Schema structurii membranei celulare și funcțiile acesteia. Membrana celulară: definiție, funcții ale membranelor, proprietăți fizice

Membrana celulara.
Membrana celulară separă conținutul oricărei celule de mediul extern, asigurând integritatea acesteia; reglează schimbul dintre celulă și mediu; membranele intracelulare împart celula în compartimente închise specializate - compartimente sau organite, în care sunt menținute anumite condiții de mediu.
Structura.
Membrana celulară este un strat dublu (dublu strat) de molecule din clasa lipidelor (grăsimilor), dintre care majoritatea sunt așa-numitele lipide complexe - fosfolipide. Moleculele de lipide au o parte hidrofilă („cap”) și una hidrofobă („coadă”). În timpul formării membranelor, porțiunile hidrofobe ale moleculelor se întorc spre interior, în timp ce porțiunile hidrofile se întorc spre exterior. Membranele sunt structuri foarte asemănătoare în diferite organisme. Grosimea membranei este de 7-8 nm. (10-9 metri)
hidrofilitate- capacitatea unei substanțe de a fi umezită cu apă.
hidrofobicitate- incapacitatea unei substanțe de a fi umezită cu apă.
Membrana biologică include, de asemenea, diferite proteine:
- integral (penetrând membrana prin)
- semi-integral (cufundat la un capăt în stratul lipidic exterior sau interior)
- superficial (situat pe exteriorul sau adiacent fetelor interioare ale membranei).
Unele proteine sunt punctele de contact ale membranei celulare cu citoscheletul din interiorul celulei și cu peretele celular (dacă există) în exterior.
citoschelet- schela celulară în interiorul celulei.
Funcții.
1) Bariera- asigura un metabolism reglat, selectiv, pasiv si activ cu mediul.
2) Transport- substantele sunt transportate prin membrana in si in afara celulei.matricea - asigura o anumita pozitie relativa si orientare a proteinelor membranare, interactiunea optima a acestora.
3) mecanic- asigura autonomia celulei, structurile ei intracelulare, precum si legatura cu alte celule (in tesuturi).Substanta intercelulara joaca un rol important in asigurarea functiei mecanice.
4) Receptor- unele proteine din membrana sunt receptori (molecule prin care celula percepe anumite semnale).
De exemplu, hormonii care circulă în sânge acționează doar asupra celulelor țintă care au receptori corespunzători acelor hormoni. Neurotransmițătorii (substanțe chimice care conduc impulsurile nervoase) se leagă, de asemenea, de proteine specifice receptorului de pe celulele țintă.
Hormonii- substanțe chimice de semnalizare biologic active.
5) Enzimatic Proteinele membranare sunt adesea enzime. De exemplu, membranele plasmatice ale celulelor epiteliale intestinale conțin enzime digestive.
6) Implementarea generarii si conducerii biopotentialelor.
Cu ajutorul membranei, în celulă se menține o concentrație constantă de ioni: concentrația ionului K + în interiorul celulei este mult mai mare decât în exterior, iar concentrația Na + este mult mai mică, ceea ce este foarte important, deoarece aceasta menține diferența de potențial de-a lungul membranei și generează un impuls nervos.
impuls nervos – o undă de excitație transmisă de-a lungul unei fibre nervoase.
7) Etichetarea celulelor- exista antigene pe membrana care actioneaza ca markeri - "etichete" care permit identificarea celulei. Acestea sunt glicoproteine (adică proteine cu lanțuri laterale ramificate de oligozaharide atașate) care joacă rolul de „antene”. Datorită multitudinii de configurații ale lanțului lateral, este posibil să se facă un marker specific pentru fiecare tip de celulă. Cu ajutorul markerilor, celulele pot recunoaște alte celule și pot acționa împreună cu acestea, de exemplu, atunci când formează organe și țesuturi. De asemenea, permite sistemului imunitar să recunoască antigenele străine.
caracteristici de permeabilitate.
Membranele celulare au permeabilitate selectivă: pătrund încet prin ele în diferite moduri:
Glucoza este principala sursă de energie.

Aminoacizii sunt elementele de bază care formează toate proteinele din organism.

Acizi grași - funcții structurale, energetice și alte.

Glicerol – face ca organismul să rețină apa și reduce producția de urină.

Ionii sunt enzime pentru reacții.

