ograniczający ( bariera) - oddziel zawartość komórkową od środowiska zewnętrznego;

Regulują wymianę między komórką a środowiskiem;

Dzielą komórki na przedziały lub przedziały przeznaczone dla określonych wyspecjalizowanych szlaków metabolicznych ( działowy);

Jest miejscem niektórych reakcji chemicznych (lekkie reakcje fotosyntezy w chloroplastach, fosforylacja oksydacyjna podczas oddychania w mitochondriach);

Zapewniają komunikację między komórkami w tkankach organizmów wielokomórkowych;

Transport- przeprowadza transport przezbłonowy.

Chwytnik- są miejscem lokalizacji receptorów rozpoznających bodźce zewnętrzne.

Transport substancji przez membranę jest jedną z wiodących funkcji membrany, która zapewnia wymianę substancji pomiędzy komórką a środowiskiem zewnętrznym. W zależności od kosztów energii potrzebnych do transferu substancji wyróżnia się:

transport pasywny lub ułatwiona dyfuzja;

transport aktywny (selektywny) z udziałem ATP i enzymów.

transport w opakowaniach membranowych. Wyróżnia się endocytozę (do komórki) i egzocytozę (na zewnątrz komórki) – mechanizmy transportu dużych cząstek i makrocząsteczek przez błonę. Podczas endocytozy błona komórkowa tworzy wgłębienie, jej krawędzie łączą się, a pęcherzyk zostaje wpleciony w cytoplazmę. Pęcherzyk jest oddzielony od cytoplazmy pojedynczą błoną, która jest częścią zewnętrznej błony cytoplazmatycznej. Rozróżnij fagocytozę i pinocytozę. Fagocytoza to wchłanianie dużych cząstek, raczej stałych. Na przykład fagocytoza limfocytów, pierwotniaków itp. Pinocytoza to proces wychwytywania i wchłaniania kropelek cieczy z rozpuszczonymi w nich substancjami.

Egzocytoza to proces usuwania różnych substancji z komórki. Podczas egzocytozy błona pęcherzyka lub wakuoli łączy się z zewnętrzną błoną cytoplazmatyczną. Zawartość pęcherzyka jest usuwana z powierzchni komórki, a błona wchodzi w skład zewnętrznej błony cytoplazmatycznej.

U źródła bierny transport cząsteczek nienaładowanych to różnica między stężeniami wodoru i ładunków, tj. gradient elektrochemiczny. Substancje będą przemieszczać się z obszaru o większym nachyleniu do obszaru o niższym nachyleniu. Prędkość transportu zależy od różnicy nachylenia.

Prosta dyfuzja to transport substancji bezpośrednio przez dwuwarstwę lipidową. Charakterystyka gazów, niepolarnych lub małych, nienaładowanych cząsteczek polarnych, rozpuszczalnych w tłuszczach. Woda szybko przenika przez dwuwarstwę, ponieważ. jego cząsteczka jest mała i elektrycznie obojętna. Dyfuzja wody przez membrany nazywa się osmozą.

Dyfuzja przez kanały membranowe to transport naładowanych cząsteczek i jonów (Na, K, Ca, Cl), które przenikają przez membranę dzięki obecności w niej specjalnych białek kanałotwórczych, które tworzą pory wodne.

Dyfuzja ułatwiona to transport substancji za pomocą specjalnych białek transportowych. Każde białko odpowiada za ściśle określoną cząsteczkę lub grupę powiązanych ze sobą cząsteczek, oddziałuje z nią i przemieszcza się przez błonę. Na przykład cukry, aminokwasy, nukleotydy i inne cząsteczki polarne.

transport aktywny przeprowadzana przez białka - nośniki (ATPazę) wbrew gradientowi elektrochemicznemu, przy wydatku energii. Jego źródłem są cząsteczki ATP. Na przykład pompa sodowo-potasowa.

