ციტოპლაზმურ) მემბრანას და პლაზმალემას. ეს სტრუქტურა არა მხოლოდ გამოყოფს უჯრედის შიდა შიგთავსს გარე გარემოდან, არამედ შედის უჯრედის ორგანელებისა და ბირთვის უმეტესობის შემადგენლობაში, თავის მხრივ აშორებს მათ ჰიალოპლაზმისგან (ციტოზოლი) - ციტოპლაზმის ბლანტი-თხევადი ნაწილისგან. შევთანხმდეთ დარეკვას ციტოპლაზმური მემბრანაის, რომელიც გამოყოფს უჯრედის შიგთავსს გარე გარემოსგან. დარჩენილი ტერმინები ეხება ყველა მემბრანას.

უჯრედის (ბიოლოგიური) მემბრანის სტრუქტურის საფუძველია ლიპიდების (ცხიმების) ორმაგი ფენა. ასეთი ფენის ფორმირება დაკავშირებულია მათი მოლეკულების მახასიათებლებთან. ლიპიდები არ იხსნება წყალში, მაგრამ კონდენსირდება მასში საკუთარი გზით. ერთი ლიპიდური მოლეკულის ერთი ნაწილი არის პოლარული თავი (იგი იზიდავს წყალს, ე.ი. ჰიდროფილური), ხოლო მეორე არის წყვილი გრძელი არაპოლარული კუდები (მოლეკულის ეს ნაწილი მოიგერიება წყლით, ე.ი. ჰიდროფობიური) . მოლეკულების ეს სტრუქტურა აიძულებს მათ „დამალონ“ კუდები წყლისგან და პოლარული თავები წყლისკენ მიაქციონ.

შედეგად წარმოიქმნება ლიპიდური ორშრე, რომელშიც არაპოლარული კუდები შიგნითაა (ერთმანეთის პირისპირ), ხოლო პოლარული თავები მიმართულია გარეთ (გარე გარემოსა და ციტოპლაზმისკენ). ასეთი გარსის ზედაპირი ჰიდროფილურია, შიგნით კი ჰიდროფობიურია.

უჯრედის მემბრანებში ლიპიდებს შორის ჭარბობს ფოსფოლიპიდები (ისინი რთული ლიპიდებია). მათი თავები შეიცავს ფოსფორის მჟავას ნარჩენებს. ფოსფოლიპიდების გარდა, არსებობს გლიკოლიპიდები (ლიპიდები + ნახშირწყლები) და ქოლესტერინი (სტეროლებს მიეკუთვნება). ეს უკანასკნელი ანიჭებს მემბრანას სიმყარეს, რომელიც მდებარეობს მის სისქეში დარჩენილი ლიპიდების კუდებს შორის (ქოლესტერინი მთლიანად ჰიდროფობიურია).

ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედების გამო, გარკვეული ცილის მოლეკულები მიმაგრებულია ლიპიდების დამუხტულ თავებზე, რომლებიც იქცევა ზედაპირული მემბრანის პროტეინებად. სხვა პროტეინები ურთიერთქმედებენ არაპოლარულ კუდებთან, ნაწილობრივ იძირებიან ორ შრეში ან შეაღწევენ მასში და მეშვეობით.

ამრიგად, უჯრედის მემბრანა შედგება ლიპიდების, ზედაპირული (პერიფერიული), ჩაძირული (ნახევრად ინტეგრალური) და გამჭოლი (ინტეგრალი) პროტეინებისგან. გარდა ამისა, მემბრანის გარედან ზოგიერთი ცილა და ლიპიდი დაკავშირებულია ნახშირწყლების ჯაჭვებთან.

Ეს არის მემბრანის სტრუქტურის თხევადი მოზაიკის მოდელიწამოაყენეს XX საუკუნის 70-იან წლებში. მანამდე ვარაუდობდნენ სტრუქტურის სენდვიჩის მოდელს, რომლის მიხედვითაც ლიპიდური ორფენი მდებარეობს შიგნით, ხოლო შიგნიდან და გარეთ მემბრანა დაფარულია ზედაპირის ცილების უწყვეტი ფენებით. თუმცა, ექსპერიმენტული მონაცემების დაგროვებამ უარყო ეს ჰიპოთეზა.

მემბრანების სისქე სხვადასხვა უჯრედებში არის დაახლოებით 8 ნმ. მემბრანები (თუნდაც ერთის სხვადასხვა მხარე) განსხვავდებიან ერთმანეთისგან სხვადასხვა ტიპის ლიპიდების, ცილების, ფერმენტული აქტივობის პროცენტულობით და ა.შ. ზოგიერთი მემბრანა უფრო თხევადი და უფრო გამტარია, ზოგი უფრო მკვრივია.

უჯრედის მემბრანის რღვევები ადვილად ერწყმის ლიპიდური ორშრის ფიზიკოქიმიური მახასიათებლების გამო. მემბრანის სიბრტყეში მოძრაობენ ლიპიდები და ცილები (თუ ისინი არ ფიქსირდება ციტოჩონჩხის მიერ).

უჯრედის მემბრანის ფუნქციები

უჯრედის მემბრანაში ჩაძირული ცილების უმეტესობა ასრულებს ფერმენტულ ფუნქციას (ისინი ფერმენტებია). ხშირად (განსაკუთრებით უჯრედის ორგანელების მემბრანებში) ფერმენტები განლაგებულია გარკვეული თანმიმდევრობით ისე, რომ ერთი ფერმენტის მიერ კატალიზებული რეაქციის პროდუქტები გადადიან მეორეში, შემდეგ მესამეში და ა.შ. იქმნება კონვეიერი, რომელიც ასტაბილურებს ზედაპირულ ცილებს, რადგან ისინი არ მიეცით საშუალება ფერმენტებს ცურავდნენ ლიპიდური ორშრის გასწვრივ.

უჯრედის მემბრანა ასრულებს დელიმიტაციურ (ბარიერულ) ფუნქციას გარემოდან და ამავე დროს სატრანსპორტო ფუნქციასაც. შეიძლება ითქვას, რომ ეს არის მისი ყველაზე მნიშვნელოვანი მიზანი. ციტოპლაზმური მემბრანა, რომელსაც აქვს ძალა და შერჩევითი გამტარიანობა, ინარჩუნებს უჯრედის შიდა შემადგენლობის მუდმივობას (მის ჰომეოსტაზს და მთლიანობას).

ამ შემთხვევაში, ნივთიერებების ტრანსპორტირება ხდება სხვადასხვა გზით. ტრანსპორტირება კონცენტრაციის გრადიენტის გასწვრივ გულისხმობს ნივთიერებების გადაადგილებას უფრო მაღალი კონცენტრაციის უბნიდან უფრო დაბალი ზონისკენ (დიფუზია). ასე, მაგალითად, გაზები დიფუზურია (CO 2, O 2).

ასევე არის ტრანსპორტი კონცენტრაციის გრადიენტის საწინააღმდეგოდ, მაგრამ ენერგიის ხარჯვით.

ტრანსპორტი პასიური და მსუბუქია (როცა მას ზოგიერთი გადამზიდავი ეხმარება). პასიური დიფუზია უჯრედის მემბრანაში შესაძლებელია ცხიმში ხსნადი ნივთიერებებისთვის.

არსებობს სპეციალური ცილები, რომლებიც მემბრანებს შაქრისა და სხვა წყალში ხსნადი ნივთიერებებისადმი გამტარს ხდის. ეს მატარებლები უკავშირდებიან ტრანსპორტირებულ მოლეკულებს და ათრევენ მათ მემბრანაზე. ასე ხდება გლუკოზის ტრანსპორტირება სისხლის წითელ უჯრედებში.

მოცულ პროტეინებს, როდესაც შერწყმულია, შეუძლია შექმნას ფორა გარკვეული ნივთიერებების გადაადგილებისთვის მემბრანაში. ასეთი მატარებლები არ მოძრაობენ, მაგრამ ქმნიან არხს მემბრანაში და მუშაობენ ფერმენტების მსგავსად, აკავშირებენ კონკრეტულ ნივთიერებას. გადატანა ხორციელდება ცილის კონფორმაციის ცვლილების გამო, რის გამოც მემბრანაში წარმოიქმნება არხები. ამის მაგალითია ნატრიუმ-კალიუმის ტუმბო.

ევკარიოტული უჯრედის მემბრანის სატრანსპორტო ფუნქცია ასევე რეალიზდება ენდოციტოზის (და ეგზოციტოზის) მეშვეობით.ამ მექანიზმების მეშვეობით, ბიოპოლიმერების დიდი მოლეკულები, თუნდაც მთლიანი უჯრედები, შედიან უჯრედში (და მისგან გარეთ). ენდო- და ეგზოციტოზი არ არის დამახასიათებელი ყველა ევკარიოტული უჯრედისთვის (პროკარიოტებს ის საერთოდ არ აქვთ). ასე რომ, ენდოციტოზი შეინიშნება პროტოზოებსა და ქვედა უხერხემლოებში; ძუძუმწოვრებში ლეიკოციტები და მაკროფაგები შთანთქავენ მავნე ნივთიერებებს და ბაქტერიებს, ანუ ენდოციტოზი ასრულებს ორგანიზმის დამცავ ფუნქციას.

ენდოციტოზი იყოფა ფაგოციტოზი(ციტოპლაზმა ფარავს დიდ ნაწილაკებს) და პინოციტოზი(თხევადი წვეთების დაჭერა მასში გახსნილი ნივთიერებებით). ამ პროცესების მექანიზმი დაახლოებით იგივეა. უჯრედის ზედაპირზე აბსორბირებული ნივთიერებები გარშემორტყმულია მემბრანით. იქმნება ვეზიკულა (ფაგოციტური ან პინოციტური), რომელიც შემდეგ გადადის უჯრედში.

ეგზოციტოზი არის უჯრედიდან ნივთიერებების ციტოპლაზმური მემბრანის მოცილება (ჰორმონები, პოლისაქარიდები, ცილები, ცხიმები და ა.შ.). ეს ნივთიერებები მოთავსებულია მემბრანულ ვეზიკულებში, რომლებიც შეესაბამება უჯრედის მემბრანას. ორივე მემბრანა ერწყმის და შიგთავსი უჯრედის გარეთაა.

