Какви са функциите на външната клетъчна мембрана? Структурата на външната клетъчна мембрана

Изследване на структурата клетки прокариотични

В тази статия ще разгледаме структурата и функциите на външната клетъчна мембрана, която влиза в повърхностния апарат на различни типове клетки.

Какви функции има външната клетъчна мембрана

Както е описано по-рано, външната мембрана е част от повърхностния апарат на всяка клетка, която успешно отделя вътрешното си съдържание и предпазва клетъчните органели от неблагоприятни условия на околната среда. Друга функция - е предоставянето на метаболизъм между съдържанието на клетките и тъканите течност, така че външната клетъчна мембрана осигурява транспорта на молекули и йони, въведени в цитоплазмата, а също така помага за премахване на токсините и излишните токсини от клетката.

Структурата на клетъчната мембрана

Мембраните или плазмалемите от различни типове клетки са много различни. Основно, химическата структура, както и относителното съдържание на липиди, гликопротеини, протеини и съответно естеството на рецепторите, присъстващи в тях. външен клетъчна мембрана, структура и функция който се определя главно от индивидуалния състав на гликопротеините, участва в разпознаването на стимулите на околната среда и в реакциите на самата клетка на техните действия. Някои видове вируси могат да взаимодействат с протеини и гликолипиди на клетъчните мембрани, в резултат на което те проникват в клетката. Херпес и грипни вируси могат да използват плазмалемата на клетката гостоприемник да изгради своя собствена защитна обвивка.

И вирусите и бактериите, така наречените бактериофаги, се прикрепят към клетъчната мембрана и на мястото на контакт го разтварят със специален ензим. След това молекула от вирусна ДНК минава през дупката.

Характеристики на структурата на еукариотния плазмалем

Припомнете си, че външната клетъчна мембрана изпълнява функцията на транспорт, т.е. транспортирането на вещества в клетъчна цитоплазма и оттам във външната среда. За осъществяването на такъв процес е необходима специална структура. Всъщност, плазмалемата е постоянна, универсална за всички еукариотни клетки система на повърхностни апарати. Това е тънък (2-10 Nm), но доста плътен многослоен филм, който покрива цялата клетка. Нейната структура е изследвана през 1972 г. от учени като D. Singer и G. Nicholson, те също така създават течно-мозаечен модел на клетъчната мембрана.

Основните химични съединения, които го образуват, са подредени молекули на протеини и някои фосфолипиди, които са разпръснати с течна липидна среда и наподобяват мозайка. По този начин клетъчната мембрана се състои от два слоя липиди, чиито неполярни хидрофобни "опашки" са вътре в мембраната и полярните хидрофилни глави са обърнати към цитоплазмата на клетката и междуклетъчната течност.

Липидният слой се прониква от големи протеинови молекули, образуващи хидрофилни пори. През тях се транспортират водни разтвори на глюкоза и минерални соли. Някои протеинови молекули се намират както на външната, така и на вътрешната повърхност на плазмалемата. Така на външната клетъчна мембрана в клетките на всички организми, които имат ядра, има въглехидратни молекули, свързани чрез ковалентни връзки с гликолипиди и гликопротеини. Съдържанието на въглехидрати в клетъчните мембрани варира от 2 до 10%.

Структурата на плазмалемата на прокариотните организми

външната клетъчна мембрана в прокариоти изпълнява подобни функции на плазмалемата клетка ядрени организми, а именно възприятие и предаване на информация от външната среда, транспорт на йони и разтвори в клетката и от, защита от външната цитоплазма външно реагенти. Той може да образува мезозоми - структурите, които възникват, когато плазмалемата се навлезе в клетката. Те могат да съдържат ензими, участващи в метаболитните реакции на прокариотите, например при репликацията на ДНК, синтеза на протеини.

Мезозомите също съдържат оксидационно-редукционни ензими, а фотосинтетичните бактерии съдържат бактериохлорофил (в бактерията) и фикобилин (в цианобактериите).