Stężenie potasu wewnątrz komórki jest znacznie wyższe niż na zewnątrz, a sodu – odwrotnie. Dlatego kationy potasu i sodu biernie dyfundują wzdłuż gradientu stężeń przez pory wody membrany. Wynika to z faktu, że przepuszczalność membrany dla jonów potasu jest większa niż dla jonów sodu. W związku z tym potas dyfunduje z komórki szybciej niż sód do wnętrza komórki. Jednak do normalnego funkcjonowania komórki niezbędny jest pewien stosunek 3 jonów potasu i 2 jonów sodu. Dlatego w membranie znajduje się pompa sodowo-potasowa, która aktywnie wypompowuje sód z komórki, a potas do komórki. Pompa ta jest białkiem błony transbłonowej zdolnym do przegrupowań konformacyjnych. Dlatego może przyłączać do siebie zarówno jony potasu, jak i jony sodu (antyport). Proces jest energochłonny:

Jony sodu i cząsteczka ATP dostają się do białka pompy od wewnętrznej strony membrany, a jony potasu od zewnątrz.

Jony sodu łączą się z cząsteczką białka, a białko nabywa aktywność ATPazy, tj. zdolność do wywoływania hydrolizy ATP, której towarzyszy uwolnienie energii napędzającej pompę.

Fosforan uwolniony podczas hydrolizy ATP jest przyłączany do białka, tj. fosforyluje białko.

Fosforylacja powoduje zmianę konformacyjną białka, które nie jest w stanie zatrzymać jonów sodu. Są uwalniane i wychodzą na zewnątrz komórki.

Nowa konformacja białka sprzyja dodaniu do niego jonów potasu.

Dodatek jonów potasu powoduje defosforylację białka. Znów zmienia swoją budowę.

Zmiana konformacji białka prowadzi do uwolnienia jonów potasu wewnątrz komórki.

Białko jest ponownie gotowe do przyłączenia do siebie jonów sodu.

W jednym cyklu pracy pompa wypompowuje z ogniwa 3 jony sodu i 2 jony potasu.

Cytoplazma- obowiązkowy składnik komórki, zamknięty pomiędzy aparatem powierzchniowym komórki a jądrem. Jest to złożony heterogeniczny kompleks strukturalny, składający się z:

hialoplazma

organelle (stałe składniki cytoplazmy)

wtręty - tymczasowe składniki cytoplazmy.

macierz cytoplazmatyczna(hialoplazma) to wewnętrzna zawartość komórki – bezbarwny, gęsty i przezroczysty roztwór koloidalny. Składniki macierzy cytoplazmatycznej realizują w komórce procesy biosyntezy, zawierają enzymy niezbędne do wytwarzania energii, głównie na skutek beztlenowej glikolizy.

Podstawowe właściwości macierzy cytoplazmatycznej.

Określa właściwości koloidalne komórki. Razem z błonami wewnątrzkomórkowymi układu wakuolowego można go uznać za wysoce niejednorodny lub wielofazowy układ koloidalny.

Zapewnia zmianę lepkości cytoplazmy, przejście od żelu (grubszego) do zolu (więcej cieczy), co następuje pod wpływem czynników zewnętrznych i wewnętrznych.

Zapewnia cyklozę, ruch ameboidów, podział komórek i ruch pigmentu w chromatoforach.

Określa polaryzację lokalizacji składników wewnątrzkomórkowych.

Zapewnia właściwości mechaniczne komórek - elastyczność, zdolność do łączenia, sztywność.

Organelle- trwałe struktury komórkowe zapewniające komórce wykonywanie określonych funkcji. W zależności od cech konstrukcji wyróżnia się:

organelle błoniaste - mają strukturę błonową. Mogą być jednobłonowe (ER, aparat Golgiego, lizosomy, wakuole komórek roślinnych). Podwójna membrana (mitochondria, plastydy, jądro).

Organelle niebłonowe - nie mają struktury błonowej (chromosomy, rybosomy, centrum komórkowe, cytoszkielet).

Organelle ogólnego przeznaczenia - charakterystyczne dla wszystkich komórek: jądro, mitochondria, centrum komórkowe, aparat Golgiego, rybosomy, ER, lizosomy. Jeśli organelle są charakterystyczne dla niektórych typów komórek, nazywa się je specjalnymi organellami (na przykład miofibryle kurczące włókno mięśniowe).

Siateczka endoplazmatyczna- pojedyncza ciągła struktura, której membrana tworzy wiele wgłębień i fałd, które wyglądają jak kanaliki, mikrowakuole i duże cysterny. Błony EPS z jednej strony są związane z komórkową błoną cytoplazmatyczną, a z drugiej strony z zewnętrzną powłoką błony jądrowej.