ციტოპლაზმური მემბრანა ასრულებს რეცეპტორულ ფუნქციას.ამისათვის მის გარე მხარეს არის სტრუქტურები, რომლებსაც შეუძლიათ ქიმიური ან ფიზიკური სტიმულის ამოცნობა. ზოგიერთი ცილა, რომელიც აღწევს პლაზმალემაში, გარედან დაკავშირებულია პოლისაქარიდულ ჯაჭვებთან (წარმოქმნის გლიკოპროტეინებს). ეს არის თავისებური მოლეკულური რეცეპტორები, რომლებიც იჭერენ ჰორმონებს. როდესაც კონკრეტული ჰორმონი აკავშირებს მის რეცეპტორს, ის იცვლის მის სტრუქტურას. ეს, თავის მხრივ, იწვევს უჯრედული რეაგირების მექანიზმს. ამავდროულად, არხები შეიძლება გაიხსნას და გარკვეულმა ნივთიერებებმა შეიძლება დაიწყოს უჯრედში შესვლა ან მისგან ამოღება.

უჯრედის მემბრანების რეცეპტორული ფუნქცია კარგად არის შესწავლილი ჰორმონის ინსულინის მოქმედების საფუძველზე. როდესაც ინსულინი აკავშირებს მის გლიკოპროტეინის რეცეპტორს, ამ ცილის კატალიზური უჯრედშიდა ნაწილი (ფერმენტი ადენილატ ციკლაზა) აქტიურდება. ფერმენტი ასინთეზებს ციკლურ AMP-ს ATP-დან. ის უკვე ააქტიურებს ან თრგუნავს უჯრედული მეტაბოლიზმის სხვადასხვა ფერმენტებს.

ციტოპლაზმური მემბრანის რეცეპტორული ფუნქცია ასევე მოიცავს იმავე ტიპის მეზობელი უჯრედების ამოცნობას. ასეთი უჯრედები ერთმანეთთან მიმაგრებულია სხვადასხვა უჯრედშორისი კონტაქტით.

ქსოვილებში, უჯრედშორისი კონტაქტების დახმარებით, უჯრედებს შეუძლიათ ინფორმაციის გაცვლა ერთმანეთთან სპეციალურად სინთეზირებული დაბალი მოლეკულური წონის ნივთიერებების გამოყენებით. ასეთი ურთიერთქმედების ერთ-ერთი მაგალითია კონტაქტის დათრგუნვა, როდესაც უჯრედები წყვეტენ ზრდას ინფორმაციის მიღების შემდეგ, რომ თავისუფალი სივრცე ოკუპირებულია.

უჯრედშორისი კონტაქტები მარტივია (სხვადასხვა უჯრედების მემბრანები ერთმანეთის მიმდებარედ), ჩაკეტვა (ერთი უჯრედის მემბრანის მეორეში შეყვანა), დესმოსომები (როდესაც მემბრანები დაკავშირებულია განივი ბოჭკოების შეკვრით, რომლებიც შედიან ციტოპლაზმაში). გარდა ამისა, არსებობს შუამავლების (შუამავლების) გამო უჯრედშორისი კონტაქტების ვარიანტი - სინაფსები. მათში სიგნალი გადაეცემა არა მხოლოდ ქიმიურად, არამედ ელექტრულადაც. სინაფსები გადასცემენ სიგნალებს ნერვულ უჯრედებს შორის, ასევე ნერვიდან კუნთში.

უჯრედის მემბრანა- ეს არის უჯრედის მემბრანა, რომელიც ასრულებს შემდეგ ფუნქციებს: უჯრედის შიგთავსის გამოყოფა და გარე გარემო, ნივთიერებების შერჩევითი ტრანსპორტირება (უჯრედისთვის გარე გარემოსთან გაცვლა), ზოგიერთი ბიოქიმიური რეაქციის ადგილი, უჯრედების ინტეგრაცია. ქსოვილებში და მიღებაში.

უჯრედის მემბრანები იყოფა პლაზმურ (უჯრედშიდა) და გარედ. ნებისმიერი მემბრანის მთავარი თვისებაა ნახევრად გამტარიანობა, ანუ მხოლოდ გარკვეული ნივთიერებების გავლის უნარი. ეს საშუალებას აძლევს შერჩევით გაცვლას უჯრედსა და გარე გარემოს შორის, ან გაცვლას უჯრედის განყოფილებებს შორის.

პლაზმური მემბრანები ლიპოპროტეინების სტრუქტურებია. ლიპიდები სპონტანურად ქმნიან ორ ფენას (ორმაგი შრე) და მასში მემბრანის ცილები „ცურავს“. მემბრანებში რამდენიმე ათასი სხვადასხვა ცილაა: სტრუქტურული, მატარებლები, ფერმენტები და ა.შ. ცილის მოლეკულებს შორის არის ფორები, რომლებშიც გადის ჰიდროფილური ნივთიერებები (ლიპიდური ორშრე ხელს უშლის მათ პირდაპირ შეღწევას უჯრედში). გლიკოზილის ჯგუფები (მონოსაქარიდები და პოლისაქარიდები) მიმაგრებულია მემბრანის ზედაპირზე არსებულ ზოგიერთ მოლეკულაზე, რომლებიც მონაწილეობენ ქსოვილის ფორმირებისას უჯრედების ამოცნობის პროცესში.

მემბრანები განსხვავდება მათი სისქეში, ჩვეულებრივ 5-დან 10 ნმ-მდე. სისქე განისაზღვრება ამფიფილური ლიპიდური მოლეკულის ზომით და არის 5,3 ნმ. მემბრანის სისქის შემდგომი ზრდა განპირობებულია მემბრანის ცილის კომპლექსების ზომით. გარე პირობებიდან გამომდინარე (ქოლესტერინი არის მარეგულირებელი), ორფენის სტრუქტურა შეიძლება შეიცვალოს ისე, რომ ის უფრო მკვრივი ან თხევადი გახდეს - მემბრანის გასწვრივ ნივთიერებების გადაადგილების სიჩქარე ამაზეა დამოკიდებული.

უჯრედის მემბრანებს მიეკუთვნება: პლაზმალემა, კარიოლემა, ენდოპლაზმური ბადის მემბრანები, გოლჯის აპარატი, ლიზოსომები, პეროქსიზომები, მიტოქონდრია, ჩანართები და ა.შ.

ლიპიდები წყალში უხსნადია (ჰიდროფობია), მაგრამ ადვილად ხსნადი ორგანულ გამხსნელებში და ცხიმებში (ლიპოფილურობა). ლიპიდების შემადგენლობა სხვადასხვა მემბრანაში არ არის იგივე. მაგალითად, პლაზმური მემბრანა შეიცავს უამრავ ქოლესტერინს. მემბრანის ლიპიდებიდან ყველაზე გავრცელებულია ფოსფოლიპიდები (გლიცეროფოსფატიდები), სფინგომიელინები (სფინგოლიპიდები), გლიკოლიპიდები და ქოლესტერინი.

ფოსფოლიპიდები, სფინგომიელინები, გლიკოლიპიდები შედგება ორი ფუნქციურად განსხვავებული ნაწილისგან: ჰიდროფობიური არაპოლარული, რომელიც არ ატარებს მუხტს - ცხიმოვანი მჟავებისგან შემდგარი "კუდები" და ჰიდროფილური, რომელიც შეიცავს დამუხტულ პოლარულ "თავებს" - ალკოჰოლის ჯგუფებს (მაგალითად, გლიცეროლს).

მოლეკულის ჰიდროფობიური ნაწილი ჩვეულებრივ შედგება ორი ცხიმოვანი მჟავისგან. ერთი მჟავა შემზღუდველია, მეორე კი უჯერი. ეს განსაზღვრავს ლიპიდების უნარს სპონტანურად შექმნან ორფენიანი (ბილიპიდური) მემბრანული სტრუქტურები. მემბრანული ლიპიდები ასრულებენ შემდეგ ფუნქციებს: ბარიერი, ტრანსპორტი, ცილების მიკროგარემო, მემბრანის ელექტრული წინააღმდეგობა.

მემბრანები ერთმანეთისგან განსხვავდება ცილის მოლეკულების ნაკრებით. ბევრი მემბრანის ცილა შედგება პოლარული (მუხტის მატარებელი) ამინომჟავებით მდიდარი რეგიონებისაგან და არაპოლარული ამინომჟავებით (გლიცინი, ალანინი, ვალინი, ლეიცინი). მემბრანების ლიპიდურ ფენებში ასეთი ცილები განლაგებულია ისე, რომ მათი არაპოლარული უბნები, თითქოსდა, ჩაეფლო მემბრანის "ცხიმიან" ნაწილში, სადაც მდებარეობს ლიპიდების ჰიდროფობიური უბნები. ამ ცილების პოლარული (ჰიდროფილური) ნაწილი ურთიერთქმედებს ლიპიდურ თავებთან და მიმართულია წყლის ფაზისკენ.

ბიოლოგიურ მემბრანებს აქვთ საერთო თვისებები:

მემბრანები არის დახურული სისტემები, რომლებიც არ აძლევენ უჯრედის და მისი ნაწილების შერევის საშუალებას. მემბრანის მთლიანობის დარღვევამ შეიძლება გამოიწვიოს უჯრედის სიკვდილი;

ზედაპირული (გეგმური, გვერდითი) მობილურობა. მემბრანებში ხდება ნივთიერებების უწყვეტი მოძრაობა ზედაპირზე;

მემბრანის ასიმეტრია. გარე და ზედაპირული ფენების სტრუქტურა ქიმიურად, სტრუქტურულად და ფუნქციურად არაერთგვაროვანია.

ციტოპლაზმა- უჯრედის სავალდებულო ნაწილი, რომელიც ჩასმულია პლაზმურ მემბრანასა და ბირთვს შორის; იგი იყოფა ჰიალოპლაზმად (ციტოპლაზმის მთავარი ნივთიერება), ორგანელებად (ციტოპლაზმის მუდმივი კომპონენტები) და ინკლუზიებად (ციტოპლაზმის დროებითი კომპონენტები). ციტოპლაზმის ქიმიური შემადგენლობა: საფუძველია წყალი (ციტოპლაზმის მთლიანი მასის 60-90%), სხვადასხვა ორგანული და არაორგანული ნაერთები. ციტოპლაზმა ტუტეა. ევკარიოტული უჯრედის ციტოპლაზმის დამახასიათებელი თვისებაა მუდმივი მოძრაობა ( ციკლოზი). იგი აღმოჩენილია ძირითადად უჯრედის ორგანელების მოძრაობით, როგორიცაა ქლოროპლასტები. თუ ციტოპლაზმის მოძრაობა შეჩერდება, უჯრედი კვდება, რადგან მხოლოდ მუდმივ მოძრაობაში ყოფნისას შეუძლია მისი ფუნქციების შესრულება.

