разделителен ( бариера) - отделяне на клетъчното съдържание от външната среда;

Регулират обмена между клетката и околната среда;

Разделете клетките на отделения или отделения, предназначени за определени специализирани метаболитни пътища ( разделяне);

Това е мястото на някои химични реакции (светлинни реакции на фотосинтеза в хлоропласти, окислително фосфорилиране по време на дишане в митохондриите);

Осигуряват комуникация между клетките в тъканите на многоклетъчните организми;

транспорт- осъществява трансмембранен транспорт.

Рецептор- са мястото на локализиране на рецепторните места, които разпознават външни стимули.

Транспорт на веществапрез мембраната е една от водещите функции на мембраната, която осигурява обмена на вещества между клетката и външната среда. В зависимост от енергийните разходи за пренос на вещества има:

пасивен транспорт или улеснена дифузия;

активен (селективен) транспорт с участието на АТФ и ензими.

транспорт в мембранна опаковка. Има ендоцитоза (вътре в клетката) и екзоцитоза (извън клетката) - механизми, които транспортират големи частици и макромолекули през мембраната. По време на ендоцитозата плазмената мембрана образува инвагинация, нейните ръбове се сливат и везикулът се вплита в цитоплазмата. Везикулата е ограничена от цитоплазмата с единична мембрана, която е част от външната цитоплазмена мембрана. Разграничете фагоцитозата и пиноцитозата. Фагоцитозата е абсорбцията на големи частици, по-скоро твърди. Например фагоцитоза на лимфоцити, протозои и др. Пиноцитозата е процес на улавяне и абсорбиране на капчици течност с разтворени в тях вещества.

Екзоцитозата е процесът на отстраняване на различни вещества от клетката. По време на екзоцитозата мембраната на везикулата или вакуолата се слива с външната цитоплазмена мембрана. Съдържанието на везикулата се отстранява от клетъчната повърхност и мембраната се включва във външната цитоплазмена мембрана.

В основата пасивентранспорт на незаредени молекули е разликата между концентрациите на водород и заряди, т.е. електрохимичен градиент. Веществата ще се движат от зона с по-висок градиент към област с по-нисък. Транспортната скорост зависи от разликата в наклона.

Простата дифузия е транспортирането на вещества директно през липидния двоен слой. Характерни за газове, неполярни или малки незаредени полярни молекули, разтворими в мазнини. Водата бързо прониква през двуслойния слой, т.к. неговата молекула е малка и електрически неутрална. Дифузията на вода през мембраните се нарича осмоза.

Дифузията през мембранните канали е транспортирането на заредени молекули и йони (Na, K, Ca, Cl), които проникват в мембраната поради наличието в нея на специални каналообразуващи протеини, които образуват водни пори.

Улеснената дифузия е транспортирането на вещества с помощта на специални транспортни протеини. Всеки протеин отговаря за строго определена молекула или група от свързани молекули, взаимодейства с нея и се движи през мембраната. Например захари, аминокиселини, нуклеотиди и други полярни молекули.

активен транспортосъществява се от протеини - носители (АТФаза) срещу електрохимичен градиент, с разход на енергия. Неговият източник са АТФ молекули. Например натриево-калиевата помпа.

Концентрацията на калий вътре в клетката е много по-висока, отколкото извън нея, а на натрий – обратното. Следователно, калиеви и натриеви катиони пасивно дифундират по концентрационния градиент през водните пори на мембраната. Това се дължи на факта, че пропускливостта на мембраната за калиеви йони е по-висока, отколкото за натриеви йони. Съответно, калият дифундира по-бързо от клетката, отколкото натрият в клетката. За нормалното функциониране на клетката обаче е необходимо определено съотношение от 3 калиеви и 2 натриеви йона. Следователно в мембраната има натриево-калиева помпа, която активно изпомпва натрия от клетката и калия в клетката. Тази помпа е трансмембранен мембранен протеин, способен на конформационни пренареждания. Следователно, той може да прикрепи към себе си както калиеви йони, така и натриеви йони (антипорт). Процесът е енергоемък:

Натриевите йони и АТФ молекулата навлизат в протеина на помпата от вътрешната страна на мембраната, а калиевите йони от външната.