Mai mult decât atât, membranele în sine reglează activ acest proces într-o anumită măsură - unele substanțe trec, în timp ce altele nu. Există patru mecanisme principale pentru intrarea substanțelor în celulă sau îndepărtarea lor din celulă în exterior:
Mecanisme de permeabilitate pasivă:
1) Difuzia.
O variantă a acestui mecanism este difuzia facilitată, în care o moleculă specifică ajută o substanță să treacă prin membrană. Această moleculă poate avea un canal care permite trecerea unui singur tip de substanță.
difuzie- procesul de penetrare reciprocă a moleculelor unei substanțe între moleculele alteia.
Osmoză– procesul de difuzie unidirecțională printr-o membrană semipermeabilă a moleculelor de solvent către o concentrație mai mare de dizolvat.
Membrana care înconjoară o celulă normală din sânge este permeabilă numai la moleculele de apă, oxigen, unele dintre substanțele nutritive dizolvate în sânge și deșeurile celulare.
Mecanisme active de permeabilitate:
1) Transport activ.
transport activ– transferul unei substanțe dintr-o zonă de concentrație scăzută într-o zonă de concentrație mare.
Transportul activ necesită energie, deoarece se deplasează dintr-o zonă de concentrație scăzută într-o zonă de concentrație mare. Există proteine speciale de pompă pe membrană care pompează activ ionii de potasiu (K +) în celulă și pompează ionii de sodiu (Na +) din ea, ATP servește ca energie.
ATP– sursă universală de energie pentru toate procesele biochimice. .(mai multe mai târziu)
2) Endocitoza.
Particulele care din anumite motive nu sunt capabile să traverseze membrana celulară, dar sunt necesare celulei, pot pătrunde în membrană prin endocitoză.
Endocitoza– procesul de absorbție a materialului extern de către celulă.
Permeabilitatea selectivă a membranei în timpul transportului pasiv se datorează unor canale speciale - proteine integrale. Ele pătrund prin membrana prin și prin, formând un fel de trecere. Elementele K, Na și Cl au propriile lor canale. În ceea ce privește gradientul de concentrație, moleculele acestor elemente se deplasează în interior și în afara celulei. Când sunt iritate, canalele ionice de sodiu se deschid și există un aflux puternic de ioni de sodiu în celulă. Acest lucru are ca rezultat un dezechilibru în potențialul membranei. După aceea, potențialul membranei este restabilit. Canalele de potasiu sunt întotdeauna deschise, prin care ionii de potasiu intră încet în celulă.
Structura membranei
Permeabilitate
transport activ
Osmoză
Endocitoza

9.5.1. Una dintre funcțiile principale ale membranelor este participarea la transportul de substanțe. Acest proces este asigurat de trei mecanisme principale: difuzie simplă, difuzie facilitată și transport activ (Figura 9.10). Amintiți-vă cele mai importante caracteristici ale acestor mecanisme și exemple de substanțe transportate în fiecare caz.

Figura 9.10. Mecanisme de transport al moleculelor prin membrană

difuzie simplă- transferul de substanțe prin membrană fără participarea unor mecanisme speciale. Transportul are loc de-a lungul unui gradient de concentrație fără consum de energie. Biomoleculele mici - H2O, CO2, O2, uree, substanțe hidrofobe cu greutate moleculară mică sunt transportate prin difuzie simplă. Viteza difuziei simple este proporțională cu gradientul de concentrație.

Difuzare facilitată- transferul de substante prin membrana folosind canale proteice sau proteine transportoare speciale. Se efectuează de-a lungul gradientului de concentrație fără consum de energie. Sunt transportate monozaharide, aminoacizi, nucleotide, glicerol, unii ioni. Cinetica de saturație este caracteristică - la o anumită concentrație (saturatoare) a substanței transferate, toate moleculele purtătoare iau parte la transfer, iar viteza de transport atinge valoarea limită.

transport activ- necesită, de asemenea, participarea proteinelor purtătoare speciale, dar transferul are loc împotriva unui gradient de concentrație și, prin urmare, necesită energie. Cu ajutorul acestui mecanism, ionii Na+, K+, Ca2+, Mg2+ sunt transportați prin membrana celulară, iar protonii prin membrana mitocondrială. Transportul activ al substanțelor se caracterizează prin cinetică de saturație.