ჰიალოპლაზმა ( ციტოზოლი) არის უფერო, ლორწოვანი, სქელი და გამჭვირვალე კოლოიდური ხსნარი. სწორედ მასში მიმდინარეობს ყველა მეტაბოლური პროცესი, ის უზრუნველყოფს ბირთვისა და ყველა ორგანელის ურთიერთკავშირს. ჰიალოპლაზმაში თხევადი ნაწილის ან დიდი მოლეკულების უპირატესობიდან გამომდინარე, განასხვავებენ ჰიალოპლაზმის ორ ფორმას: სოლ- უფრო თხევადი ჰიალოპლაზმა და ლარი- უფრო მკვრივი ჰიალოპლაზმა. მათ შორის შესაძლებელია ორმხრივი გადასვლები: ლარი იქცევა სოლად და პირიქით.

ციტოპლაზმის ფუნქციები:

1. უჯრედის ყველა კომპონენტის ინტეგრაცია ერთ სისტემაში,
2. გარემო მრავალი ბიოქიმიური და ფიზიოლოგიური პროცესის გასატარებლად,
3. გარემო ორგანელების არსებობისა და ფუნქციონირებისთვის.

უჯრედის კედლები

უჯრედის კედლებიშეზღუდოს ევკარიოტული უჯრედები. თითოეულ უჯრედულ მემბრანაში შეიძლება გამოიყოს მინიმუმ ორი ფენა. შიდა ფენა ციტოპლაზმის მიმდებარეა და წარმოდგენილია პლაზმური მემბრანა(სინონიმები - პლაზმალემა, უჯრედის მემბრანა, ციტოპლაზმური მემბრანა), რომელზედაც წარმოიქმნება გარე შრე. ცხოველურ უჯრედში ის თხელია და ე.წ გლიკოკალიქსი(წარმოიქმნება გლიკოპროტეინების, გლიკოლიპიდების, ლიპოპროტეინების მიერ), მცენარეულ უჯრედში - სქელი, ე.წ. უჯრედის კედელი(წარმოქმნის ცელულოზას).

ყველა ბიოლოგიურ მემბრანას აქვს საერთო სტრუქტურული მახასიათებლები და თვისებები. ამჟამად საყოველთაოდ მიღებული მემბრანის სტრუქტურის თხევადი მოზაიკის მოდელი. მემბრანის საფუძველია ლიპიდური ორშრე, რომელიც წარმოიქმნება ძირითადად ფოსფოლიპიდებით. ფოსფოლიპიდები არის ტრიგლიცერიდები, რომლებშიც ერთი ცხიმოვანი მჟავის ნარჩენი ჩანაცვლებულია ფოსფორის მჟავას ნარჩენებით; მოლეკულის იმ მონაკვეთს, რომელშიც ფოსფორის მჟავას ნარჩენი მდებარეობს, ჰიდროფილური თავი ეწოდება, ნაწილებს, რომლებშიც ცხიმოვანი მჟავების ნარჩენებია, ჰიდროფობიური კუდები. მემბრანაში ფოსფოლიპიდები განლაგებულია მკაცრად მოწესრიგებული წესით: მოლეკულების ჰიდროფობიური კუდები ერთმანეთისკენაა მიმართული, ხოლო ჰიდროფილური თავები მიმართულია გარეთ, წყლისკენ.

ლიპიდების გარდა, მემბრანა შეიცავს ცილებს (საშუალოდ ≈ 60%). ისინი განსაზღვრავენ მემბრანის სპეციფიკურ ფუნქციებს (გარკვეული მოლეკულების ტრანსპორტირება, რეაქციების კატალიზი, გარემოდან სიგნალების მიღება და გარდაქმნა და ა.შ.). განასხვავებენ: 1) პერიფერიული ცილები(მდებარეობს ლიპიდური ორშრის გარე ან შიდა ზედაპირზე), 2) ნახევრად ინტეგრალური ცილები(ჩაეფლო ლიპიდურ ორ შრეში სხვადასხვა სიღრმეში), 3) ინტეგრალური ან ტრანსმემბრანული ცილები(მემბრანაში გაჟღენთილია უჯრედის გარე და შიდა გარემოსთან კონტაქტისას). ინტეგრალურ პროტეინებს ზოგიერთ შემთხვევაში უწოდებენ არხის ფორმირებას, ან არხს, რადგან ისინი შეიძლება ჩაითვალოს ჰიდროფილურ არხებად, რომლებითაც პოლარული მოლეკულები გადადიან უჯრედში (მემბრანის ლიპიდური კომპონენტი მათ არ უშვებს).

A - ფოსფოლიპიდის ჰიდროფილური თავი; C, ფოსფოლიპიდის ჰიდროფობიური კუდები; 1 - ცილების E და F ჰიდროფობიური რეგიონები; 2, ცილის F ჰიდროფილური რეგიონები; 3 - გლიკოლიპიდური მოლეკულის ლიპიდზე მიმაგრებული განშტოებული ოლიგოსაქარიდული ჯაჭვი (გლიკოლიპიდები ნაკლებად გავრცელებულია ვიდრე გლიკოპროტეინები); 4 - განშტოებული ოლიგოსაქარიდული ჯაჭვი, რომელიც მიმაგრებულია გლიკოპროტეინის მოლეკულის ცილაზე; 5 - ჰიდროფილური არხი (ფუნქციონირებს როგორც ფორა, რომლის მეშვეობითაც იონები და ზოგიერთი პოლარული მოლეკულა შეიძლება გაიაროს).

მემბრანა შეიძლება შეიცავდეს ნახშირწყლებს (10%-მდე). მემბრანების ნახშირწყლების კომპონენტი წარმოდგენილია ოლიგოსაქარიდული ან პოლისაქარიდური ჯაჭვებით, რომლებიც დაკავშირებულია ცილის მოლეკულებთან (გლიკოპროტეინებთან) ან ლიპიდებთან (გლიკოლიპიდებთან). ძირითადად, ნახშირწყლები განლაგებულია მემბრანის გარე ზედაპირზე. ნახშირწყლები უზრუნველყოფენ მემბრანის რეცეპტორულ ფუნქციებს. ცხოველურ უჯრედებში გლიკოპროტეინები ქმნიან ეპიმემბრანულ კომპლექსს, გლიკოკალიქსს, რამდენიმე ათეული ნანომეტრის სისქით. მასში მრავალი უჯრედის რეცეპტორია განთავსებული, მისი დახმარებით ხდება უჯრედის ადჰეზია.

ცილების, ნახშირწყლების და ლიპიდების მოლეკულები მოძრავია, შეუძლიათ მემბრანის სიბრტყეში გადაადგილება. პლაზმური მემბრანის სისქე დაახლოებით 7,5 ნმ.

მემბრანის ფუნქციები

მემბრანები ასრულებენ შემდეგ ფუნქციებს:

1. ფიჭური შიგთავსის გამოყოფა გარე გარემოდან,
2. ნივთიერებათა ცვლის რეგულირება უჯრედსა და გარემოს შორის,
3. უჯრედის დაყოფა ნაწილებად ("კუპე"),
4. "ფერმენტული კონვეიერების" ადგილმდებარეობა,
5. მრავალუჯრედიანი ორგანიზმების ქსოვილებში უჯრედებს შორის კომუნიკაციის უზრუნველყოფა (ადჰეზია),
6. სიგნალის ამოცნობა.

Ყველაზე მნიშვნელოვანი მემბრანის თვისება- შერჩევითი გამტარიანობა, ე.ი. მემბრანები ძალიან გამტარია ზოგიერთი ნივთიერების ან მოლეკულების მიმართ და ცუდად გამტარი (ან სრულიად გაუვალი) სხვებისთვის. ეს თვისება საფუძვლად უდევს მემბრანების მარეგულირებელ ფუნქციას, რაც უზრუნველყოფს ნივთიერებების გაცვლას უჯრედსა და გარე გარემოს შორის. პროცესს, რომლითაც ნივთიერებები უჯრედის მემბრანაში გადიან, ეწოდება ნივთიერებების ტრანსპორტირება. განასხვავებენ: 1) პასიური ტრანსპორტი- ნივთიერებების გავლის პროცესი ენერგიის გარეშე; 2) აქტიური ტრანსპორტი- ნივთიერებების გავლის პროცესი ენერგიის ხარჯებთან ერთად.

ზე პასიური ტრანსპორტინივთიერებები უფრო მაღალი კონცენტრაციის ფართობიდან უფრო დაბალი უბნიდან გადადიან, ე.ი. კონცენტრაციის გრადიენტის გასწვრივ. ნებისმიერ ხსნარში არის გამხსნელის და გამხსნელის მოლეკულები. გახსნილი ნივთიერების მოლეკულების მოძრაობის პროცესს დიფუზია ეწოდება, გამხსნელის მოლეკულების მოძრაობას ოსმოზი. თუ მოლეკულა დამუხტულია, მაშინ მის ტრანსპორტზე გავლენას ახდენს ელექტრული გრადიენტი. ამიტომ, ხშირად საუბრობენ ელექტროქიმიურ გრადიენტზე, რომელიც აერთიანებს ორივე გრადიენტს. ტრანსპორტის სიჩქარე დამოკიდებულია გრადიენტის სიდიდეზე.

შეიძლება განვასხვავოთ პასიური ტრანსპორტის შემდეგი ტიპები: 1) მარტივი დიფუზია- ნივთიერებების ტრანსპორტირება უშუალოდ ლიპიდური ორშრის გავლით (ჟანგბადი, ნახშირორჟანგი); 2) დიფუზია მემბრანული არხებით- ტრანსპორტირება არხის შემქმნელი ცილების მეშვეობით (Na +, K +, Ca 2+, Cl -); 3) ხელი შეუწყო დიფუზიას- ნივთიერებების ტრანსპორტირება სპეციალური სატრანსპორტო ცილების გამოყენებით, რომელთაგან თითოეული პასუხისმგებელია გარკვეული მოლეკულების ან დაკავშირებული მოლეკულების ჯგუფების მოძრაობაზე (გლუკოზა, ამინომჟავები, ნუკლეოტიდები); 4) ოსმოსი- წყლის მოლეკულების ტრანსპორტირება (ყველა ბიოლოგიურ სისტემაში წყალი არის გამხსნელი).