Натриевите йони се свързват с протеинова молекула и протеинът придобива АТФазна активност, т.е. способността да предизвиква хидролиза на АТФ, която е придружена от освобождаване на енергия, която задвижва помпата.

Фосфатът, освободен при хидролизата на АТФ, се прикрепя към протеина, т.е. фосфорилира протеин.

Фосфорилирането причинява конформационна промяна в протеина, той не е в състояние да задържа натриеви йони. Пускат ги и излизат извън килията.

Новата конформация на протеина насърчава добавянето на калиеви йони към него.

Добавянето на калиеви йони предизвиква дефосфорилиране на протеина. Той отново променя структурата си.

Промяната в конформацията на протеина води до освобождаване на калиеви йони вътре в клетката.

Протеинът отново е готов да прикрепи към себе си натриеви йони.

В един цикъл на работа помпата изпомпва 3 натриеви йона от клетката и изпомпва 2 калиеви йона.

Цитоплазма- задължителен компонент на клетката, затворен между повърхностния апарат на клетката и ядрото. Това е сложен разнороден структурен комплекс, състоящ се от:

хиалоплазма

органели (постоянни компоненти на цитоплазмата)

включвания - временни компоненти на цитоплазмата.

цитоплазмена матрица(хиалоплазма) е вътрешното съдържание на клетката - безцветен, гъст и прозрачен колоиден разтвор. Компонентите на цитоплазмения матрикс извършват процесите на биосинтеза в клетката, съдържат ензимите, необходими за образуването на енергия, главно поради анаеробна гликолиза.

Основни свойства на цитоплазмения матрикс.

Определя колоидните свойства на клетката. Заедно с вътреклетъчните мембрани на вакуоларната система, тя може да се разглежда като силно хетерогенна или многофазна колоидна система.

Осигурява промяна във вискозитета на цитоплазмата, преход от гел (по-дебел) към зол (по-течен), което се случва под въздействието на външни и вътрешни фактори.

Осигурява циклоза, амебоидно движение, клетъчно делене и движение на пигмента в хроматофорите.

Определя полярността на местоположението на вътреклетъчните компоненти.

Осигурява механични свойства на клетките - еластичност, способност за сливане, твърдост.

Органели- постоянни клетъчни структури, които осигуряват изпълнението на специфични функции от клетката. В зависимост от характеристиките на структурата има:

мембранни органели – имат мембранна структура. Те могат да бъдат едномембранни (ER, апарат на Голджи, лизозоми, вакуоли на растителни клетки). Двойна мембрана (митохондрии, пластиди, ядро).

Немембранни органели - нямат мембранна структура (хромозоми, рибозоми, клетъчен център, цитоскелет).

Органели с общо предназначение – характерни за всички клетки: ядро, митохондрии, клетъчен център, апарат на Голджи, рибозоми, ER, лизозоми. Ако органелите са характерни за определени видове клетки, те се наричат ​​специални органели (например миофибрили, които свиват мускулно влакно).

Ендоплазмения ретикулум- единична непрекъсната структура, чиято мембрана образува множество инвагинации и гънки, които приличат на тубули, микровакуоли и големи цистерни. EPS мембраните, от една страна, са свързани с клетъчната цитоплазмена мембрана, а от друга страна, с външната обвивка на ядрената мембрана.

Има два вида EPS - грапав и гладък.

При груб или гранулиран ER цистерните и тубулите са свързани с рибозоми. е външната страна на мембраната.Няма връзка с рибозомите в гладка или агрануларна EPS. Това е вътрешността на мембраната.

Основната структурна единица на живия организъм е клетката, която е диференцирана част от цитоплазмата, заобиколена от клетъчна мембрана. С оглед на факта, че клетката изпълнява много важни функции, като възпроизводство, хранене, движение, черупката трябва да бъде пластична и плътна.

История на откриването и изследването на клетъчната мембрана

През 1925 г. Грендел и Гордър правят успешен експеримент за идентифициране на "сенките" на еритроцитите или празните черупки. Въпреки няколко груби грешки, учените откриха липидния двоен слой. Тяхната работа е продължена от Даниели, Доусън през 1935 г., Робъртсън през 1960 г. В резултат на дългогодишна работа и натрупване на аргументи през 1972 г. Сингър и Никълсън създават флуиден мозаечен модел на структурата на мембраната. По-нататъшни експерименти и проучвания потвърдиха работата на учените.