9.5.2. Un exemplu de sistem de transport care efectuează transport activ de ioni este Na+,K+ -adenozin trifosfataza (Na+,K+ -ATPaza sau Na+,K+ -pompa). Această proteină este situată în grosimea membranei plasmatice și este capabilă să catalizeze reacția de hidroliză a ATP. Energia eliberată în timpul hidrolizei a 1 moleculă de ATP este utilizată pentru a transfera 3 ioni Na + din celulă în spațiul extracelular și 2 ioni K + în direcția opusă (Figura 9.11). Ca urmare a acțiunii Na + , K + -ATPazei, se creează o diferență de concentrație între citosolul celulei și fluidul extracelular. Deoarece transportul ionilor este neechivalent, apare o diferență de potențiale electrice. Astfel, apare un potențial electrochimic, care este suma energiei diferenței de potențiale electrice Δφ și a energiei diferenței de concentrații ale substanțelor ΔС pe ambele părți ale membranei.

Figura 9.11. Schema pompei Na+, K+.

9.5.3. Transfer prin membrane de particule și compuși macromoleculari

Odată cu transportul substanțelor organice și al ionilor efectuat de purtători, există în celulă un mecanism cu totul special conceput pentru a absorbi și elimina compușii macromoleculari din celulă prin schimbarea formei biomembranei. Un astfel de mecanism se numește transport vezicular.

Figura 9.12. Tipuri de transport vezicular: 1 - endocitoza; 2 - exocitoză.

În timpul transferului de macromolecule, are loc formarea secvențială și fuziunea veziculelor (veziculelor) înconjurate de o membrană. După direcția de transport și natura substanțelor transferate, se disting următoarele tipuri de transport vezicular:

Endocitoza(Figura 9.12, 1) - transferul de substanțe în celulă. În funcție de dimensiunea veziculelor rezultate, există:

A) pinocitoza - absorbtia macromoleculelor lichide si dizolvate (proteine, polizaharide, acizi nucleici) folosind bule mici (150 nm in diametru);

b) fagocitoză — absorbția particulelor mari, cum ar fi microorganismele sau resturile celulare. În acest caz, se formează vezicule mari, numite fagozomi cu un diametru mai mare de 250 nm.

Pinocitoza este caracteristică majorității celulelor eucariote, în timp ce particulele mari sunt absorbite de celulele specializate - leucocite și macrofage. În prima etapă a endocitozei, substanțele sau particulele sunt adsorbite pe suprafața membranei; acest proces are loc fără consum de energie. În etapa următoare, membrana cu substanța adsorbită se adâncește în citoplasmă; invaginările locale rezultate ale membranei plasmatice sunt împletite de la suprafața celulei, formând vezicule, care apoi migrează în celulă. Acest proces este conectat printr-un sistem de microfilamente și este dependent de energie. Veziculele și fagozomii care intră în celulă pot fuziona cu lizozomii. Enzimele conținute în lizozomi descompun substanțele conținute în vezicule și fagozomi în produse cu greutate moleculară mică (aminoacizi, monozaharide, nucleotide), care sunt transportate în citosol, unde pot fi utilizate de către celulă.

exocitoză(Figura 9.12, 2) - transferul de particule și compuși mari din celulă. Acest proces, ca și endocitoza, continuă cu absorbția de energie. Principalele tipuri de exocitoză sunt:

A) secreţie - îndepărtarea din celulă a compușilor solubili în apă care sunt utilizați sau afectează alte celule ale corpului. Poate fi realizat atât de celule nespecializate, cât și de celule ale glandelor endocrine, mucoasa tractului gastrointestinal, adaptate pentru secreția substanțelor pe care le produc (hormoni, neurotransmițători, proenzime), în funcție de nevoile specifice ale organismului. .

Proteinele secretate sunt sintetizate pe ribozomi asociați cu membranele reticulului endoplasmatic rugos. Aceste proteine sunt apoi transportate în aparatul Golgi, unde sunt modificate, concentrate, sortate și apoi împachetate în vezicule, care sunt scindate în citosol și ulterior fuzionează cu membrana plasmatică, astfel încât conținutul veziculelor să fie în afara celulei.

Spre deosebire de macromolecule, particulele mici secretate, cum ar fi protonii, sunt transportate din celulă utilizând difuzie facilitată și mecanisme de transport activ.

b) excreţie - îndepărtarea din celulă a substanțelor care nu pot fi utilizate (de exemplu, îndepărtarea unei substanțe reticulare din reticulocite în timpul eritropoiezei, care este o rămășiță agregată de organite). Mecanismul de excreție, aparent, constă în faptul că la început particulele eliberate se află în vezicula citoplasmatică, care apoi se contopește cu membrana plasmatică.