საჭიროება აქტიური ტრანსპორტიხდება მაშინ, როდესაც აუცილებელია მემბრანის მეშვეობით მოლეკულების ელექტროქიმიური გრადიენტის წინააღმდეგ გადაცემის უზრუნველყოფა. ამ ტრანსპორტირებას ახორციელებს სპეციალური გადამზიდავი ცილები, რომელთა აქტივობა მოითხოვს ენერგიის ხარჯვას. ენერგიის წყაროა ATP მოლეკულები. აქტიური ტრანსპორტი მოიცავს: 1) Na + /K + -ტუმბოს (ნატრიუმ-კალიუმის ტუმბოს), 2) ენდოციტოზს, 3) ეგზოციტოზს.

სამუშაო Na + /K + -ტუმბო. ნორმალური ფუნქციონირებისთვის უჯრედმა უნდა შეინარჩუნოს K + და Na + იონების გარკვეული თანაფარდობა ციტოპლაზმაში და გარე გარემოში. K +-ის კონცენტრაცია უჯრედის შიგნით საგრძნობლად მაღალი უნდა იყოს ვიდრე მის გარეთ, ხოლო Na + - პირიქით. უნდა აღინიშნოს, რომ Na + და K + თავისუფლად შეიძლება გავრცელდეს მემბრანულ ფორებში. Na+/K+ ტუმბო ეწინააღმდეგება ამ იონების კონცენტრაციების გათანაბრებას და აქტიურად ტუმბოს Na+-ს უჯრედიდან და K+-ს უჯრედში. Na + /K + -ტუმბო არის ტრანსმემბრანული ცილა, რომელსაც შეუძლია კონფორმაციული ცვლილებები, ისე, რომ მას შეუძლია მიამაგროს K + და Na +. Na + /K + ტუმბოს მუშაობის ციკლი შეიძლება დაიყოს შემდეგ ფაზებად: 1) Na + მემბრანის შიგნიდან მიმაგრება, 2) ტუმბოს ცილის ფოსფორილირება, 3) Na + გამოყოფა უჯრედგარე სივრცე, 4) K + მემბრანის გარედან მიმაგრება, 5) ტუმბოს ცილის დეფოსფორილირება, 6) უჯრედშიდა სივრცეში K +-ის გამოყოფა. ნატრიუმ-კალიუმის ტუმბო მოიხმარს მთელი ენერგიის თითქმის მესამედს, რომელიც აუცილებელია უჯრედის სიცოცხლისთვის. მუშაობის ერთი ციკლის განმავლობაში, ტუმბო ამოტუმბავს 3Na + უჯრედიდან და ტუმბოს 2K +.

ენდოციტოზი- უჯრედის მიერ დიდი ნაწილაკების და მაკრომოლეკულების შთანთქმის პროცესი. არსებობს ენდოციტოზის ორი ტიპი: 1) ფაგოციტოზი- დიდი ნაწილაკების დაჭერა და შთანთქმა (უჯრედები, უჯრედის ნაწილები, მაკრომოლეკულები) და 2) პინოციტოზი- თხევადი მასალის დაჭერა და შეწოვა (ხსნარი, კოლოიდური ხსნარი, სუსპენზია). ფაგოციტოზის ფენომენი აღმოაჩინა ი.ი. მეჩნიკოვი 1882 წელს. ენდოციტოზის დროს პლაზმური მემბრანა აყალიბებს ინვაგინაციას, მისი კიდეები ერწყმის და ციტოპლაზმიდან ერთი გარსით გამოყოფილი სტრუქტურები იჭრება ციტოპლაზმაში. ბევრ პროტოზოვას და ზოგიერთ ლეიკოციტს შეუძლია ფაგოციტოზი. პინოციტოზი შეინიშნება ნაწლავის ეპითელურ უჯრედებში, სისხლის კაპილარების ენდოთელიუმში.

ეგზოციტოზი- ენდოციტოზის საპირისპირო პროცესი: უჯრედიდან სხვადასხვა ნივთიერების ამოღება. ეგზოციტოზის დროს ვეზიკულური მემბრანა ერწყმის გარე ციტოპლაზმურ მემბრანას, ბუშტის შიგთავსი ამოღებულია უჯრედის გარეთ და მისი მემბრანა შედის გარე ციტოპლაზმურ მემბრანაში. ამ გზით ჰორმონები გამოიყოფა ენდოკრინული ჯირკვლების უჯრედებიდან, პროტოზოებში კი რჩება მოუნელებელი საკვები.

Წადი ლექციები ნომერი 5"უჯრედების თეორია. ფიჭური ორგანიზაციის სახეები »

Წადი ლექციები ნომერი 7"ევკარიოტული უჯრედი: ორგანელების სტრუქტურა და ფუნქციები"

დედამიწაზე მცხოვრები ორგანიზმების აბსოლუტური უმრავლესობა შედგება უჯრედებისგან, რომლებიც მეტწილად მსგავსია მათი ქიმიური შემადგენლობით, სტრუქტურით და სასიცოცხლო აქტივობით. ყველა უჯრედში ხდება მეტაბოლიზმი და ენერგიის გარდაქმნა. უჯრედების დაყოფა საფუძვლად უდევს ორგანიზმების ზრდისა და გამრავლების პროცესებს. ამრიგად, უჯრედი არის ორგანიზმების სტრუქტურის, განვითარებისა და რეპროდუქციის ერთეული.

უჯრედი შეიძლება არსებობდეს მხოლოდ როგორც განუყოფელი სისტემა, ნაწილებად განუყოფელი. უჯრედის მთლიანობას უზრუნველყოფს ბიოლოგიური გარსები. უჯრედი არის უფრო მაღალი რანგის სისტემის ელემენტი - ორგანიზმი. რთული მოლეკულებისგან შემდგარი უჯრედის ნაწილები და ორგანელები უფრო დაბალი რანგის ინტეგრალური სისტემებია.

უჯრედი არის ღია სისტემა, რომელიც დაკავშირებულია გარემოსთან მატერიისა და ენერგიის გაცვლის გზით. ეს არის ფუნქციური სისტემა, რომელშიც თითოეული მოლეკულა ასრულებს გარკვეულ ფუნქციებს. უჯრედს აქვს სტაბილურობა, თვითრეგულირების და თვითრეპროდუცირების უნარი.

უჯრედი არის თვითმმართველი სისტემა. უჯრედის მაკონტროლებელი გენეტიკური სისტემა წარმოდგენილია რთული მაკრომოლეკულებით - ნუკლეინის მჟავებით (დნმ და რნმ).

1838-1839 წლებში. გერმანელმა ბიოლოგებმა მ.შლაიდენმა და ტ.შვანმა შეაჯამეს ცოდნა უჯრედის შესახებ და ჩამოაყალიბეს უჯრედის თეორიის ძირითადი პოზიცია, რომლის არსი ისაა, რომ ყველა ორგანიზმი, მცენარეც და ცხოველიც, შედგება უჯრედებისგან.

1859 წელს რ.ვირჩოუმ აღწერა უჯრედის გაყოფის პროცესი და ჩამოაყალიბა უჯრედის თეორიის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი დებულება: „ყოველი უჯრედი სხვა უჯრედიდან მოდის“. ახალი უჯრედები წარმოიქმნება დედა უჯრედის გაყოფის შედეგად და არა არაუჯრედული ნივთიერებისგან, როგორც ადრე ეგონათ.

1826 წელს რუსი მეცნიერის კ.ბაერის მიერ ძუძუმწოვრების კვერცხების აღმოჩენამ მიიყვანა დასკვნამდე, რომ უჯრედი საფუძვლად უდევს მრავალუჯრედოვანი ორგანიზმების განვითარებას.

თანამედროვე უჯრედის თეორია მოიცავს შემდეგ დებულებებს:

1) უჯრედი არის ყველა ორგანიზმის სტრუქტურისა და განვითარების ერთეული;

2) ველური ბუნების სხვადასხვა სამეფოს ორგანიზმების უჯრედები მსგავსია აგებულებით, ქიმიური შემადგენლობით, მეტაბოლიზმით და სასიცოცხლო აქტივობის ძირითადი გამოვლინებებით;

3) დედა უჯრედის გაყოფის შედეგად წარმოიქმნება ახალი უჯრედები;

4) მრავალუჯრედიან ორგანიზმში უჯრედები ქმნიან ქსოვილებს;

5) ორგანოები შედგება ქსოვილებისგან.

ბიოლოგიაში თანამედროვე ბიოლოგიური, ფიზიკური და ქიმიური კვლევის მეთოდების დანერგვით, შესაძლებელი გახდა უჯრედის სხვადასხვა კომპონენტის აგებულებისა და ფუნქციონირების შესწავლა. უჯრედების შესწავლის ერთ-ერთი მეთოდია მიკროსკოპია. თანამედროვე მსუბუქი მიკროსკოპი ადიდებს ობიექტებს 3000-ჯერ და საშუალებას გაძლევთ ნახოთ უჯრედის უდიდესი ორგანელები, დააკვირდეთ ციტოპლაზმის მოძრაობას და უჯრედების გაყოფას.

გამოიგონეს 40-იან წლებში. მე -20 საუკუნე ელექტრონული მიკროსკოპი იძლევა ათობით და ასობით ათასი გადიდების საშუალებას. ელექტრონული მიკროსკოპი სინათლის ნაცვლად იყენებს ელექტრონების ნაკადს და ლინზების ნაცვლად ელექტრომაგნიტურ ველებს. ამიტომ, ელექტრონული მიკროსკოპი იძლევა ნათელ გამოსახულებას ბევრად უფრო მაღალი გადიდების დროს. ასეთი მიკროსკოპის დახმარებით შესაძლებელი გახდა უჯრედის ორგანელების სტრუქტურის შესწავლა.

მეთოდის გამოყენებით შესწავლილია უჯრედის ორგანელების სტრუქტურა და შემადგენლობა ცენტრიფუგაცია. დამსხვრეული ქსოვილები განადგურებული უჯრედის მემბრანებით მოთავსებულია საცდელ მილებში და ბრუნავს ცენტრიფუგაში დიდი სიჩქარით. მეთოდი ეფუძნება იმ ფაქტს, რომ სხვადასხვა უჯრედის ორგანელებს აქვთ განსხვავებული მასა და სიმკვრივე. უფრო მკვრივი ორგანელები დეპონირდება სინჯარაში ცენტრიფუგაციის დაბალი სიჩქარით, ნაკლებად მკვრივი - მაღალზე. ეს ფენები ცალკე შესწავლილია.