Значение

Какво е клетъчна мембрана? Тази дума започва да се използва преди повече от сто години, в превод от латински означава "филм", "кожа". Така се обозначава границата на клетката, която е естествена бариера между вътрешното съдържание и външната среда. Структурата на клетъчната мембрана предполага полупропускливост, поради което влагата и хранителните вещества и продуктите на гниене могат свободно да преминават през нея. Тази обвивка може да се нарече основният структурен компонент на организацията на клетката.

Помислете за основните функции на клетъчната мембрана

1. Разделя вътрешното съдържание на клетката и компонентите на външната среда.

2. Спомага за поддържането на постоянен химичен състав на клетката.

3. Регулира правилния метаболизъм.

4. Осигурява взаимовръзка между клетките.

5. Разпознава сигнали.

6. Защитна функция.

"плазмена обвивка"

Външната клетъчна мембрана, наричана още плазмена мембрана, е ултрамикроскопичен филм с дебелина от пет до седем нанометра. Състои се главно от протеинови съединения, фосфолиди, вода. Филмът е еластичен, лесно абсорбира вода и също така бързо възстановява целостта си след повреда.

Различава се в универсална структура. Тази мембрана заема гранична позиция, участва в процеса на селективна пропускливост, екскреция на продуктите на гниене, синтезира ги. Връзката със "съседите" и надеждната защита на вътрешното съдържание от увреждане го прави важен компонент в такъв въпрос като структурата на клетката. Клетъчната мембрана на животинските организми понякога се оказва покрита с най-тънкия слой - гликокаликс, който включва протеини и полизахариди. Растителните клетки извън мембраната са защитени от клетъчна стена, която действа като опора и поддържа формата. Основен компонент в състава му са фибри (целулоза) - полизахарид, който е неразтворим във вода.

По този начин външната клетъчна мембрана изпълнява функцията на възстановяване, защита и взаимодействие с други клетки.

Структурата на клетъчната мембрана

Дебелината на тази подвижна обвивка варира от шест до десет нанометра. Клетъчната мембрана на клетката има специален състав, чиято основа е липидният двоен слой. Хидрофобните опашки, които са инертни към водата, са разположени отвътре, докато хидрофилните глави, които взаимодействат с водата, са обърнати навън. Всеки липид е фосфолипид, който е резултат от взаимодействието на вещества като глицерол и сфингозин. Липидното скеле е плътно заобиколено от протеини, които са разположени в непрекъснат слой. Част от тях са потопени в липидния слой, останалите преминават през него. В резултат на това се образуват водопропускливи зони. Функциите, изпълнявани от тези протеини, са различни. Някои от тях са ензими, останалите са транспортни протеини, които пренасят различни вещества от външната среда в цитоплазмата и обратно.

Клетъчната мембрана е проникната и тясно свързана с интегрални протеини, докато връзката с периферните е по-слаба. Тези протеини изпълняват важна функция, която е да поддържат структурата на мембраната, да приемат и преобразуват сигнали от околната среда, да транспортират вещества и да катализират реакциите, протичащи върху мембраните.

Съединение

Основата на клетъчната мембрана е бимолекулен слой. Благодарение на своята непрекъснатост, клетката има бариерни и механични свойства. На различни етапи от живота този двуслой може да бъде нарушен. В резултат на това се образуват структурни дефекти на хидрофилни пори. В този случай абсолютно всички функции на такъв компонент като клетъчната мембрана могат да се променят. В този случай ядрото може да страда от външни влияния.

Имоти

Клетъчната мембрана на клетката има интересни характеристики. Поради своята течливост тази обвивка не е твърда структура и по-голямата част от протеините и липидите, които съставляват нейния състав, се движат свободно в равнината на мембраната.