Istnieją dwa rodzaje EPS – szorstki i gładki.

W szorstkim lub ziarnistym ER cysterny i kanaliki są powiązane z rybosomami. to zewnętrzna strona błony.W gładkim lub ziarnistym EPS nie ma połączenia z rybosomami. To jest wnętrze membrany.

Podstawową jednostką strukturalną żywego organizmu jest komórka będąca zróżnicowanym odcinkiem cytoplazmy otoczonym błoną komórkową. Ze względu na to, że komórka pełni wiele ważnych funkcji, takich jak rozmnażanie, odżywianie, ruch, skorupa musi być plastyczna i gęsta.

Historia odkrycia i badań błony komórkowej

W 1925 roku Grendel i Gorder przeprowadzili udany eksperyment mający na celu identyfikację „cieni” erytrocytów, czyli pustych otoczek. Pomimo kilku rażących błędów naukowcy odkryli dwuwarstwę lipidową. Ich dzieło kontynuowali Danielli, Dawson w 1935 r., Robertson w 1960 r. W wyniku wielu lat pracy i nagromadzenia argumentów w 1972 roku Singer i Nicholson stworzyli model płynnej mozaiki struktury membrany. Dalsze eksperymenty i badania potwierdziły prace naukowców.

Oznaczający

Co to jest błona komórkowa? Słowo to zaczęto używać ponad sto lat temu, w tłumaczeniu z łaciny oznacza „film”, „skóra”. Wyznacz więc granicę komórki, która stanowi naturalną barierę pomiędzy zawartością wewnętrzną a środowiskiem zewnętrznym. Struktura błony komórkowej sugeruje półprzepuszczalność, dzięki czemu może swobodnie przez nią przechodzić wilgoć oraz składniki odżywcze i produkty rozkładu. Powłokę tę można nazwać głównym elementem strukturalnym organizacji komórki.

Rozważ główne funkcje błony komórkowej

1. Oddziela wewnętrzną zawartość komórki od składników środowiska zewnętrznego.

2. Pomaga w utrzymaniu stałego składu chemicznego komórki.

3. Reguluje prawidłowy metabolizm.

4. Zapewnia wzajemne połączenie między komórkami.

5. Rozpoznaje sygnały.

6. Funkcja ochrony.

„Powłoka plazmowa”

Zewnętrzna błona komórkowa, zwana także błoną plazmatyczną, to ultramikroskopowy film o grubości od pięciu do siedmiu nanometrów. Składa się głównie ze związków białkowych, fosfolidów, wody. Folia jest elastyczna, łatwo wchłania wodę, a także szybko przywraca integralność po uszkodzeniu.

Różni się uniwersalną strukturą. Błona ta zajmuje pozycję graniczną, uczestniczy w procesie selektywnej przepuszczalności, wydalaniu produktów rozpadu, syntetyzuje je. Relacja z „sąsiadami” i niezawodna ochrona zawartości wewnętrznej przed uszkodzeniem sprawia, że ​​jest to ważny element w takich kwestiach, jak konstrukcja komórki. Błona komórkowa organizmów zwierzęcych czasami okazuje się pokryta najcieńszą warstwą - glikokaliksem, w skład którego wchodzą białka i polisacharydy. Komórki roślinne na zewnątrz błony są chronione przez ścianę komórkową, która działa jako podpora i utrzymuje kształt. Głównym składnikiem jego składu jest błonnik (celuloza) – polisacharyd nierozpuszczalny w wodzie.

Zatem zewnętrzna błona komórkowa pełni funkcję naprawy, ochrony i interakcji z innymi komórkami.

Struktura błony komórkowej

Grubość tej ruchomej powłoki waha się od sześciu do dziesięciu nanometrów. Błona komórkowa komórki ma specjalny skład, którego podstawą jest dwuwarstwa lipidowa. Ogony hydrofobowe, obojętne na wodę, znajdują się po wewnętrznej stronie, natomiast główki hydrofilowe, które oddziałują z wodą, są zwrócone na zewnątrz. Każdy lipid jest fosfolipidem, który powstał w wyniku oddziaływania substancji takich jak glicerol i sfingozyna. Rusztowanie lipidowe jest ściśle otoczone białkami, które ułożone są w nieciągłej warstwie. Część z nich zanurzona jest w warstwie lipidowej, reszta przez nią przechodzi. W rezultacie powstają obszary przepuszczalne dla wody. Funkcje pełnione przez te białka są różne. Część z nich to enzymy, reszta to białka transportowe, które przenoszą różne substancje ze środowiska zewnętrznego do cytoplazmy i odwrotnie.