ფართოდ გამოყენებული უჯრედისა და ქსოვილის კულტურის მეთოდი, რომელიც მდგომარეობს იმაში, რომ ერთი ან რამდენიმე უჯრედიდან სპეციალურ საკვებ გარემოზე, შეგიძლიათ მიიღოთ ერთი და იგივე ტიპის ცხოველური ან მცენარეული უჯრედების ჯგუფი და კიდევ გაიზარდოთ მთელი მცენარე. ამ მეთოდის გამოყენებით შეგიძლიათ მიიღოთ პასუხი კითხვაზე, თუ როგორ წარმოიქმნება სხეულის სხვადასხვა ქსოვილები და ორგანოები ერთი უჯრედიდან.

უჯრედის თეორიის ძირითადი დებულებები პირველად ჩამოაყალიბეს მ.შლაიდენმა და ტ.შვანმა. უჯრედი არის ყველა ცოცხალი ორგანიზმის სტრუქტურის, სიცოცხლის, გამრავლებისა და განვითარების ერთეული. უჯრედების შესასწავლად გამოიყენება მიკროსკოპიის, ცენტრიფუგაციის, უჯრედისა და ქსოვილის კულტურის მეთოდები და ა.შ.

სოკოების, მცენარეების და ცხოველების უჯრედებს ბევრი რამ აქვთ საერთო არა მხოლოდ ქიმიური შემადგენლობით, არამედ სტრუქტურაშიც. როდესაც უჯრედი მიკროსკოპის ქვეშ განიხილება, მასში სხვადასხვა სტრუქტურა ჩანს - ორგანელები. თითოეული ორგანელა ასრულებს კონკრეტულ ფუნქციებს. უჯრედში სამი ძირითადი ნაწილია: პლაზმური მემბრანა, ბირთვი და ციტოპლაზმა (სურათი 1).

პლაზმური მემბრანაგამოყოფს უჯრედს და მის შიგთავსს გარემოსგან. მე-2 სურათზე ხედავთ: მემბრანა იქმნება ლიპიდების ორი ფენით და ცილის მოლეკულები შეაღწევს მემბრანის სისქეს.

პლაზმური მემბრანის ძირითადი ფუნქცია ტრანსპორტი. ის უზრუნველყოფს უჯრედის საკვები ნივთიერებების მიწოდებას და მისგან მეტაბოლური პროდუქტების მოცილებას.

მემბრანის მნიშვნელოვანი თვისებაა შერჩევითი გამტარიანობა, ანუ ნახევრად გამტარიანობა, უჯრედს საშუალებას აძლევს გარემოსთან ურთიერთობისას: მასში მხოლოდ გარკვეული ნივთიერებები შედიან და ტოვებენ. წყლის და ზოგიერთი სხვა ნივთიერების მცირე მოლეკულები უჯრედში შედიან დიფუზიის გზით, ნაწილობრივ მემბრანის ფორების მეშვეობით.

შაქარი, ორგანული მჟავები, მარილები იხსნება ციტოპლაზმაში, მცენარეული უჯრედის ვაკუოლების უჯრედულ წვენში. უფრო მეტიც, მათი კონცენტრაცია უჯრედში გაცილებით მაღალია, ვიდრე გარემოში. რაც მეტია ამ ნივთიერებების კონცენტრაცია უჯრედში, მით უფრო მეტად შთანთქავს წყალს. ცნობილია, რომ უჯრედი მუდმივად მოიხმარს წყალს, რის გამოც უჯრედის წვენის კონცენტრაცია იზრდება და წყალი ისევ უჯრედში შედის.

უჯრედში უფრო დიდი მოლეკულების (გლუკოზა, ამინომჟავები) შემოსვლას უზრუნველყოფს მემბრანის სატრანსპორტო ცილები, რომლებიც ტრანსპორტირებული ნივთიერებების მოლეკულებთან შერწყმით მათ მემბრანის გავლით ატარებენ. ამ პროცესში მონაწილეობენ ფერმენტები, რომლებიც ანადგურებენ ATP-ს.

სურათი 1. ევკარიოტული უჯრედის სტრუქტურის განზოგადებული სქემა.
(დააჭირეთ სურათს სურათის გასადიდებლად)

სურათი 2. პლაზმური მემბრანის სტრუქტურა.
1 - პირსინგიანი ციყვი, 2 - ჩაძირული ციყვი, 3 - გარე ციყვი

სურათი 3. პინოციტოზის და ფაგოციტოზის სქემა.

ცილების და პოლისაქარიდების კიდევ უფრო დიდი მოლეკულები უჯრედში შედიან ფაგოციტოზით (ბერძნულიდან. ფაგოსები- შთანთქავს და კიტოები- ჭურჭელი, უჯრედი) და სითხის წვეთები - პინოციტოზით (ბერძნულიდან. პინო- დალიე და კიტოები) (სურ. 3).

ცხოველური უჯრედები, მცენარეული უჯრედებისგან განსხვავებით, გარშემორტყმულია რბილი და მოქნილი „ბეწვის ქურთუკით“, რომელიც წარმოიქმნება ძირითადად პოლისაქარიდის მოლეკულებით, რომლებიც მემბრანის ზოგიერთ ცილასა და ლიპიდზე მიმაგრებით უჯრედს გარედან აკრავს. პოლისაქარიდების შემადგენლობა სპეციფიკურია სხვადასხვა ქსოვილისთვის, რის გამოც უჯრედები ერთმანეთს „ამოიცნობენ“ და უკავშირდებიან ერთმანეთს.

ასეთი „ბეწვის ქურთუკი“ მცენარეულ უჯრედებს არ აქვთ. მათ აქვთ ფორებით სავსე მემბრანა პლაზმური მემბრანის ზემოთ. უჯრედის კედელიშედგება ძირითადად ცელულოზისგან. ციტოპლაზმის ძაფები გადაჭიმულია უჯრედიდან უჯრედამდე ფორების გავლით, რაც უჯრედებს ერთმანეთთან აკავშირებს. ასე ხდება უჯრედებს შორის კავშირი და მიიღწევა სხეულის მთლიანობა.

მცენარეებში უჯრედის მემბრანა ძლიერ ჩონჩხის როლს ასრულებს და უჯრედს დაზიანებისგან იცავს.

ბაქტერიების უმეტესობას და ყველა სოკოს აქვს უჯრედის მემბრანა, მხოლოდ მისი ქიმიური შემადგენლობა განსხვავებულია. სოკოებში იგი შედგება ქიტინის მსგავსი ნივთიერებისგან.

მსგავსი სტრუქტურა აქვთ სოკოების, მცენარეების და ცხოველების უჯრედებს. უჯრედში სამი ძირითადი ნაწილია: ბირთვი, ციტოპლაზმა და პლაზმური მემბრანა. პლაზმური მემბრანა შედგება ლიპიდებისა და ცილებისგან. ის უზრუნველყოფს ნივთიერებების უჯრედში შეღწევას და მათ უჯრედიდან გათავისუფლებას. მცენარეების, სოკოების და ბაქტერიების უმეტესობის უჯრედებში პლაზმური მემბრანის ზემოთ არის უჯრედის მემბრანა. ის ასრულებს დამცავ ფუნქციას და ასრულებს ჩონჩხის როლს. მცენარეებში უჯრედის კედელი შედგება ცელულოზისგან, სოკოებში კი ქიტინის მსგავსი ნივთიერებისგან. ცხოველური უჯრედები დაფარულია პოლისაქარიდებით, რომლებიც უზრუნველყოფენ კონტაქტებს იმავე ქსოვილის უჯრედებს შორის.

იცით თუ არა, რომ უჯრედის ძირითადი ნაწილია ციტოპლაზმა. იგი შედგება წყლის, ამინომჟავების, ცილების, ნახშირწყლების, ATP, არაორგანული ნივთიერებების იონებისგან. ციტოპლაზმა შეიცავს უჯრედის ბირთვს და ორგანელებს. მასში ნივთიერებები უჯრედის ერთი ნაწილიდან მეორეზე გადადიან. ციტოპლაზმა უზრუნველყოფს ყველა ორგანელის ურთიერთქმედებას. სწორედ აქ ხდება ქიმიური რეაქციები.

მთელი ციტოპლაზმა გაჟღენთილია წვრილი ცილის მიკროტუბულებით, რომლებიც წარმოიქმნება უჯრედის ციტოჩონჩხირის გამოც ის მუდმივ ფორმას ინარჩუნებს. უჯრედის ციტოჩონჩხი მოქნილია, რადგან მიკროტუბულებს შეუძლიათ შეცვალონ თავიანთი პოზიცია, გადაადგილდნენ ერთი ბოლოდან და შემცირდნენ მეორედან. უჯრედში შედიან სხვადასხვა ნივთიერებები. რა ხდება მათ გალიაში?

ლიზოსომებში - პატარა მომრგვალებული მემბრანული ვეზიკულები (იხ. სურ. 1), რთული ორგანული ნივთიერებების მოლეკულები ჰიდროლიზური ფერმენტების დახმარებით იყოფა მარტივ მოლეკულებად. მაგალითად, ცილები იშლება ამინომჟავებად, პოლისაქარიდები მონოსაქარიდებად, ცხიმები გლიცეროლად და ცხიმოვან მჟავებად. ამ ფუნქციისთვის ლიზოსომებს ხშირად უწოდებენ უჯრედის „მონელების სადგურებს“.

თუ ლიზოსომების მემბრანა განადგურებულია, მაშინ მათში შემავალ ფერმენტებს შეუძლიათ თავად უჯრედის მონელება. ამიტომ, ზოგჯერ ლიზოსომებს უწოდებენ "უჯრედის მკვლელობის ინსტრუმენტებს".

ლიზოსომებში წარმოქმნილი ამინომჟავების, მონოსაქარიდების, ცხიმოვანი მჟავების და ალკოჰოლების მცირე მოლეკულების ფერმენტული დაჟანგვა ნახშირორჟანგამდე და წყალში იწყება ციტოპლაზმაში და მთავრდება სხვა ორგანელებით - მიტოქონდრია. მიტოქონდრია არის ღეროს ფორმის, ძაფისებრი ან სფერული ორგანელები, რომლებიც ციტოპლაზმიდან შემოიფარგლება ორი გარსით (ნახ. 4). გარე მემბრანა გლუვია, ხოლო შიდა მემბრანა ქმნის ნაკეცებს - cristaeრომლებიც ზრდის მის ზედაპირს. ფერმენტები, რომლებიც მონაწილეობენ ორგანული ნივთიერებების ნახშირორჟანგთან და წყალთან დაჟანგვის რეაქციებში, განლაგებულია შიდა მემბრანაზე. ამ შემთხვევაში გამოიყოფა ენერგია, რომელიც ინახება უჯრედის მიერ ATP მოლეკულებში. ამიტომ, მიტოქონდრიებს უწოდებენ უჯრედის "ელექტროსადგურებს".