Като цяло клетъчната мембрана е асиметрична, така че съставът на протеиновия и липидния слой е различен. Плазмените мембрани в животинските клетки имат гликопротеинов слой от външната страна, който изпълнява рецепторни и сигнални функции, а също така играе важна роля в процеса на комбиниране на клетките в тъкан. Клетъчната мембрана е полярна, тоест зарядът отвън е положителен, а отвътре е отрицателен. В допълнение към всичко по-горе, клетъчната мембрана има селективна проницателност.

Това означава, че освен вода, в клетката се допускат само определена група молекули и йони от разтворени вещества. Концентрацията на вещество като натрий в повечето клетки е много по-ниска, отколкото във външната среда. За калиевите йони е характерно различно съотношение: техният брой в клетката е много по-висок, отколкото в околната среда. В тази връзка натриевите йони са склонни да проникнат през клетъчната мембрана, а калиевите йони са склонни да се освобождават навън. При тези обстоятелства мембраната активира специална система, която изпълнява "изпомпваща" роля, изравнявайки концентрацията на веществата: натриевите йони се изпомпват към клетъчната повърхност, а калиевите йони се изпомпват навътре. Тази функция е включена в най-важните функции на клетъчната мембрана.

Тази тенденция на натриевите и калиеви йони да се движат навътре от повърхността играе голяма роля в транспортирането на захар и аминокиселини в клетката. В процеса на активно отстраняване на натриевите йони от клетката, мембраната създава условия за нови притоци на глюкоза и аминокиселини вътре. Напротив, в процеса на прехвърляне на калиеви йони в клетката, броят на "преносителите" на разпадните продукти от вътрешността на клетката към външната среда се попълва.

Как се подхранва клетката през клетъчната мембрана?

Много клетки приемат вещества чрез процеси като фагоцитоза и пиноцитоза. При първия вариант от гъвкава външна мембрана се създава малка вдлъбнатина, в която се намира уловената частица. След това диаметърът на вдлъбнатината става по-голям, докато заобиколената частица навлезе в клетъчната цитоплазма. Чрез фагоцитозата се хранят някои протозои, като амеба, както и кръвни клетки - левкоцити и фагоцити. По същия начин клетките абсорбират течност, която съдържа необходимите хранителни вещества. Това явление се нарича пиноцитоза.

Външната мембрана е тясно свързана с ендоплазмения ретикулум на клетката.

В много видове основни тъканни компоненти, издатини, гънки и микровили са разположени на повърхността на мембраната. Растителните клетки от външната страна на тази черупка са покрити с друга, дебела и ясно видима под микроскоп. Влакното, от което са направени, помага за формирането на опората за растителни тъкани като дърво. Животинските клетки също имат редица външни структури, които се намират върху клетъчната мембрана. Те имат изключително защитен характер, пример за това е хитинът, съдържащ се в покривните клетки на насекомите.

В допълнение към клетъчната мембрана има вътреклетъчна мембрана. Неговата функция е да разделя клетката на няколко специализирани затворени отделения – отделения или органели, където трябва да се поддържа определена среда.

По този начин е невъзможно да се надценява ролята на такъв компонент на основната единица на живия организъм като клетъчната мембрана. Структурата и функциите предполагат значително разширяване на общата клетъчна повърхност, подобряване на метаболитните процеси. Тази молекулярна структура се състои от протеини и липиди. Отделяйки клетката от външната среда, мембраната осигурява нейната цялост. С негова помощ междуклетъчните връзки се поддържат на достатъчно силно ниво, образувайки тъкани. В тази връзка можем да заключим, че една от най-важните роли в клетката играе клетъчната мембрана. Устройството и изпълняваните от него функции са коренно различни в различните клетки в зависимост от предназначението им. Чрез тези характеристики се постига разнообразие от физиологична активност на клетъчните мембрани и тяхната роля в съществуването на клетките и тъканите.

