Клетъчно повърхностно устройство: Структура и функции

Повърхностният апарат на клетката е универсална подсистема. Той определя границата между външната среда и цитоплазмата. PAC осигурява регулиране на тяхното взаимодействие. Нека разгледаме още и характеристиките на структурната и функционалната организация на повърхностен апарат на клетката.

елементи

Изясняват се следните компоненти на повърхностния апарат на еукариотните клетки: плазмена мембрана, супермембранни и субмембранни комплекси. Първият е представен под формата на сферично затворен елемент. Плазмолемата се счита за основата на повърхностния клетъчен апарат. Супермембранният комплекс (наричан още гликокализа) е външният елемент, разположен над плазмената мембрана. Състои се от различни компоненти. По-специално те включват:

1. Въглехидратни части на гликопротеини и гликолипиди.
2. Мембранни периферни протеини.
3. Специфични въглехидрати.
4. Полу-интегрални и интегрални протеини.

Подмембранният комплекс се намира под плазмолемата. В състава му са изолирани носещата система и периферната хиалоплазма.

Елементи на субмембрановия комплекс

Като се има предвид структурата на повърхностния апарат на клетката, трябва да се спре отделно на периферната хиалоплазма. Тя е специализирана цитоплазмена част и се намира над плазмолемата. Периферната хиалоплазма е представена като течно високо диференцирано хетерогенно вещество. Той съдържа голямо разнообразие от високо и нискомолекулни елементи в разтвора. Всъщност, това е микро-среда, в която се появяват специфични и общи метаболитни процеси. Периферната хиалоплазма осигурява изпълнението на много функции на повърхностния апарат.

Система за подпомагане и свиване

Той се намира в периферната хиалоплазма. В подпомагащата контрактилна система има:

1. Microfibrils.
2. Скелетни фибрили (междинни влакна).
3. Микротубулите.

Микрофибрилите са нишковидни структури. Скелетни фибрили се образуват поради полимеризацията на редица протеинови молекули. Техният брой и дължина се регулира от специални механизми. Когато се променят, възникват аномалии клетъчни функции. Микротубулите са най-отдалечени от плазмалемата. Стените им се образуват от протеини тубулини.

Структурата и функциите на устройството за повърхностни клетки

Обменът на вещества се осъществява благодарение на наличието на транспортни механизми. Структурата на повърхностния апарат на клетката осигурява способността за придвижване на ставите по няколко начина. По-специално се извършват следните видове транспорт:

1. Просто разпространение.
2. Пасивен транспорт.
3. Активно движение.
4. Цитоза (обмен в мембранна опаковка).

В допълнение към транспорта, такива функции на апарата за повърхностни клетки, като:

1. Бариери (демаркиране).
2. Рецептор.
3. Идентификация.
4. Функция на движението на клетката чрез образуване на фило, псевдо и ламелоподия.

Свободно движение

Обикновено дифузията през повърхностен апарат на клетката се извършва изключително, когато има електрически градиент от двете страни на мембраната. Размерът му определя скоростта и посоката на движение. Билипидният слой може да премине всякакви хидрофобни молекули. Повечето от биологично активните елементи обаче са хидрофилни. Съответно свободното им движение е трудно.

Пасивен транспорт

Този тип движение на съединението също се нарича дифузия на светлината. Извършва се също чрез повърхностния апарат на клетката в присъствието на градиент и без разходи за АТР. Пасивен транспорт отива по-бързо от свободното. В процеса на увеличаване на разликата в концентрацията в градиента идва време, при което скоростта на движение става постоянна.

превозвачи

Транспортът през повърхността на клетката осигурява специални молекули. С помощта на тези вектори градиент на концентрацията големи молекули от хидрофилен тип (по-специално аминокиселини) преминават. Повърхностно апарати еукариотни клетки включват вектори за различни пасивни йони: К +, Na +, Са +, Cl-, HCO3-. Тези специални молекули са високо селективни за транспортираните елементи. В допълнение, важната им собственост е високата скорост на движение. Тя може да достигне 104 или повече молекули в секунда.

Активен транспорт

Тя се характеризира с изместване на елементите срещу наклона. Молекулите се транспортират от район с ниска концентрация до райони с по-висока концентрация. Това движение включва определени разходи за ATP. За да се извърши активен транспорт, специфични вектори са включени в структурата на повърхностния апарат на животинската клетка. Те се наричат ​​"помпа" или "помпи". Много от тези носители се характеризират с активност на АТРаза. Това означава, че те могат да разцепват аденозин трифосфата и да извличат енергия за своята дейност. Активен транспорт осигурява създаването на йонни градиенти.

cytosis

Този метод се използва за преместване на частици от различни вещества или големи молекули. По време на цитозата транспортираният елемент е заобиколен от мембранен везикул. Ако движението се извършва в клетка, то се нарича ендоцитоза. Съответно, обратната посока се нарича екзоцитоза. В някои клетки елементите преминават. Този вид транспорт се нарича трансцитоза или диазит.