Błona komórkowa jest przepuszczalna i ściśle połączona z białkami integralnymi, natomiast połączenie z białkami obwodowymi jest słabsze. Białka te pełnią ważną funkcję, jaką jest utrzymanie struktury błony, odbieranie i przetwarzanie sygnałów z otoczenia, transport substancji oraz katalizowanie reakcji zachodzących na błonach.

Mieszanina

Podstawą błony komórkowej jest warstwa dwucząsteczkowa. Dzięki swojej ciągłości komórka posiada właściwości barierowe i mechaniczne. Na różnych etapach życia ta dwuwarstwa może zostać zakłócona. W efekcie powstają defekty strukturalne porów hydrofilowych. W takim przypadku mogą zmienić się absolutnie wszystkie funkcje takiego składnika, jak błona komórkowa. W takim przypadku jądro może cierpieć z powodu wpływów zewnętrznych.

Nieruchomości

Błona komórkowa komórki ma ciekawe cechy. Ze względu na swoją płynność otoczka ta nie jest sztywną strukturą, a większość białek i lipidów tworzących jej skład porusza się swobodnie po płaszczyźnie błony.

Ogólnie błona komórkowa jest asymetryczna, więc skład warstw białkowych i lipidowych jest inny. Błony plazmatyczne w komórkach zwierzęcych posiadają po zewnętrznej stronie warstwę glikoproteinową, która pełni funkcje receptorowe i sygnalizacyjne, a także odgrywa ważną rolę w procesie łączenia komórek w tkankę. Błona komórkowa jest polarna, to znaczy ładunek na zewnątrz jest dodatni, a wewnątrz jest ujemny. Oprócz wszystkich powyższych, błona komórkowa ma selektywny wgląd.

Oznacza to, że oprócz wody do komórki wpuszczana jest tylko pewna grupa cząsteczek i jonów rozpuszczonych substancji. Stężenie substancji takiej jak sód w większości komórek jest znacznie niższe niż w środowisku zewnętrznym. W przypadku jonów potasu charakterystyczny jest inny stosunek: ich liczba w komórce jest znacznie większa niż w środowisku. Pod tym względem jony sodu mają tendencję do przenikania przez błonę komórkową, a jony potasu mają tendencję do uwalniania na zewnątrz. W tych okolicznościach membrana aktywuje specjalny system, który pełni rolę „pompującą”, wyrównując stężenie substancji: jony sodu są wypompowywane na powierzchnię komórki, a jony potasu do wewnątrz. Cecha ta zaliczana jest do najważniejszych funkcji błony komórkowej.

Ta tendencja jonów sodu i potasu do przemieszczania się do wewnątrz z powierzchni odgrywa dużą rolę w transporcie cukru i aminokwasów do komórki. W procesie aktywnego usuwania jonów sodu z komórki błona stwarza warunki dla nowego napływu glukozy i aminokwasów do jej wnętrza. Wręcz przeciwnie, w procesie przenoszenia jonów potasu do wnętrza komórki, uzupełniana jest liczba „transporterów” produktów rozpadu z wnętrza komórki do środowiska zewnętrznego.

W jaki sposób komórka jest odżywiana przez błonę komórkową?

Wiele komórek pobiera substancje w procesach takich jak fagocytoza i pinocytoza. W pierwszym wariancie niewielkie wgłębienie tworzy elastyczna membrana zewnętrzna, w której znajduje się wychwycona cząstka. Następnie średnica wgłębienia staje się większa, aż otoczona cząstka dostanie się do cytoplazmy komórki. Poprzez fagocytozę odżywiane są niektóre pierwotniaki, takie jak ameba, a także komórki krwi - leukocyty i fagocyty. Podobnie komórki wchłaniają płyn zawierający niezbędne składniki odżywcze. Zjawisko to nazywa się pinocytozą.