биологични мембрани.
Терминът "мембрана" (лат. membrana - кожа, филм) започва да се използва преди повече от 100 години за обозначаване на клетъчната граница, служейки, от една страна, като бариера между съдържанието на клетката и външната среда , а от друга, като полупропусклива преграда, през която може да преминава вода и някои вещества. Функциите на мембраната обаче не са изчерпани,тъй като биологичните мембрани формират основата на структурната организация на клетката.
Структурата на мембраната. Според този модел основната мембрана е липиден бислой, в който хидрофобните опашки на молекулите са обърнати навътре, а хидрофилните глави са обърнати навън. Липидите са представени от фосфолипиди - производни на глицерол или сфингозин. Протеините са прикрепени към липидния слой. Интегралните (трансмембранни) протеини проникват през мембраната и са здраво свързани с нея; периферните не проникват и са свързани с мембраната по-малко здраво. Функции на мембранните протеини: поддържане на структурата на мембраните, приемане и преобразуване на сигнали от околната среда. среда, транспорт на определени вещества, катализа на реакциите, протичащи върху мембраните. дебелината на мембраната е от 6 до 10 nm.

Свойства на мембраната:
1. Течливост. Мембраната не е твърда структура; повечето от нейните протеини и липиди могат да се движат в равнината на мембраните.
2. Асиметрия. Съставът на външния и вътрешния слой както на протеините, така и на липидите е различен. В допълнение, плазмените мембрани на животинските клетки имат слой от гликопротеини отвън (гликокаликс, който изпълнява сигнални и рецепторни функции и също е важен за обединяването на клетките в тъканите)
3. Полярност. Външната страна на мембраната носи положителен заряд, докато вътрешната носи отрицателен заряд.
4. Селективна пропускливост. Мембраните на живите клетки пропускат, в допълнение към водата, само определени молекули и йони на разтворени вещества (Използването на термина "полупропускливост" по отношение на клетъчните мембрани не е напълно правилно, тъй като това понятие предполага, че мембраната преминава само разтворител молекули, като същевременно запазва всички молекули и разтворени йони.)

Външната клетъчна мембрана (плазмалема) е ултрамикроскопичен филм с дебелина 7,5 nm, състоящ се от протеини, фосфолипиди и вода. Еластичен филм, добре намокрен от вода и бързо възстановяващ целостта си след повреда. Има универсална структура, характерна за всички биологични мембрани. Граничното положение на тази мембрана, нейното участие в процесите на селективна пропускливост, пиноцитоза, фагоцитоза, екскреция на екскреторни продукти и синтез, във връзка със съседните клетки и защита на клетката от увреждане, прави нейната роля изключително важна. Животинските клетки извън мембраната понякога са покрити с тънък слой, състоящ се от полизахариди и протеини - гликокаликс. Растителните клетки извън клетъчната мембрана имат здрава клетъчна стена, която създава външна опора и поддържа формата на клетката. Състои се от фибри (целулоза), водонеразтворим полизахарид.

Мембраната е свръхфина структура, която образува повърхността на органелите и клетката като цяло. Всички мембрани имат сходна структура и са свързани в една система.

Химичен състав

Клетъчните мембрани са химически хомогенни и се състоят от протеини и липиди от различни групи:

• фосфолипиди;
• галактолипиди;
• сулфолипиди.

Те също така съдържат нуклеинови киселини, полизахариди и други вещества.

Физически свойства

При нормална температура мембраните са в течнокристално състояние и постоянно се колебаят. Вискозитетът им е близък до този на растителното масло.

Мембраната е възстановима, здрава, еластична и има пори. Дебелината на мембраните е 7 - 14 nm.

ТОП 4 статиикоито четат заедно с това

За големите молекули мембраната е непропусклива. Малки молекули и йони могат да преминават през порите и самата мембрана под въздействието на разликата в концентрацията от различните страни на мембраната, както и с помощта на транспортни протеини.

Модел

Структурата на мембраните обикновено се описва с помощта на флуиден мозаечен модел. Мембраната има рамка - два реда липидни молекули, плътно, като тухли, съседни една на друга.

Ориз. 1. Биологична мембрана тип сандвич.

От двете страни повърхността на липидите е покрита с протеини. Мозаечният модел се образува от протеинови молекули, неравномерно разпределени по повърхността на мембраната.

Според степента на потапяне в билипидния слой протеиновите молекули се разделят на три групи:

• трансмембранен;
• потопени;
• повърхностен.

Протеините осигуряват основното свойство на мембраната - нейната избирателна пропускливост за различни вещества.