უჯრედში ორგანული ნივთიერებები არა მხოლოდ იჟანგება, არამედ სინთეზირდება. ლიპიდების და ნახშირწყლების სინთეზი ხორციელდება ენდოპლაზმურ ბადეზე - EPS (სურ. 5), ხოლო ცილები - რიბოსომებზე. რა არის EPS? ეს არის მილაკებისა და ცისტერნების სისტემა, რომლის კედლები წარმოიქმნება გარსით. ისინი შედიან მთელ ციტოპლაზმაში. ER არხების მეშვეობით ნივთიერებები გადადიან უჯრედის სხვადასხვა ნაწილში.

არის გლუვი და უხეში EPS. ნახშირწყლები და ლიპიდები სინთეზირდება გლუვი EPS-ის ზედაპირზე ფერმენტების მონაწილეობით. EPS-ის უხეშობა მოცემულია მასზე განთავსებული პატარა მომრგვალებული სხეულებით - რიბოზომები(იხ. სურ. 1), რომლებიც მონაწილეობენ ცილების სინთეზში.

ორგანული ნივთიერებების სინთეზი ხდება პლასტიდებიგვხვდება მხოლოდ მცენარეულ უჯრედებში.

ბრინჯი. 4. მიტოქონდრიების სტრუქტურის სქემა.
1.- გარე მემბრანა; 2.- შიდა გარსი; 3.- შიდა გარსის ნაკეცები - cristae.

ბრინჯი. 5. უხეში EPS-ის სტრუქტურის სქემა.

ბრინჯი. 6. ქლოროპლასტის აგებულების სქემა.
1.- გარე მემბრანა; 2.- შიდა გარსი; 3.- ქლოროპლასტის შიდა შიგთავსი; 4. - შიდა მემბრანის ნაკეცები, შეგროვებული "დაწყობებით" და ფორმირდება გრანა.

უფერო პლასტიდებში - ლეიკოპლასტები(ბერძნულიდან. ლეიკოზი- თეთრი და პლასტოსი- შეიქმნა) სახამებელი გროვდება. კარტოფილის ტუბერები ძალიან მდიდარია ლეიკოპლასტებით. ხილსა და ყვავილებს ყვითელი, ნარინჯისფერი, წითელი ფერი ენიჭება ქრომოპლასტები(ბერძნულიდან. ქრომი- ფერი და პლასტოსი). ისინი ასინთეზებენ პიგმენტებს, რომლებიც მონაწილეობენ ფოტოსინთეზში, - კაროტინოიდები. მცენარეთა ცხოვრებაში, მნიშვნელობა ქლოროპლასტები(ბერძნულიდან. ქლოროსი- მომწვანო და პლასტოსი) - მწვანე პლასტიდები. მე-6 სურათზე ხედავთ, რომ ქლოროპლასტები დაფარულია ორი გარსით: გარე და შიდა. შიდა გარსი აყალიბებს ნაკეცებს; ნაკეცებს შორის არის ბუშტები დაწყობილი გროვად - მარცვლები. მარცვლები შეიცავს ქლოროფილის მოლეკულებს, რომლებიც მონაწილეობენ ფოტოსინთეზში. თითოეული ქლოროპლასტი შეიცავს დაახლოებით 50 მარცვალს, რომლებიც განლაგებულია ჭადრაკით. ეს განლაგება უზრუნველყოფს თითოეული მარცვლის მაქსიმალურ განათებას.

ციტოპლაზმაში ცილები, ლიპიდები, ნახშირწყლები შეიძლება დაგროვდეს მარცვლების, კრისტალების, წვეთების სახით. ესენი ჩართვა- სარეზერვო ნუტრიენტები, რომლებსაც უჯრედი მოიხმარს საჭიროებისამებრ.

მცენარეთა უჯრედებში, სარეზერვო საკვები ნივთიერებების ნაწილი, ისევე როგორც დაშლის პროდუქტები, გროვდება ვაკუოლების უჯრედულ წვენში (იხ. სურ. 1). მათ შეუძლიათ შეადგინონ მცენარეული უჯრედის მოცულობის 90%. ცხოველურ უჯრედებს აქვთ დროებითი ვაკუოლები, რომლებიც იკავებს მათი მოცულობის არაუმეტეს 5%-ს.

ბრინჯი. 7. გოლგის კომპლექსის სტრუქტურის სქემა.

მე-7 სურათზე ხედავთ ღრუების სისტემას, რომელიც გარშემორტყმულია გარსით. Ეს არის გოლგის კომპლექსი, რომელიც ასრულებს სხვადასხვა ფუნქციას უჯრედში: მონაწილეობს ნივთიერებების დაგროვებასა და ტრანსპორტირებაში, უჯრედიდან მათ ამოღებაში, ლიზოსომების, უჯრედის მემბრანის წარმოქმნაში. მაგალითად, გოლჯის კომპლექსის ღრუში შედიან ცელულოზის მოლეკულები, რომლებიც ბუშტების დახმარებით გადადიან უჯრედის ზედაპირზე და შედის უჯრედის მემბრანაში.

უჯრედების უმეტესობა მრავლდება გაყოფით. ეს პროცესი მოიცავს უჯრედის ცენტრი. იგი შედგება ორი ცენტრიოლისაგან, რომლებიც გარშემორტყმულია მკვრივი ციტოპლაზმით (იხ. სურ. 1). გაყოფის დასაწყისში ცენტრიოლები გადადიან უჯრედის პოლუსებისკენ. მათგან განსხვავდებიან ცილოვანი ძაფები, რომლებიც დაკავშირებულია ქრომოსომებთან და უზრუნველყოფს მათ ერთგვაროვან განაწილებას ორ ქალიშვილ უჯრედს შორის.

უჯრედის ყველა ორგანელი ერთმანეთთან მჭიდროდ არის დაკავშირებული. მაგალითად, ცილის მოლეკულები სინთეზირდება რიბოსომებში, ისინი ტრანსპორტირდება EPS არხებით უჯრედის სხვადასხვა ნაწილში, ხოლო ცილები ნადგურდება ლიზოსომებში. ახლად სინთეზირებული მოლეკულები გამოიყენება უჯრედის სტრუქტურების ასაგებად ან ციტოპლაზმაში და ვაკუოლებში დაგროვების მიზნით, როგორც სარეზერვო ნუტრიენტები.

უჯრედი ივსება ციტოპლაზმით. ციტოპლაზმა შეიცავს ბირთვს და სხვადასხვა ორგანელებს: ლიზოსომებს, მიტოქონდრიებს, პლასტიდებს, ვაკუოლებს, ER, უჯრედის ცენტრს, გოლჯის კომპლექსს. ისინი განსხვავდებიან თავიანთი სტრუქტურითა და ფუნქციებით. ციტოპლაზმის ყველა ორგანელა ურთიერთქმედებს ერთმანეთთან, რაც უზრუნველყოფს უჯრედის ნორმალურ ფუნქციონირებას.