Ролята на външните мембрани в междуклетъчните контакти

Продължавайки да отговарям на въпроса за това, какви функции функционира външната клетъчна мембрана, нека да се занимаем с нейната роля в контактите с клетъчни клетки. Растителните клетки в стените на външната клетъчна мембрана образуват пори, които преминават в целулозния слой. Чрез тях цитоплазмата на клетката може да избяга отвън, такива тънки канали се наричат ​​плазмодемите.

Благодарение на тях връзката между съседни растителни клетки е много силна. В човешки и животински клетки контактните места на съседни клетъчни мембрани се наричат ​​дезмозоми. Те са характерни за ендотелните и епителните клетки и също се срещат в кардиомиоцитите.

Спомагателни форми на плазмалемата

Разбирането на това, което отличава растителните клетки от животните, помага да се изследват структурните особености на техните плазмалеми, които зависят от това, което функционира външната клетъчна мембрана. Над него в животинските клетки е слой гликокаликс. Той се образува от молекули на полизахариди, свързани с протеини и липиди на външната клетъчна мембрана. Благодарение на гликокализата между клетките възниква адхезия (адхезия), водеща до образуване на тъкани, така че участва в сигнализиращата функция на плазмалемата - разпознаването на екологичните стимули.

Как се осъществява пасивният транспорт на определени вещества чрез клетъчните мембрани

Както беше казано по-рано, външната клетъчна мембрана участва в процеса на транспортиране на веществата между клетката и външната среда. Има два вида транспорт чрез плазмалемата: пасивен (дифузионен) и активен транспорт. Първата включва дифузия, улеснено дифузия и осмоза. Движението на веществата по време на градиента на концентрация зависи преди всичко от масата и величината на молекулите, преминаващи през клетъчната мембрана. Например, малки неполярни молекули лесно се разтварят в средния липиден слой на плазмалемата, преминават през него и се намират в цитоплазмата.

Големи молекули от органични вещества проникват в цитоплазмата с помощта на специални носители на протеини. Те имат специфична специфичност и, свързвайки ги с частици или йони, ги преминават пасивно през мембраната по градиента на концентрацията (пасивен транспорт) без да изразходват енергия. Този процес е в основата на свойството на плазмалемата, като селективна пропускливост. В процеса на пасивен транспорт, енергията на молекулите на АТР не се използва и клетката го запазва за други метаболитни реакции.

Активен транспорт на химични съединения през плазмената мембрана

Тъй като външната клетъчна мембрана осигурява транспортирането на молекули и йони от околната среда в клетката и обратно, става възможно да се отстранят продуктите на дисимилацията, които са токсини, навън, т.е. в междуклетъчната течност. Активният транспорт се осъществява срещу градиента на концентрацията и изисква използването на енергия под формата на молекули на АТР. Той включва и носители на протеини, наречени ATP-ases, които също са ензими.

Примери на такива средства е натриево-калиев помпа (натриеви йони се прехвърлят от цитоплазмата към външната среда и калиеви йони се изпомпват в цитоплазмата). Епителните клетки на червата и бъбреците са способни на това. Сортовете на този вид транспорт са процесите на пиноцитоза и фагоцитоза. Така изучаване което функции се изпълняват от външната клетъчна мембрана, може да се определи, че процесите са способни на фагоцитоза и pino- хетеротрофни протисти, както и клетки на висшите животински организми, например левкоцити.

Биоелектрически процеси в клетъчните мембрани

Установено е, че има потенциална разлика между външната повърхност на плазмалемата (тя е положително заредена) и близкия стенен слой на цитоплазмата, който е отрицателно зареден. Тя се наричала възможност за почивка и е присъща на всички живи клетки. Нервната тъкан има не само потенциала за почивка, но също така е способна да извършва слаби биологични потоци, което се нарича процес на възбуждане. Външните мембрани на нервните клетки - неврони, приемащи дразнене от рецепторите, започват да променят зарядите: натриевите йони масово навлизат в клетката и повърхността на плазмалемата става електрорегативна. Приблизително стенен слой на цитоплазмата, дължащ се на излишък от катиони, получава положителен заряд. Това обяснява защо външната клетъчна мембрана на неврона се презарежда, което причинява нервните импулси, които са в основата на процеса на възбуждане.