Figura 9.10. Mecanisme de transport al moleculelor prin membrană

Figura 9.11. Schema pompei Na+, K+.

9.5.3. Transfer prin membrane de particule și compuși macromoleculari

Figura 9.12. Tipuri de transport vezicular: 1 - endocitoza; 2 - exocitoză.

Endocitoza(Figura 9.12, 1) - transferul de substanțe în celulă. În funcție de dimensiunea veziculelor rezultate, există:

A) pinocitoza - absorbtia macromoleculelor lichide si dizolvate (proteine, polizaharide, acizi nucleici) folosind bule mici (150 nm in diametru);

b) fagocitoză — absorbția particulelor mari, cum ar fi microorganismele sau resturile celulare. În acest caz, se formează vezicule mari, numite fagozomi cu un diametru mai mare de 250 nm.

exocitoză(Figura 9.12, 2) - transferul de particule și compuși mari din celulă. Acest proces, ca și endocitoza, continuă cu absorbția de energie. Principalele tipuri de exocitoză sunt:

Spre deosebire de macromolecule, particulele mici secretate, cum ar fi protonii, sunt transportate din celulă utilizând difuzie facilitată și mecanisme de transport activ.

membrane biologice- denumirea generală a structurilor de suprafață funcțional active care limitează celulele (membrane celulare sau plasmatice) și organele intracelulare (membranele mitocondriilor, nuclei, lizozomi, reticul endoplasmatic etc.). Conțin lipide, proteine, molecule eterogene (glicoproteine, glicolipide) și, în funcție de funcția îndeplinită, numeroase componente minore: coenzime, acizi nucleici, antioxidanți, carotenoizi, ioni anorganici etc.

Funcționarea coordonată a sistemelor membranare - receptori, enzime, mecanisme de transport - ajută la menținerea homeostaziei celulare și, în același timp, răspunde rapid la schimbările din mediul extern.

La funcțiile principale ale membranelor biologice pot fi atribuite:

separarea celulei de mediu și formarea de compartimente intracelulare (compartimente);

controlul și reglarea transportului unei varietăți uriașe de substanțe prin membrane;

participarea la furnizarea de interacțiuni intercelulare, transmiterea de semnale în interiorul celulei;

conversia energiei substanțelor organice alimentare în energia legăturilor chimice ale moleculelor de ATP.

Organizarea moleculară a membranei plasmatice (celule) în toate celulele este aproximativ aceeași: constă din două straturi de molecule de lipide cu multe proteine specifice incluse în ea. Unele proteine membranare au activitate enzimatică, în timp ce altele leagă nutrienții din mediu și asigură transportul lor în celulă prin membrane. Proteinele membranare se disting prin natura asocierii lor cu structurile membranare. Unele proteine, numite extern sau periferic , legat lejer de suprafața membranei, altele, numite interne sau integrale , sunt scufundate în interiorul membranei. Proteinele periferice sunt ușor de extras, în timp ce proteinele integrale pot fi izolate doar folosind detergenți sau solvenți organici. Pe fig. 4 prezintă structura membranei plasmatice.

Membranele exterioare, sau plasmatice, ale multor celule, precum și membranele organelelor intracelulare, cum ar fi mitocondriile, cloroplastele, au fost izolate într-o formă liberă și a fost studiată compoziția lor moleculară. Toate membranele conțin lipide polare într-o cantitate cuprinsă între 20 și 80% din masa sa, în funcție de tipul de membrane, restul fiind reprezentat în principal de proteine. Deci, în membranele plasmatice ale celulelor animale, cantitatea de proteine și lipide, de regulă, este aproximativ aceeași; membrana mitocondrială internă conține aproximativ 80% proteine și doar 20% lipide, în timp ce membranele de mielină ale celulelor creierului, dimpotrivă, conțin aproximativ 80% lipide și doar 20% proteine.

Orez. 4. Structura membranei plasmatice

Partea lipidică a membranelor este un amestec de diferite tipuri de lipide polare. Lipidele polare, care includ fosfoglicerolipide, sfingolipide, glicolipide, nu sunt stocate în celulele adipoase, ci sunt încorporate în membranele celulare și în rapoarte strict definite.