ცხრილი 1. უჯრედის სტრუქტურა

ორგანელები	სტრუქტურა და თვისებები	ფუნქციები
ჭურვი	შედგება ცელულოზისგან. გარს აკრავს მცენარის უჯრედებს. აქვს ფორები	ის ანიჭებს უჯრედს სიმტკიცეს, ინარჩუნებს გარკვეულ ფორმას, იცავს. არის მცენარეების ჩონჩხი
გარე უჯრედის მემბრანა	ორმაგი მემბრანული უჯრედის სტრუქტურა. იგი შედგება ბილიპიდური ფენისგან და მოზაიკურად გადანაწილებული ცილებისაგან, ნახშირწყლები განლაგებულია გარეთ. ნახევრად გამტარი	ზღუდავს ყველა ორგანიზმის უჯრედების ცოცხალ შინაარსს. უზრუნველყოფს შერჩევით გამტარიანობას, იცავს, არეგულირებს წყალ-მარილის ბალანსს, ცვლის გარე გარემოსთან.
ენდოპლაზმური რეტიკულუმი (ER)	ერთი მემბრანის სტრუქტურა. ტუბულების, ტუბულების, ცისტერნების სისტემა. აღწევს უჯრედის მთელ ციტოპლაზმაში. გლუვი ER და მარცვლოვანი ER რიბოზომებით	უჯრედს ყოფს ცალკეულ ნაწილებად, სადაც მიმდინარეობს ქიმიური პროცესები. უზრუნველყოფს უჯრედში ნივთიერებების კომუნიკაციას და ტრანსპორტირებას. ცილის სინთეზი ხდება მარცვლოვან ენდოპლაზმურ რეტიკულუმზე. გლუვზე - ლიპიდური სინთეზი
გოლგის აპარატი	ერთი მემბრანის სტრუქტურა. ბუშტების, ტანკების სისტემა, რომელშიც განლაგებულია სინთეზისა და დაშლის პროდუქტები	უზრუნველყოფს უჯრედიდან ნივთიერებების შეფუთვას და ამოღებას, აყალიბებს პირველადი ლიზოსომებს
ლიზოსომები	ერთმემბრანიანი სფერული უჯრედის სტრუქტურები. შეიცავს ჰიდროლიზურ ფერმენტებს	უზრუნველყოფს მაკრომოლეკულური ნივთიერებების დაშლას, უჯრედშიდა მონელებას
რიბოზომები	არამემბრანული სოკოს ფორმის სტრუქტურები. შედგება მცირე და დიდი ქვედანაყოფებისგან	შეიცავს ბირთვში, ციტოპლაზმაში და მარცვლოვან ენდოპლაზმურ რეტიკულუმში. მონაწილეობს ცილების ბიოსინთეზში.
მიტოქონდრია	ორმემბრანიანი მოგრძო ორგანელები. გარე გარსი გლუვია, შიდა გარსი ქმნის კრისტებს. მატრიცით სავსე. არსებობს მიტოქონდრიული დნმ, რნმ, რიბოსომები. ნახევრად ავტონომიური სტრუქტურა	ისინი უჯრედების ენერგეტიკული სადგურებია. ისინი უზრუნველყოფენ სუნთქვის პროცესს - ორგანული ნივთიერებების ჟანგბადის დაჟანგვას. ATP სინთეზი მიმდინარეობს
პლასტიდები ქლოროპლასტები	მცენარეული უჯრედებისთვის დამახასიათებელი. ორმემბრანიანი, ნახევრად ავტონომიური წაგრძელებული ორგანელები. შიგნით ისინი ივსება სტრომით, რომელშიც გრანა მდებარეობს. გრანა წარმოიქმნება მემბრანული სტრუქტურებისგან - თილაკოიდები. აქვს დნმ, რნმ, რიბოზომები	ხდება ფოტოსინთეზი. თილაკოიდების გარსებზე მიმდინარეობს მსუბუქი ფაზის რეაქციები, სტრომაში - ბნელი ფაზის. ნახშირწყლების სინთეზი
ქრომოპლასტები	ორმემბრანიანი სფერული ორგანელები. შეიცავს პიგმენტებს: წითელ, ნარინჯისფერ, ყვითელ. წარმოიქმნება ქლოროპლასტებისგან	მიეცით ფერი ყვავილებსა და ხილს. შემოდგომაზე ქლოროპლასტებისგან წარმოქმნილი ფოთლებს ყვითელ ფერს აძლევს
ლეიკოპლასტები	ორმემბრანიანი უფერული სფერული პლასტიდები. შუქზე მათ შეუძლიათ ქლოროპლასტების გარდაქმნა	ინახავს საკვებ ნივთიერებებს სახამებლის მარცვლების სახით
უჯრედის ცენტრი	არამემბრანული სტრუქტურები. შედგება ორი ცენტრიოლისა და ცენტრისფერისგან	აყალიბებს უჯრედის გაყოფის ღერძს, მონაწილეობს გაყოფაში. გაყოფის შემდეგ უჯრედები გაორმაგდება
ვაკუოლი	მცენარეული უჯრედისთვის დამახასიათებელი. მემბრანის ღრუ ივსება უჯრედის წვენით	არეგულირებს უჯრედის ოსმოსურ წნევას. აგროვებს საკვებ ნივთიერებებს და უჯრედის ნარჩენ პროდუქტებს
ბირთვი	უჯრედის მთავარი კომპონენტი. გარშემორტყმულია ორფენიანი ფოროვანი ბირთვული მემბრანით. სავსეა კარიოპლაზმით. შეიცავს დნმ-ს ქრომოსომების სახით (ქრომატინი)	არეგულირებს ყველა პროცესს უჯრედში. უზრუნველყოფს მემკვიდრეობითი ინფორმაციის გადაცემას. ქრომოსომების რაოდენობა მუდმივია თითოეული სახეობისთვის. მხარს უჭერს დნმ-ის რეპლიკაციას და რნმ-ს სინთეზს
ნუკლეოლუსი	ბნელი წარმონაქმნი ბირთვში, არ არის გამოყოფილი კარიოპლაზმისგან	რიბოსომის წარმოქმნის ადგილი
მოძრაობის ორგანელები. კილია. ფლაგელა	მემბრანით გარშემორტყმული ციტოპლაზმის გამონაზარდები	უზრუნველყოს უჯრედების მოძრაობა, მტვრის ნაწილაკების მოცილება (ცილიური ეპითელიუმი)

სოკოების, მცენარეების და ცხოველების სასიცოცხლო აქტივობასა და უჯრედულ დაყოფაში უმნიშვნელოვანესი როლი ეკუთვნის ბირთვს და მასში მდებარე ქრომოსომებს. ამ ორგანიზმების უჯრედების უმეტესობას აქვს ერთი ბირთვი, მაგრამ ასევე არის მრავალბირთვიანი უჯრედები, როგორიცაა კუნთოვანი უჯრედები. ბირთვი მდებარეობს ციტოპლაზმაში და აქვს მრგვალი ან ოვალური ფორმა. იგი დაფარულია გარსით, რომელიც შედგება ორი გარსისგან. ბირთვულ მემბრანას აქვს ფორები, რომლის მეშვეობითაც ხდება ნივთიერებების გაცვლა ბირთვსა და ციტოპლაზმას შორის. ბირთვი ივსება ბირთვული წვენით, რომელიც შეიცავს ნუკლეოლებს და ქრომოსომებს.

ნუკლეოლებიარის რიბოსომების „წარმოების სახელოსნოები“, რომლებიც წარმოიქმნება ბირთვში წარმოქმნილი რიბოსომური რნმ-დან და ციტოპლაზმაში სინთეზირებული ცილებისგან.

ბირთვის ძირითადი ფუნქცია - მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენახვა და გადაცემა - დაკავშირებულია ქრომოსომები. ორგანიზმის თითოეულ ტიპს აქვს ქრომოსომების საკუთარი ნაკრები: გარკვეული რაოდენობა, ფორმა და ზომა.

სხეულის ყველა უჯრედი, გარდა სქესის უჯრედებისა, ეწოდება სომატური(ბერძნულიდან. ლოქო- სხეული). ერთი და იგივე სახეობის ორგანიზმის უჯრედები შეიცავს ქრომოსომების ერთნაირ კომპლექტს. მაგალითად, ადამიანებში სხეულის თითოეული უჯრედი შეიცავს 46 ქრომოსომას, ბუზში დროზოფილა - 8 ქრომოსომას.

სომატურ უჯრედებს ჩვეულებრივ აქვთ ქრომოსომების ორმაგი ნაკრები. მას ეძახიან დიპლოიდურიდა აღნიშნეს 2 ნ. ამრიგად, ადამიანს აქვს 23 წყვილი ქრომოსომა, ანუ 2 ნ= 46. სასქესო უჯრედები შეიცავს ნახევარ ქრომოსომას. მარტოხელაა თუ ჰაპლოიდი, ნაკრები. პირი 1 ნ = 23.

სომატურ უჯრედებში ყველა ქრომოსომა, სასქესო უჯრედების ქრომოსომებისგან განსხვავებით, დაწყვილებულია. ქრომოსომები, რომლებიც ქმნიან ერთ წყვილს, ერთმანეთის იდენტურია. დაწყვილებულ ქრომოსომებს უწოდებენ ჰომოლოგიური. ქრომოსომებს, რომლებიც მიეკუთვნებიან სხვადასხვა წყვილს და განსხვავდებიან ფორმითა და ზომით, ეწოდება არაჰომოლოგური(ნახ. 8).

ზოგიერთ სახეობაში, ქრომოსომების რაოდენობა შეიძლება იყოს იგივე. მაგალითად, წითელ სამყურასა და ბარდაში 2 ნ= 14. თუმცა მათი ქრომოსომა განსხვავდება დნმ-ის მოლეკულების ფორმით, ზომით, ნუკლეოტიდური შემადგენლობით.

ბრინჯი. 8. ქრომოსომების ნაკრები დროზოფილის უჯრედებში.

ბრინჯი. 9. ქრომოსომის აგებულება.

ქრომოსომების როლის გასაგებად მემკვიდრეობითი ინფორმაციის გადაცემაში აუცილებელია მათი აგებულებისა და ქიმიური შემადგენლობის გაცნობა.

გამყოფი უჯრედის ქრომოსომა გრძელ თხელ ძაფებს ჰგავს. უჯრედის გაყოფამდე თითოეული ქრომოსომა შედგება ორი იდენტური ძაფისგან - ქრომატიდები, რომლებიც დაკავშირებულია შეკუმშვის ფარფლებს შორის - (სურ. 9).

ქრომოსომა შედგება დნმ-ისა და ცილებისგან. ვინაიდან დნმ-ის ნუკლეოტიდური შემადგენლობა სახეობებს შორის განსხვავდება, ქრომოსომების შემადგენლობა უნიკალურია თითოეული სახეობისთვის.

ბაქტერიების გარდა ყველა უჯრედს აქვს ბირთვი, რომელიც შეიცავს ნუკლეოლებს და ქრომოსომებს. თითოეულ სახეობას ახასიათებს ქრომოსომების კონკრეტული ნაკრები: რიცხვი, ფორმა და ზომა. ორგანიზმების უმეტესობის სომატურ უჯრედებში ქრომოსომების ნაკრები დიპლოიდურია, სასქესო უჯრედებში ჰაპლოიდური. დაწყვილებულ ქრომოსომებს ჰომოლოგიური ეწოდება. ქრომოსომა შედგება დნმ-ისა და ცილებისგან. დნმ-ის მოლეკულები უზრუნველყოფს მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენახვას და გადაცემას უჯრედიდან უჯრედში და ორგანიზმიდან ორგანიზმში.

ამ თემებზე მუშაობისას თქვენ უნდა შეგეძლოთ:

1. უთხარით რა შემთხვევაშია საჭირო სინათლის მიკროსკოპის (სტრუქტურის), გადამცემი ელექტრონული მიკროსკოპის გამოყენება.
2. აღწერეთ უჯრედის მემბრანის სტრუქტურა და ახსენით კავშირი მემბრანის სტრუქტურასა და უჯრედსა და გარემოს შორის ნივთიერებების გაცვლის უნარს შორის.
3. განსაზღვრეთ პროცესები: დიფუზია, გაადვილებული დიფუზია, აქტიური ტრანსპორტი, ენდოციტოზი, ეგზოციტოზი და ოსმოზი. მიუთითეთ განსხვავებები ამ პროცესებს შორის.
4. დაასახელეთ სტრუქტურების ფუნქციები და მიუთითეთ რომელ უჯრედებში (მცენარე, ცხოველი თუ პროკარიოტული) მდებარეობს: ბირთვი, ბირთვული მემბრანა, ნუკლეოპლაზმა, ქრომოსომა, პლაზმური მემბრანა, რიბოსომა, მიტოქონდრიონი, უჯრედის კედელი, ქლოროპლასტი, ვაკუოლი, ლიზოსომა, გლუვი ენდოპლაზმური ბადე. (აგრანულარული) და უხეში (მარცვლოვანი), უჯრედის ცენტრი, გოლგის აპარატი, ცილიუმი, ფლაგელუმი, მეზოსომა, პილი ან ფიმბრია.
5. დაასახელეთ მინიმუმ სამი ნიშანი, რომლითაც მცენარეული უჯრედი შეიძლება განვასხვავოთ ცხოველური უჯრედისაგან.
6. ჩამოთვალეთ ძირითადი განსხვავებები პროკარიოტულ და ევკარიოტურ უჯრედებს შორის.