Видове мембрани

Всички клетъчни мембрани според локализацията могат да бъдат разделени на следните видове:

• открито;
• ядрен;
• органелни мембрани.

Външната цитоплазмена мембрана или плазмолемата е границата на клетката. Свързвайки се с елементи на цитоскелета, той запазва формата и размера си.

Ориз. 2. Цитоскелет.

Ядрената мембрана или кариолемата е границата на ядреното съдържание. Изградена е от две мембрани, много подобни на външната. Външната мембрана на ядрото е свързана с мембраните на ендоплазмения ретикулум (ER) и чрез пори с вътрешната мембрана.

EPS мембраните проникват в цялата цитоплазма, образувайки повърхности, върху които се синтезират различни вещества, включително мембранни протеини.

Органоидни мембрани

Повечето органели имат мембранна структура.

Стените са изградени от една мембрана:

• Комплекс Голджи;
• вакуоли;
• лизозоми.

Пластидите и митохондриите са изградени от два слоя мембрани. Външната им мембрана е гладка, а вътрешната образува множество гънки.

Характеристики на фотосинтетичните мембрани на хлоропластите са вградените молекули на хлорофила.

Животинските клетки имат въглехидратен слой, наречен гликокаликс на повърхността на външната мембрана.

Ориз. 3. Гликокаликс.

Гликокаликсът е най-развит в клетките на чревния епител, където създава условия за храносмилане и защитава плазмолемата.

Таблица "Структура на клетъчната мембрана"

Какво научихме?

Разгледахме структурата и функциите на клетъчната мембрана. Мембраната е селективна (избирателна) бариера на клетката, ядрото и органелите. Структурата на клетъчната мембрана се описва чрез течно-мозаечен модел. Според този модел протеиновите молекули са вградени в двоен слой от вискозни липиди.

Тема Викторина

Доклад за оценка

Среден рейтинг: 4.5. Общо получени оценки: 270.

плазмената мембрана , или плазмалема,- най-постоянната, основна, универсална мембрана за всички клетки. Това е най-тънкият (около 10 nm) филм, покриващ цялата клетка. Плазмалема се състои от молекули на протеини и фосфолипиди (фиг. 1.6).

Молекулите на фосфолипидите са подредени в два реда - хидрофобни краища навътре, хидрофилни глави към вътрешната и външната водна среда. На някои места двуслойният (двоен слой) от фосфолипиди е проникнат от протеинови молекули (интегрални протеини). Вътре в такива протеинови молекули има канали - пори, през които преминават водоразтворимите вещества. Други протеинови молекули проникват в половината от липидния двуслой от едната или другата страна (полуинтегрални протеини). На повърхността на мембраните на еукариотните клетки има периферни протеини. Липидните и протеиновите молекули се държат заедно чрез хидрофилно-хидрофобни взаимодействия.

Свойства и функции на мембраните.Всички клетъчни мембрани са подвижни течни структури, тъй като молекулите на липидите и протеините не са свързани с ковалентни връзки и могат да се движат доста бързо в равнината на мембраната. Благодарение на това мембраните могат да променят конфигурацията си, т.е. те имат течливост.

Мембраните са много динамични структури. Те бързо се възстановяват от увреждане, а също така се разтягат и свиват с клетъчни движения.

Мембраните на различните типове клетки се различават значително както по химичен състав, така и по относителното съдържание на протеини, гликопротеини и липиди в тях и следователно по естеството на присъстващите в тях рецептори. Следователно всеки тип клетка се характеризира с индивидуалност, която се определя главно гликопротеини.Гликопротеините с разклонена верига, излизащи от клетъчната мембрана, участват в факторно разпознаваневъншна среда, както и във взаимното разпознаване на сродни клетки. Например яйцеклетката и сперматозоидът се разпознават взаимно чрез гликопротеини на клетъчната повърхност, които се вписват заедно като отделни елементи на цяла структура. Такова взаимно признаване е необходим етап, предхождащ оплождането.