Błona zewnętrzna jest ściśle połączona z siateczką śródplazmatyczną komórki.

W wielu typach podstawowych składników tkanek na powierzchni błony znajdują się wypukłości, fałdy i mikrokosmki. Komórki roślinne na zewnątrz tej otoczki pokryte są inną, grubą i dobrze widoczną pod mikroskopem. Włókno, z którego są wykonane, pomaga stanowić podporę dla tkanek roślinnych, takich jak drewno. Komórki zwierzęce mają również szereg struktur zewnętrznych, które znajdują się na błonie komórkowej. Mają wyłącznie charakter ochronny, czego przykładem jest chityna zawarta w komórkach powłokowych owadów.

Oprócz błony komórkowej istnieje błona wewnątrzkomórkowa. Jego funkcją jest podzielenie komórki na kilka wyspecjalizowanych zamkniętych przedziałów - przedziałów lub organelli, w których należy zachować określone środowisko.

Nie sposób zatem przecenić roli takiego składnika podstawowej jednostki żywego organizmu, jak błona komórkowa. Struktura i funkcje implikują znaczne zwiększenie całkowitej powierzchni komórki, poprawę procesów metabolicznych. Ta struktura molekularna składa się z białek i lipidów. Odgradzając komórkę od środowiska zewnętrznego, membrana zapewnia jej integralność. Z jego pomocą wiązania międzykomórkowe utrzymują się na wystarczająco silnym poziomie, tworząc tkanki. W związku z tym możemy stwierdzić, że jedną z najważniejszych ról w komórce odgrywa błona komórkowa. Struktura i funkcje przez nią pełnione są radykalnie różne w różnych komórkach, w zależności od ich przeznaczenia. Dzięki tym cechom osiąga się różnorodną aktywność fizjologiczną błon komórkowych i ich rolę w istnieniu komórek i tkanek.

błony biologiczne.
Terminu „błona” (łac. membrana – skóra, błona) zaczęto używać ponad 100 lat temu w odniesieniu do granicy komórki, służącej z jednej strony jako bariera pomiędzy zawartością komórki a środowiskiem zewnętrznym. z drugiej jako półprzepuszczalna przegroda, przez którą może przedostać się woda i niektóre substancje. Jednak funkcje membrany nie są wyczerpane, ponieważ błony biologiczne stanowią podstawę strukturalnej organizacji komórki.
Struktura membrany. Według tego modelu główną membraną jest dwuwarstwa lipidowa, w której hydrofobowe ogony cząsteczek są zwrócone do wewnątrz, a hydrofilowe głowy zwrócone są na zewnątrz. Lipidy reprezentowane są przez fosfolipidy - pochodne glicerolu lub sfingozyny. Białka są przyłączone do warstwy lipidowej. Białka integralne (transbłonowe) przenikają przez błonę i są z nią ściśle związane; obwodowe nie wnikają i są słabiej związane z membraną. Funkcje białek błonowych: utrzymywanie struktury błon, odbieranie i przetwarzanie sygnałów z otoczenia. środowisko, transport niektórych substancji, kataliza reakcji zachodzących na membranach. grubość membrany wynosi od 6 do 10 nm.

Właściwości membrany:
1. Płynność. Błona nie jest sztywną strukturą, większość jej białek i lipidów może poruszać się w płaszczyźnie błon.
2. Asymetria. Skład zewnętrznej i wewnętrznej warstwy zarówno białek, jak i lipidów jest inny. Ponadto błony plazmatyczne komórek zwierzęcych mają na zewnątrz warstwę glikoprotein (glikokaliks, który pełni funkcje sygnałowe i receptorowe, a także jest ważny dla łączenia komórek w tkanki)
3. Polaryzacja. Zewnętrzna strona membrany niesie ładunek dodatni, natomiast wewnętrzna ładunek ujemny.
4. Selektywna przepuszczalność. Błony żywych komórek przepuszczają, oprócz wody, tylko niektóre cząsteczki i jony rozpuszczonych substancji.(Użycie terminu „półprzepuszczalność” w odniesieniu do błon komórkowych nie jest do końca poprawne, ponieważ z tej koncepcji wynika, że ​​membrana przepuszcza tylko rozpuszczalnik cząsteczek, zachowując jednocześnie wszystkie cząsteczki i jony substancji rozpuszczonej.)