cytolemma

Структурата на повърхностния апарат на клетката включва плазмена мембрана, образувана предимно от липиди и протеини в съотношение приблизително 1: 1. Първият "сандвич модел" на елемента е предложен през 1935 г. В съответствие с теорията, основа plasmolemma образуващи липидни молекули, подредени в два слоя (слой bilipidny). Те са обърнати с опашки (хидрофобни зони) един към друг, и навън и навътре - от хидрофилни глави. Тези повърхности на билипидния слой покриват протеиновите молекули. Този модел е потвърден през 50-те години на миналия век чрез ултраструктурни изследвания, проведени с помощта на електронен микроскоп. Установено е по-специално, че повърхностният апарат на животинска клетка съдържа трислойна мембрана. Дебелината му е 7,5-11 nm. Той съдържа средно леки и два тъмни периферни слоя. Първият отговаря на хидрофобната област на липидните молекули. Тъмните области, от своя страна, са непрекъснати повърхностни слоеве на протеиновите и хидрофилни глави.

Други теории

Разнообразие от изследвания с електронен микроскоп, проведени в края на 50-те - началото на 60-те години. посочи универсалността на трислойната мембранна организация. Това се отразява в теорията на Дж. Робъртсън. Междувременно, до края на 60-те години. много натрупани факти, които не бяха обяснени от гледна точка на съществуващия "модел на сандвич". Това даде тласък на разработването на нови схеми, сред които бяха модели, основаващи се на присъствието на хидрофобно-хидрофилни връзки на протеинови и липидни молекули. Една от тях беше теорията за "липопротеинов килим". Според него два вида протеини присъстват в мембраната: интегрална и периферна. Последните са свързани чрез електростатични взаимодействия с полярни глави върху липидните молекули. Те обаче никога не образуват непрекъснат слой. Ключова роля при формирането на мембраната принадлежат на глобуларните протеини. Те са потопени в него отчасти и се наричат ​​полуинтегрални. Движението на тези протеини се извършва в липидната течна фаза. Това осигурява лабилност и динамика на цялата мембранна система. Понастоящем този модел се счита за най-разпространеният.

липиди

Осигурени са ключови физични и химични характеристики на слой на мембраната, елементите показани - фосфолипиди, състоящи се от неполярни (хидрофобни) опашка и полярен (хидрофилен) главата. Най-честите от тях са фосфоглицеридите и сфинголипидите. Последните се фокусират главно върху външния монослой. Те имат връзка с олигозахаридни вериги. Поради факта, че връзките се простират извън външната част на плазмолемата, тя придобива асиметрична форма. Гликолипидите играят важна роля в рецепторна функция повърхностни апарати. Повечето от мембраните също съдържат холестерол (холестерол) - стероиден липид. Неговото количество е различно, което до голяма степен определя флуидността на мембраната. Колкото по-голям е холестеролът, толкова по-висок ще бъде. Нивото на ликвидност също зависи от съотношението на остатъците от ненаситени и наситени мастни киселини. Колкото повече от тях, толкова по-високо е. Течността влияе върху активността на ензимите в мембраната.

протеини

Липидите определят предимно бариерни свойства. Протеините, за разлика от тях, допринасят за изпълнението на ключовите функции на клетката. По-специално, ние говорим за регулирания транспорт на съединения, регулирането на метаболизма, приемането и т.н. Протеиновите молекули се разпределят в липидната двуслойна мозайка. Те могат да се движат в гъстата. Това движение се контролира най-вероятно от самата клетка. В механизма за движение се включват микрофиламенти. Те се прикрепят към индивидуални интегрални протеини. Елементите на мембраната се различават в зависимост от местоположението им по отношение на двулипидния слой. Протеините, следователно, могат да бъдат периферни и интегрални. Първите се локализират извън слоя. Те имат слаба връзка с повърхността на мембраната. Интегрални протеини напълно потопени в него. Те имат силна връзка с липидите и не се освобождават от мембраната, без да увреждат двулиповия слой. Протеините, които проникват в него, се наричат ​​трансмембрана. Взаимодействието между протеинови молекули и липиди от различно естество осигурява стабилността на плазмалемата.

гликокаликса

Липопротеините имат странични вериги. Олигозахаридните молекули могат да се свързват с липидите и да образуват гликолипиди. Техните въглехидратни части заедно със сходни елементи на гликопротеини придават отрицателен заряд на клетъчната повърхност и образуват основата на гликокаликс. Тя се представя чрез свободен слой с електронно умерена плътност. Гликокаликс покрива външната част на плазмолемата. Неговите въглехидрати сайтове насърчават разпознаването на съседни клетки и вещества между тях и също така осигуряват лепилни връзки с тях. В гликокаликса съществуват и рецептори на хормони и гиткосъвместимост, ензими.

допълнително

Мембранните рецептори са представени главно от гликопротеини. Те имат способността да установяват силно специфични връзки с лиганди. Рецепторите, присъстващи в мембраната, освен това могат да регулират движението на някои молекули вътре в клетката, пропускливостта на плазмалемата. Те са в състояние да преобразуват сигналите на външната среда във вътрешни, да свързват елементи на междуклетъчната матрица и цитоскелета. Някои изследователи смятат, че съставът на гликокаликса също включва полу-интегрирани протеинови молекули. Техните функционални зони са разположени в суперебралната област на повърхностния клетъчен апарат.