Toate lipidele polare din membrane sunt reînnoite constant în timpul metabolismului; în condiții normale, în celulă se stabilește o stare staționară dinamică, în care rata sintezei lipidelor este egală cu rata dezintegrarii lor.

Membranele celulelor animale conțin în principal fosfoglicerolipide și, într-o măsură mai mică, sfingolipide; triacilglicerolii se găsesc doar în urme. Unele membrane ale celulelor animale, în special membrana plasmatică exterioară, conțin cantități semnificative de colesterol și esterii săi (Fig. 5).

Fig.5. Lipidele membranare

În prezent, modelul general acceptat pentru structura membranelor este modelul mozaic fluid propus în 1972 de S. Singer și J. Nicholson.

Potrivit ei, proteinele pot fi asemănate cu aisbergurile care plutesc într-o mare de lipide. După cum am menționat mai sus, există 2 tipuri de proteine membranare: integrale și periferice. Proteinele integrale pătrund prin membrană, sunt molecule amfipatice. Proteinele periferice nu pătrund în membrană și sunt mai puțin puternic asociate cu aceasta. Principala parte continuă a membranei, adică matricea sa, este bistratul lipidic polar. La temperatura normală a celulei, matricea este în stare lichidă, care este furnizată de un anumit raport între acizii grași saturați și nesaturați din cozile hidrofobe ale lipidelor polare.

Modelul mozaic fluid sugerează, de asemenea, că pe suprafața proteinelor integrale situate în membrană există grupuri R de reziduuri de aminoacizi (în principal grupări hidrofobe, datorită cărora proteinele par să se „dizolve” în partea centrală hidrofobă a stratului dublu). . În același timp, pe suprafața proteinelor periferice sau externe, există în principal grupări R hidrofile, care sunt atrase de capetele polare încărcate hidrofile ale lipidelor din cauza forțelor electrostatice. Proteinele integrale, iar acestea includ enzimele și proteinele de transport, sunt active numai dacă sunt situate în interiorul părții hidrofobe a bistratului, unde dobândesc configurația spațială necesară manifestării activității (Fig. 6). Trebuie subliniat din nou că nici între moleculele din stratul dublu, nici între proteinele și lipidele stratului dublu nu se formează legături covalente.

Fig.6. Proteinele membranare

Proteinele membranei se pot mișca liber în plan lateral. Proteinele periferice plutesc literalmente pe suprafața bistratului „mării”, în timp ce proteinele integrale, precum aisbergurile, sunt aproape complet scufundate în stratul de hidrocarburi.

Majoritatea membranelor sunt asimetrice, adică au laturi inegale. Această asimetrie se manifestă prin următoarele:

· în primul rând, că părțile interioare și exterioare ale membranelor plasmatice ale celulelor bacteriene și animale diferă în compoziția lipidelor polare. De exemplu, stratul lipidic interior al membranelor eritrocitare umane conține în principal fosfatidiletanolamină și fosfatidilserina, în timp ce stratul lipidic exterior conține fosfatidilcolină și sfingomielină.

· în al doilea rând, unele sisteme de transport din membrane acţionează doar într-o singură direcţie. De exemplu, în membranele eritrocitelor există un sistem de transport („pompă”) care pompează ionii Na + din celulă în mediu, iar ionii K + - în interiorul celulei datorită energiei eliberate în timpul hidrolizei ATP.

În al treilea rând, suprafața exterioară a membranei plasmatice conține un număr foarte mare de grupări oligozaharide, care sunt capetele glicolipidelor și lanțurile laterale de oligozaharide ale glicoproteinelor, în timp ce practic nu există grupări oligozaharide pe suprafața interioară a membranei plasmatice.

Asimetria membranelor biologice este păstrată datorită faptului că transferul moleculelor de fosfolipide individuale de pe o parte a stratului dublu lipidic pe cealaltă este foarte dificil din motive energetice. Molecula de lipide polare este capabilă să se miște liber pe partea sa a stratului dublu, dar este limitată în capacitatea sa de a sări pe cealaltă parte.

Mobilitatea lipidelor depinde de conținutul relativ și de tipul de acizi grași nesaturați prezenți. Natura hidrocarburică a lanțurilor de acizi grași conferă membranei proprietăți de fluiditate, mobilitate. În prezența acizilor grași cis-nesaturați, forțele de coeziune dintre lanțuri sunt mai slabe decât în cazul acizilor grași saturați singuri, iar lipidele păstrează o mobilitate ridicată chiar și la temperaturi scăzute.