Zewnętrzna błona komórkowa (plazmalemma) to ultramikroskopowy film o grubości 7,5 nm, składający się z białek, fosfolipidów i wody. Elastyczna folia, dobrze zwilżona wodą i szybko odzyskująca integralność po uszkodzeniu. Posiada uniwersalną budowę, typową dla wszystkich błon biologicznych. Graniczne położenie tej błony, jej udział w procesach selektywnej przepuszczalności, pinocytozy, fagocytozy, wydalania produktów wydalniczych i syntezy, w połączeniu z sąsiadującymi komórkami i ochroną komórki przed uszkodzeniem, sprawia, że ​​jej rola jest niezwykle ważna. Komórki zwierzęce na zewnątrz błony są czasami pokryte cienką warstwą składającą się z polisacharydów i białek – glikokaliksu. Komórki roślinne znajdujące się poza błoną komórkową mają mocną ścianę komórkową, która tworzy zewnętrzne wsparcie i utrzymuje kształt komórki. Składa się z błonnika (celulozy), nierozpuszczalnego w wodzie polisacharydu.

Błona jest strukturą nadsubtelną, która tworzy powierzchnię organelli i komórki jako całości. Wszystkie membrany mają podobną budowę i są połączone w jeden system.

Skład chemiczny

Błony komórkowe są chemicznie jednorodne i składają się z białek i lipidów różnych grup:

• fosfolipidy;
• galaktolipidy;
• sulfolipidy.

Zawierają także kwasy nukleinowe, polisacharydy i inne substancje.

Właściwości fizyczne

W normalnej temperaturze membrany są w stanie ciekłokrystalicznym i podlegają ciągłym wahaniom. Ich lepkość jest zbliżona do oleju roślinnego.

Membrana jest odzyskiwalna, mocna, elastyczna i posiada pory. Grubość membran wynosi 7 - 14 nm.

TOP 4 artykułyktóry czytał razem z tym

W przypadku dużych cząsteczek membrana jest nieprzepuszczalna. Małe cząsteczki i jony mogą przechodzić przez pory i samą membranę pod wpływem różnicy stężeń po różnych stronach membrany, a także za pomocą białek transportowych.

Model

Strukturę membran opisuje się zwykle za pomocą modelu płynnej mozaiki. Błona ma ramę - dwa rzędy cząsteczek lipidów, ściśle przylegających do siebie, jak cegły.

Ryż. 1. Błona biologiczna typu kanapkowego.

Po obu stronach powierzchnia lipidów pokryta jest białkami. Wzór mozaikowy tworzą cząsteczki białka nierównomiernie rozmieszczone na powierzchni membrany.

W zależności od stopnia zanurzenia w warstwie bilipidowej cząsteczki białka dzielą się na trzy grupy:

• transbłonowy;
• zanurzony;
• powierzchowny.

Białka zapewniają główną właściwość membrany - jej selektywną przepuszczalność dla różnych substancji.

Rodzaje membran

Wszystkie błony komórkowe ze względu na lokalizację można podzielić na następujące typy:

• na wolnym powietrzu;
• jądrowy;
• błony organelli.

Zewnętrzna błona cytoplazmatyczna, czyli plazmolemma, stanowi granicę komórki. Łącząc się z elementami cytoszkieletu, zachowuje swój kształt i rozmiar.

Ryż. 2. Cytoszkielet.

Błona jądrowa, czyli karolemma, stanowi granicę zawartości jądra. Zbudowany jest z dwóch membran, bardzo podobnych do zewnętrznej. Zewnętrzna błona jądra jest połączona z błonami retikulum endoplazmatycznego (ER) i poprzez pory z błoną wewnętrzną.

Błony EPS penetrują całą cytoplazmę, tworząc powierzchnie, na których syntetyzowane są różne substancje, w tym białka błonowe.

Błony organoidowe

Większość organelli ma strukturę błonową.

Ściany zbudowane są z jednej membrany:

• kompleks Golgiego;
• wakuole;
• lizosomy.

Plastydy i mitochondria zbudowane są z dwóch warstw błon. Ich zewnętrzna błona jest gładka, a wewnętrzna tworzy wiele fałd.