Подобно явление се наблюдава в процеса на тъканна диференциация. В този случай клетките, подобни по структура, с помощта на разпознаване на участъци от плазмалемата правилно се ориентират една спрямо друга, като по този начин осигуряват тяхната адхезия и образуване на тъкани. Свързано с разпознаване регулиране на транспортамолекули и йони през мембраната, както и имунологичен отговор, при който гликопротеините играят ролята на антигени. По този начин захарите могат да функционират като информационни молекули (подобно на протеините и нуклеиновите киселини). Мембраните съдържат и специфични рецептори, преносители на електрони, преобразуватели на енергия, ензимни протеини. Протеините участват в осигуряването на транспорта на определени молекули в или извън клетката, осъществяват структурната връзка на цитоскелета с клетъчните мембрани или служат като рецептори за приемане и преобразуване на химически сигнали от околната среда.

Най-важното свойство на мембраната е също селективна пропускливост.Това означава, че молекулите и йоните преминават през нея с различна скорост и колкото по-голям е размерът на молекулите, толкова по-бавно е преминаването им през мембраната. Това свойство определя плазмената мембрана като осмотична бариера.Водата и разтворените в нея газове имат максимална проникваща способност; йоните преминават през мембраната много по-бавно. Дифузията на водата през мембраната се нарича осмоза.

Има няколко механизма за транспортиране на вещества през мембраната.

дифузия- проникване на вещества през мембраната по концентрационния градиент (от областта, където концентрацията им е по-висока, към зоната, където концентрацията им е по-ниска). Дифузният транспорт на вещества (вода, йони) се осъществява с участието на мембранни протеини, които имат молекулни пори, или с участието на липидната фаза (за мастноразтворимите вещества).

С улеснена дифузияспециални мембранни носители протеини селективно се свързват с един или друг йон или молекула и ги пренасят през мембраната по концентрационен градиент.

активен транспорте свързано с енергийни разходи и служи за транспортиране на вещества срещу градиента на тяхната концентрация. Тойосъществявани от специални белтъци-носители, които образуват т.нар йонни помпи.Най-изследваната е Na - / K - помпата в животинските клетки, която активно изпомпва Na + йони, докато абсорбира K - йони. Благодарение на това в клетката се поддържа висока концентрация на K - и по-ниска Na + в сравнение с околната среда. Този процес изразходва енергията на АТФ.

В резултат на активен транспорт с помощта на мембранна помпа в клетката се регулира и концентрацията на Mg 2- и Ca 2+.

В процеса на активен транспорт на йони в клетката различни захари, нуклеотиди и аминокиселини проникват през цитоплазмената мембрана.

Макромолекулите на протеините, нуклеиновите киселини, полизахаридите, липопротеиновите комплекси и др. не преминават през клетъчните мембрани, за разлика от йоните и мономерите. Транспортирането на макромолекули, техните комплекси и частици в клетката става по съвсем различен начин - чрез ендоцитоза. При ендоцитоза (ендо...- вътре) определен участък от плазмалемата улавя и, така да се каже, обгръща извънклетъчния материал, затваряйки го в мембранна вакуола, възникнала в резултат на инвагинацията на мембраната. Впоследствие такава вакуола е свързана с лизозома, чиито ензими разграждат макромолекулите до мономери.

Обратният процес на ендоцитоза е екзоцитоза (екзо...- отвън). Благодарение на него клетката премахва вътреклетъчните продукти или несмлени остатъци, затворени във вакуоли или пу-

мехурчета. Везикулата се приближава до цитоплазмената мембрана, слива се с нея и съдържанието й се освобождава в околната среда. Как се отделят храносмилателни ензими, хормони, хемицелулоза и др.

По този начин биологичните мембрани, като основни структурни елементи на клетката, служат не само като физически граници, но и като динамични функционални повърхности. На мембраните на органелите се извършват множество биохимични процеси, като активна абсорбция на вещества, преобразуване на енергия, синтез на АТФ и др.

Функции на биологичните мембраниследното:

Те разграничават съдържанието на клетката от външната среда и съдържанието на органелите от цитоплазмата.

Те осигуряват транспорт на вещества в и извън клетката, от цитоплазмата към органелите и обратно.

Те играят ролята на рецептори (приемане и преобразуване на сигнали от околната среда, разпознаване на клетъчни вещества и др.).

Те са катализатори (осигуряващи мембранни химични процеси).

Участвайте в трансформацията на енергията.