Pe partea exterioară a membranelor există locuri de recunoaștere specifice, a căror funcție este de a recunoaște anumite semnale moleculare. De exemplu, prin membrană unele bacterii percep ușoare modificări ale concentrației nutrienților, ceea ce le stimulează mișcarea către sursa de hrană; acest fenomen se numește chimiotaxie.

Membranele diferitelor celule și organele intracelulare au o anumită specificitate datorită structurii, compoziției chimice și funcțiilor lor. Se disting următoarele grupuri principale de membrane în organismele eucariote:

membrana plasmatica (membrana celulara exterioara, plasmalema),

membrana nucleară

Reticulul endoplasmatic

membrane ale aparatului Golgi, mitocondrii, cloroplaste, teci de mielină,

membrane excitabile.

În organismele procariote, pe lângă membrana plasmatică, există formațiuni de membrană intracitoplasmatică; la procariotele heterotrofe, ele sunt numite mezosomi. Acestea din urmă se formează prin invaginare în membrana celulară exterioară și în unele cazuri rămân în contact cu aceasta.

membrana eritrocitară constă din proteine (50%), lipide (40%) și carbohidrați (10%). Cea mai mare parte a carbohidraților (93%) este asociată cu proteine, restul - cu lipide. În membrană, lipidele sunt dispuse asimetric, spre deosebire de aranjamentul simetric în micelii. De exemplu, cefalina se găsește predominant în stratul interior al lipidelor. Această asimetrie se menține, aparent, datorită mișcării transversale a fosfolipidelor în membrană, realizată cu ajutorul proteinelor membranare și datorită energiei metabolismului. În stratul interior al membranei eritrocitelor se află în principal sfingomielină, fosfatidiletanolamină, fosfatidilserina, în stratul exterior - fosfatidilcolină. Membrana eritrocitară conține o glicoproteină integrală glicoforină, constând din 131 de resturi de aminoacizi și care pătrund în membrană, și așa-numita proteină de bandă 3, constând din 900 de resturi de aminoacizi. Componentele carbohidrate ale glicoforinei îndeplinesc o funcție de receptor pentru virusurile gripale, fitohemaglutininele și o serie de hormoni. O altă proteină integrală care conține puțini carbohidrați și care pătrunde în membrană a fost găsită și în membrana eritrocitară. El este sunat proteine de tunel(componenta a), deoarece se presupune că formează un canal pentru anioni. Proteina periferică asociată cu partea interioară a membranei eritrocitare este spectrina.

Membrane de mielină , axonii din jur ai neuronilor, sunt multistratificati, contin o cantitate mare de lipide (aproximativ 80%, jumatate dintre ele sunt fosfolipide). Proteinele acestor membrane sunt importante pentru fixarea sărurilor membranare situate una deasupra celeilalte.

membranele cloroplastice. Cloroplastele sunt acoperite cu o membrană cu două straturi. Membrana exterioară are o oarecare asemănare cu cea a mitocondriilor. În plus față de această membrană de suprafață, cloroplastele au un sistem intern de membrană - lamele. Formează lamele sau vezicule turtite - tilacoizi, care, situate unul deasupra celuilalt, sunt colectate în pachete (grana) sau formează un sistem membranar al stromei (lamele stromale). Lamelele gran și stroma de pe partea exterioară a membranei tilacoide sunt grupări hidrofile concentrate, galacto- și sulfolipide. Partea fitolică a moleculei de clorofilă este scufundată în globulă și este în contact cu grupările hidrofobe ale proteinelor și lipidelor. Nucleii de porfirină ai clorofilei sunt localizați în principal între membranele alăturate ale tilacoizilor granului.

Membrana interioară (citoplasmatică) a bacteriilor similară ca structură cu membranele interioare ale cloroplastelor și mitocondriilor. Conține enzime ale lanțului respirator, transport activ; enzime implicate în formarea componentelor membranei. Componenta predominantă a membranelor bacteriene sunt proteinele: raportul proteine/lipide (în greutate) este de 3:1. Membrana exterioară a bacteriilor gram-negative, în comparație cu cea citoplasmatică, conține o cantitate mai mică de diverse fosfolipide și proteine. Ambele membrane diferă în ceea ce privește compoziția lipidică. Membrana exterioară conține proteine care formează pori pentru pătrunderea multor substanțe cu greutate moleculară mică. O componentă caracteristică a membranei exterioare este, de asemenea, o lipopolizaharidă specifică. O serie de proteine ale membranei exterioare servesc drept receptori pentru fagi.