Cechami fotosyntetycznych błon chloroplastów są osadzone cząsteczki chlorofilu.

Komórki zwierzęce mają warstwę węglowodanów zwaną glikokaliksem na powierzchni błony zewnętrznej.

Ryż. 3. Glikokaliks.

Glikokaliks najbardziej rozwinięty jest w komórkach nabłonka jelitowego, gdzie stwarza warunki do trawienia i chroni plazmolemmę.

Tabela „Struktura błony komórkowej”

Czego się nauczyliśmy?

Zbadaliśmy strukturę i funkcje błony komórkowej. Błona jest selektywną (selektywną) barierą komórki, jądra i organelli. Strukturę błony komórkowej opisuje model płynnej mozaiki. Według tego modelu cząsteczki białka są osadzone w podwójnej warstwie lepkich lipidów.

Quiz tematyczny

Ocena raportu

Średnia ocena: 4,5. Łączna liczba otrzymanych ocen: 270.

błona plazmatyczna , Lub plazmalemma,- najbardziej trwała, podstawowa, uniwersalna membrana dla wszystkich komórek. Jest to najcieńsza (około 10 nm) folia pokrywająca całe ogniwo. Plazlemma składa się z cząsteczek białek i fosfolipidów (ryc. 1.6).

Cząsteczki fosfolipidów ułożone są w dwóch rzędach - końcami hydrofobowymi skierowanymi do wewnątrz, głowami hydrofilowymi w kierunku wewnętrznego i zewnętrznego środowiska wodnego. W niektórych miejscach dwuwarstwa (podwójna warstwa) fosfolipidów jest przesiąknięta cząsteczkami białek (białka integralne). Wewnątrz takich cząsteczek białka znajdują się kanały - pory, przez które przechodzą substancje rozpuszczalne w wodzie. Inne cząsteczki białka przenikają połowę dwuwarstwy lipidowej z jednej lub drugiej strony (białka półintegralne). Na powierzchni błon komórek eukariotycznych znajdują się białka obwodowe. Cząsteczki lipidów i białek są utrzymywane razem poprzez oddziaływania hydrofilowo-hydrofobowe.

Właściwości i funkcje membran. Wszystkie błony komórkowe są ruchomymi strukturami płynnymi, ponieważ cząsteczki lipidów i białek nie są połączone wiązaniami kowalencyjnymi i mogą dość szybko poruszać się w płaszczyźnie błony. Dzięki temu membrany mogą zmieniać swoją konfigurację, tj. mają płynność.

Membrany są strukturami bardzo dynamicznymi. Szybko regenerują się po uszkodzeniach, a także rozciągają i kurczą się dzięki ruchom komórkowym.

Błony różnych typów komórek różnią się znacznie zarówno składem chemicznym, jak i względną zawartością w nich białek, glikoprotein i lipidów, a co za tym idzie, naturą występujących w nich receptorów. Każdy typ komórki charakteryzuje się zatem indywidualnością, która jest przede wszystkim zdeterminowana glikoproteiny. W procesie tym biorą udział glikoproteiny o rozgałęzionych łańcuchach wystające z błony komórkowej rozpoznawanie czynnikówśrodowisku zewnętrznym, a także we wzajemnym uznawaniu powiązanych ze sobą komórek. Na przykład komórka jajowa i plemnik rozpoznają się nawzajem dzięki glikoproteinom na powierzchni komórki, które łączą się ze sobą jako oddzielne elementy całej struktury. Takie wzajemne uznanie jest niezbędnym etapem poprzedzającym zapłodnienie.

Podobne zjawisko obserwuje się w procesie różnicowania tkanek. W tym przypadku komórki o podobnej strukturze za pomocą rozpoznawania odcinków plazmalemy prawidłowo orientują się względem siebie, zapewniając w ten sposób ich adhezję i tworzenie tkanki. Związane z uznaniem regulacja transportu cząsteczki i jony przez błonę, a także odpowiedź immunologiczną, w której glikoproteiny pełnią rolę antygenów. Cukry mogą zatem funkcjonować jako cząsteczki informacyjne (podobnie jak białka i kwasy nukleinowe). Błony zawierają także specyficzne receptory, nośniki elektronów, konwertery energii, białka enzymatyczne. Białka biorą udział w zapewnieniu transportu określonych cząsteczek do lub z komórki, realizują strukturalne połączenie cytoszkieletu z błonami komórkowymi lub służą jako receptory do odbierania i przetwarzania sygnałów chemicznych ze środowiska.