ივანოვა T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "ზოგადი ბიოლოგია". მოსკოვი, "განმანათლებლობა", 2000 წ

• თემა 1. „პლაზმური მემბრანა“. §1, §8 გვ. 5;20
• თემა 2. "გალია". §8-10 გვ.20-30
• თემა 3. "პროკარიოტული უჯრედი. ვირუსები." §11 გვ 31-34

მცენარის უჯრედის მემბრანა არის ერთ-ერთი ორგანელა, რომელიც ფარავს ციტოპლაზმას და ემსახურება როგორც სპეციფიკურ ბარიერს შიდა შიგთავსსა და გარე გარემოს შორის. ამ ორგანოიდს ბიოლოგიურ მეცნიერებაში მიღებული სხვა სახელებიც აქვს: პლაზმური მემბრანა, პლაზმალემა და ციტოლემა. იგი სრულად იქნა შესწავლილი მხოლოდ შედარებით ცოტა ხნის წინ - გასული საუკუნის სამოცდაათიან წლებში, კვლევის გარღვევა დაკავშირებულია პირველი ელექტრონული მიკროსკოპების გამოჩენასთან, რამაც დიდად შეუწყო ხელი მკვლევართა მუშაობას. პირველივე სამეცნიერო ექსპერიმენტები, რომლებიც ეხებოდა პლაზმალემას და მიიღო მნიშვნელოვანი შედეგები, ჩატარდა 1925 წელს. მცენარეული უჯრედის უჯრედის მემბრანას აქვს ისეთი თვისებები, რომლებიც განასხვავებს მას მსგავსი ცხოველური ორგანელისგან. ეს სტატია დეტალურად განიხილავს ამ მახასიათებლებს.

და ფუნქციები დიდად არ განსხვავდება სხვადასხვა ორგანიზმში. სახეობების უმეტესობას აქვს შემდეგი პლაზმური მემბრანის სტრუქტურა:

1. გარე ფენა. იგი შედგება ცილებისგან, არ არის უწყვეტი, აქვს იონებისგან შემდგარი სპეციალური არხები, რომლებიც ემსახურებიან იმ ნივთიერებების შიგნით ტრანსპორტირებას, რომლებსაც არ შეუძლიათ დამოუკიდებლად გადალახონ შუა ფენა.
2. შუა ფენა. წინააღმდეგ შემთხვევაში - ბილიპიდური ან ცხიმიანი. ის არის თხევადი და შედარებით ერთგვაროვანი, ვინაიდან გარე შრეებში არსებული სხვადასხვა ტიპის ცილებს შეუძლიათ შეაღწიონ მასში. იგი შეიცავს რამდენიმე სახის ლიპიდებს: ფოსფოლიპიდებს, ქოლესტერინს და გლიკოლიპიდებს. ქოლესტერინი ყოველთვის არ არის. ლიპიდებს აქვთ თავი, რომელიც ითვლება ჰიდროფილურად, ასევე ორი გრძელი ბოლო, რომელიც, პირიქით, ჰიდროფობია.
3. შიდა ფენა. გარე შრის მსგავსად, შედგება ცილებისგან. ასევე, ცილოვან ფენებს აქვთ სპეციალური რგოლოვანი ლიპიდები, რომლებიც მათთვის დამცავი ფილმის ფუნქციას ასრულებს, რაც უზრუნველყოფს მათ მუშაობას.

მცენარის უჯრედის მემბრანის ცილოვანი შრეები შედგება:

• ინტეგრალური ცილები. განაწილებულია პლაზმალემის მთელ სიგანეზე;
• ნახევრად ინტეგრალური. ჩაშენებულია შიგნით, მაგრამ არ გაივლის ციტოლემაში;
• პერიფერიული. წარმოდგენილია მხოლოდ ზედაპირზე.

ზემოთ განხილული, რომელიც ძირითადად ერთნაირია სხვადასხვა სახეობებში, მას მაინც აქვს მცირე განსხვავებები ორგანიზმებში, როგორიცაა მცენარეები, სოკოები და ბაქტერიები. იმისათვის, რომ გავიგოთ ამ განსხვავებების არსი, აუცილებელია გავითვალისწინოთ ის ამოცანები, რომლებსაც პლაზმალემა წყვეტს მცენარეულ ორგანიზმებში.

ნახეთ ვიდეო უჯრედის სტრუქტურისა და უჯრედის მემბრანის შესახებ.

მცენარის უჯრედის მემბრანა ასრულებს შემდეგ ფუნქციებს:

1. Ტრანსპორტირება. ხელს უწყობს აუცილებელი საკვები ნივთიერებების მიღებას. არეგულირებს უჯრედის საერთო გაცვლას გარე გარემოსთან.
2. მატრიცა. პასუხისმგებელია სხვა შინაგანი ორგანელების მდებარეობაზე, აფიქსირებს მათ პოზიციას და ხელს უწყობს მათ ურთიერთქმედებას ერთმანეთთან.
3. ენერგეტიკული ცვლის რეგულირება. უზრუნველყოფს სხვადასხვა პროცესების დინებას, ფოტოსინთეზიდან უჯრედის სუნთქვამდე. ეს პროცესები შეუძლებელი იქნებოდა პლაზმური ცილოვანი არხების გარეშე.
4. ფერმენტის წარმოება. ფერმენტები წარმოიქმნება ზოგიერთი უჯრედის პლაზმური მემბრანების ცილოვან შრეებში.

ცხოველურ და მცენარეულ უჯრედებში, უჯრედის მემბრანის სტრუქტურა იდენტურია, მაგრამ მათი ფუნქციები განსხვავებულია. ეს აიხსნება მცენარეების არსებობით. ეს კედელი არის დამატებითი ორგანოიდი, რომელიც ფარავს ციტოლემას გარედან და, შედეგად, იღებს მის ზოგიერთ ფუნქციას.

უჯრედის კედელი აღებული ფუნქციები:

• დამცავი. ეს კედელი ძლიერია, რაც ხელს უწყობს მექანიკური დაზიანების თავიდან აცილებას. ის ასევე შერჩევით უშვებს მოლეკულებს შიგნით, რაც ხელს უშლის პათოგენების შეღწევას;
• მარაგის ფორმირება. ზოგიერთი სასარგებლო ნივთიერება დეპონირდება კედელში არახელსაყრელი პირობების შემთხვევაში გამოსაყენებლად, ასევე ზრდისა და განვითარების უზრუნველსაყოფად;
• არეგულირებს შიდა წნევას. ამ ფუნქციის შესრულება პირდაპირ კავშირშია სხეულის სიძლიერესთან;
• ურთიერთქმედება სხვა უჯრედებთან. კედელში სპეციალური არხების არსებობა საშუალებას გაძლევთ გაცვალოთ ინფორმაცია გარე გარემოს მდგომარეობის შესახებ.

განხილული კედელი იღებს მთელ რიგ ფუნქციებს, რომლებიც ასრულებენ ცხოველურ ორგანიზმებში ციტოლემის მიერ. ამის გამოა, რომ მცენარეთა და ზოგიერთი სხვა სახეობის მემბრანის სტრუქტურა შეიძლება განსხვავდებოდეს.

ციტოლემის ღირებულება სხეულისთვის

იმისდა მიუხედავად, რომ მცენარეებში ციტოლემიდან სხვა ორგანელაზე გადაცემულია მრავალი ფუნქცია, ის მაინც ძალიან მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ორგანიზმის ცხოვრებაში.

პლაზმალემის დახმარებით ხდება ძირითადი მეტაბოლური პროცესები, რომლებიც გამოიხატება შემდეგი რეაქციებით:

1. ეგზოციტოზი. გარედან გათავისუფლება ნივთიერებების, რომლებიც უკვე დამუშავებული იყო ადრე, ან ჩამოყალიბდა სპეციალურად გარე გარემოში შესასვლელად (მაგალითად, ჰორმონები ან ფერმენტები). მათ მოსაშორებლად ციტოლემის შიდა ზედაპირზე წარმოიქმნება სპეციალური ვეზიკულები, რომლებიც გადიან ლიპიდების რიგებს და შემდეგ მათი შიგთავსი გარედან გამოიყოფა.
2. ფაგოციტოზი. ციტოლემის მიერ გარკვეული საკვები ნივთიერებების ნაწილაკების შეწოვა და მათი შემდგომი დამუშავება. ამ პროცესზე პასუხისმგებელია სპეციალური უჯრედები, სახელწოდებით ფაგოციტები, რომლებიც მიმაგრებულია ციტოლემაზე.
3. პინოციტოზი. პლაზმალემის მიერ თხევადი მოლეკულების შეწოვა, რომლებიც ახლოს არიან მასთან. ამას პლაზმალემის ზედაპირზე განლაგებული სპეციალური ფლაგელა აკეთებს, რის გამოც ზედაპირზე მოხვედრილი სითხე წვეთის ფორმას იღებს და შეიძლება დაიჭიროს.

იონური არხების არსებობის გამო, სიცოცხლისთვის აუცილებელი მთელი რიგი ნივთიერებები შედიან ციტოლემაში. ამ არხების მნიშვნელოვნება ძნელად შეიძლება გადაჭარბებული იყოს, მათ მნიშვნელობაზე მაინც მიუთითებს ის ფაქტი, რომ თუ არხები კარგავენ ტონს და შეწყვეტენ თავიანთი ფუნქციების სწორად შესრულებას, უჯრედი იწყებს ჟანგბადის შიმშილს, რის გამოც, გარკვეული პერიოდის შემდეგ, მას შეუძლია გადაგვარდეს კიბოს უჯრედში.

მცენარეულ უჯრედში არა მხოლოდ ციტოლემა, არამედ უჯრედის კედელიც პასუხისმგებელია კვების პროცესებზე, ამიტომ იმდენად მნიშვნელოვანია, რომ ამ ორგანელების კომბინაცია იყოს სათანადო მდგომარეობაში, სიცოცხლე პირდაპირ დამოკიდებულია ამაზე.

როგორ ფიქრობთ, მასალაში უჯრედის მემბრანის ყველა ფუნქცია იყო მითითებული? ალბათ თქვენ შორის არიან ყველაზე ყურადღებიანი, ვინ იცის კიდევ ერთი უმნიშვნელო ფუნქცია? გააზიარეთ თქვენი დაკვირვებები