Membrană virală. Dintre virusuri, structurile membranare sunt caracteristice celor care conțin o nucleocapsidă, care constă dintr-o proteină și un acid nucleic. Acest „nucleu” de viruși este înconjurat de o membrană (înveliș). De asemenea, constă dintr-un strat dublu de lipide cu glicoproteine incluse în el, situat în principal pe suprafața membranei. Într-un număr de virusuri (microvirusuri), 70-80% din toate proteinele intră în membrane, proteinele rămase sunt conținute în nucleocapsidă.

Astfel, membranele celulare sunt structuri foarte complexe; complecșii lor moleculari constituenți formează un mozaic bidimensional ordonat, care conferă suprafeței membranei specificitate biologică.

Membrana celulară (membrană plasmatică) este o membrană subțire, semi-permeabilă, care înconjoară celulele.

Funcția și rolul membranei celulare

Funcția sa este de a proteja integritatea interiorului lăsând unele substanțe esențiale în celulă și împiedicând pătrunderea altora.

De asemenea, servește ca bază pentru atașamentul față de unele organisme și față de altele. Astfel, membrana plasmatică oferă și forma celulei. O altă funcție a membranei este de a regla creșterea celulelor prin echilibru și.

În endocitoză, lipidele și proteinele sunt îndepărtate din membrana celulară pe măsură ce substanțele sunt absorbite. În exocitoză, veziculele care conțin lipide și proteine fuzionează cu membrana celulară, crescând dimensiunea celulei. , iar celulele fungice au membrane plasmatice. Interioare, de exemplu, sunt, de asemenea, închise în membrane de protecție.

Structura membranei celulare

Membrana plasmatică este compusă în principal dintr-un amestec de proteine și lipide. În funcție de locația și rolul membranei în organism, lipidele pot constitui 20 până la 80 la sută din membrană, restul fiind proteine. În timp ce lipidele ajută la flexibilizarea membranei, proteinele controlează și mențin chimia celulei și ajută la transportul moleculelor prin membrană.

Lipidele membranare

Fosfolipidele sunt componenta principală a membranelor plasmatice. Ele formează un dublu strat lipidic în care regiunile hidrofile (atrase de apă) „cap” se organizează în mod spontan pentru a rezista citosolului apos și lichidului extracelular, în timp ce regiunile hidrofobe (repelente la apă) „coadă” sunt orientate departe de citosol și lichidul extracelular. Stratul dublu lipidic este semi-permeabil, permițând doar unor molecule să difuzeze prin membrană.

Colesterolul este o altă componentă lipidică a membranelor celulelor animale. Moleculele de colesterol sunt dispersate selectiv între fosfolipidele membranare. Acest lucru ajută la menținerea rigidă a membranelor celulare, împiedicând fosfolipidele să fie prea strânse. Colesterolul este absent în membranele celulelor vegetale.

Glicolipidele sunt situate pe suprafața exterioară a membranelor celulare și sunt conectate la acestea printr-un lanț de carbohidrați. Ele ajută celula să recunoască alte celule din organism.

Proteinele membranare

Membrana celulară conține două tipuri de proteine asociate. Proteinele membranei periferice sunt externe și asociate cu aceasta prin interacțiunea cu alte proteine. Proteinele membranare integrale sunt introduse în membrană și majoritatea trec prin ea. Părți din aceste proteine transmembranare sunt situate pe ambele părți ale acesteia.

Proteinele membranei plasmatice au o serie de funcții diferite. Proteinele structurale oferă suport și formă celulelor. Proteinele receptorilor de membrană ajută celulele să comunice cu mediul lor extern prin utilizarea hormonilor, neurotransmițătorilor și a altor molecule de semnalizare. Proteinele de transport, cum ar fi proteinele globulare, transportă molecule prin membranele celulare prin difuzie facilitată. Glicoproteinele au atașat un lanț de carbohidrați. Sunt încorporate în membrana celulară, ajutând la schimbul și transportul moleculelor.

Membrane organele

Unele organele celulare sunt, de asemenea, înconjurate de membrane protectoare. miez,

Portal pentru student. Autoinstruire

Funcția și rolul membranei celulare

Structura membranei celulare

Lipidele membranare

Proteinele membranare

Membrane organele

ARTICOLE SIMILARE