Najważniejszą właściwością membrany jest również selektywna przepuszczalność. Oznacza to, że cząsteczki i jony przechodzą przez nią z różną prędkością, a im większy rozmiar cząsteczek, tym wolniejsze jest ich przejście przez membranę. Ta właściwość definiuje błonę plazmatyczną jako bariera osmotyczna. Woda i rozpuszczone w niej gazy mają maksymalną zdolność penetracji; jony przechodzą przez membranę znacznie wolniej. Nazywa się dyfuzją wody przez membranę osmoza.

Istnieje kilka mechanizmów transportu substancji przez błonę.

Dyfuzja- przenikanie substancji przez membranę zgodnie z gradientem stężeń (od obszaru, w którym ich stężenie jest wyższe do obszaru, w którym ich stężenie jest mniejsze). Transport rozproszony substancji (wody, jonów) odbywa się przy udziale białek błonowych, które posiadają pory molekularne, lub przy udziale fazy lipidowej (dla substancji rozpuszczalnych w tłuszczach).

Z ułatwioną dyfuzją specjalne białka nośnikowe błony selektywnie wiążą się z jednym lub drugim jonem lub cząsteczką i przenoszą je przez błonę zgodnie z gradientem stężeń.

transport aktywny wiąże się z kosztami energii i służy do transportu substancji wbrew gradientowi stężeń. On przeprowadzane są przez specjalne białka nośnikowe, które tworzą tzw pompy jonowe. Najbardziej zbadana jest pompa Na - / K - w komórkach zwierzęcych, aktywnie wypompowująca jony Na +, jednocześnie absorbując jony K. Dzięki temu w komórce utrzymuje się duże stężenie K - i niższe Na + w porównaniu ze środowiskiem. Proces ten zużywa energię ATP.

W wyniku aktywnego transportu za pomocą pompy membranowej reguluje się także w komórce stężenie Mg 2- i Ca 2+.

W procesie aktywnego transportu jonów do komórki różne cukry, nukleotydy i aminokwasy przenikają przez błonę cytoplazmatyczną.

Makrocząsteczki białek, kwasów nukleinowych, polisacharydów, kompleksów lipoproteinowych itp. nie przechodzą przez błony komórkowe, w przeciwieństwie do jonów i monomerów. Transport makrocząsteczek, ich kompleksów i cząstek do komórki odbywa się zupełnie inaczej – poprzez endocytozę. Na endocytoza (endo...- wewnątrz) pewna część plazmalemy wychwytuje i niejako otacza materiał zewnątrzkomórkowy, zamykając go w wakuoli błonowej, która powstała w wyniku inwazji błony. Następnie taka wakuola jest połączona z lizosomem, którego enzymy rozkładają makrocząsteczki na monomery.

Odwrotny proces endocytozy jest egzocytoza (egzo...- poza). Dzięki niemu komórka usuwa produkty wewnątrzkomórkowe lub niestrawione pozostałości zamknięte w wakuolach lub pu-

bąbelki. Pęcherzyk zbliża się do błony cytoplazmatycznej, łączy się z nią, a jego zawartość jest uwalniana do środowiska. Jak wydalane są enzymy trawienne, hormony, hemiceluloza itp.

Zatem błony biologiczne, jako główne elementy strukturalne komórki, służą nie tylko jako granice fizyczne, ale jako dynamiczne powierzchnie funkcjonalne. Na błonach organelli zachodzą liczne procesy biochemiczne, takie jak aktywna absorpcja substancji, konwersja energii, synteza ATP itp.

Funkcje błon biologicznych następujące:

Odgraniczają zawartość komórki od środowiska zewnętrznego i zawartość organelli od cytoplazmy.

Zapewniają transport substancji do i z komórki, z cytoplazmy do organelli i odwrotnie.

Pełnią rolę receptorów (odbierają i przetwarzają sygnały z otoczenia, rozpoznawają substancje komórkowe itp.).

Są katalizatorami (zapewniają procesy chemiczne membranowe).

Weź udział w transformacji energii.