biological na lamad.
Ang terminong "lamad" (Latin membrana - balat, pelikula) ay nagsimulang gamitin higit sa 100 taon na ang nakalilipas upang sumangguni sa hangganan ng cell, na nagsisilbi, sa isang banda, bilang isang hadlang sa pagitan ng mga nilalaman ng cell at panlabas na kapaligiran, at sa kabilang banda, bilang isang semi-permeable na partisyon kung saan maaaring dumaan ang tubig at ilang mga sangkap. Gayunpaman, ang mga pag-andar ng lamad ay hindi naubos, dahil ang mga biological membrane ay bumubuo ng batayan ng istrukturang organisasyon ng cell.
Ang istraktura ng lamad. Ayon sa modelong ito, ang pangunahing lamad ay isang lipid bilayer, kung saan ang mga hydrophobic na buntot ng mga molekula ay nakabukas sa loob at ang mga hydrophilic na ulo ay nakabukas palabas. Ang mga lipid ay kinakatawan ng mga phospholipid - mga derivatives ng gliserol o sphingosine. Ang mga protina ay nakakabit sa lipid layer. Ang mga integral (transmembrane) na protina ay tumagos sa lamad sa pamamagitan ng at matatag na nauugnay dito; peripheral ay hindi tumagos at nauugnay sa lamad na hindi gaanong matatag. Mga pag-andar ng mga protina ng lamad: pagpapanatili ng istraktura ng mga lamad, pagtanggap at pag-convert ng mga signal mula sa kapaligiran. kapaligiran, transportasyon ng ilang mga sangkap, catalysis ng mga reaksyon na nagaganap sa mga lamad. ang kapal ng lamad ay mula 6 hanggang 10 nm.

Mga katangian ng lamad:
1. Pagkalikido. Ang lamad ay hindi isang matibay na istraktura; karamihan sa mga protina at lipid nito ay maaaring lumipat sa eroplano ng mga lamad.
2. Kawalaan ng simetrya. Ang komposisyon ng panlabas at panloob na mga layer ng parehong mga protina at lipid ay naiiba. Bilang karagdagan, ang mga lamad ng plasma ng mga selula ng hayop ay may isang layer ng glycoproteins sa labas (isang glycocalyx na gumaganap ng mga function ng signal at receptor, at mahalaga din para sa pagsasama-sama ng mga cell sa mga tisyu)
3. Polarity. Ang labas ng lamad ay may positibong singil, habang ang loob ay may negatibong singil.
4. Selective permeability. Ang mga lamad ng mga buhay na selula ay pumasa, bilang karagdagan sa tubig, lamang ng ilang mga molekula at mga ion ng mga natunaw na sangkap. (Ang paggamit ng terminong "semipermeability" na may kaugnayan sa mga lamad ng cell ay hindi ganap na tama, dahil ang konseptong ito ay nagpapahiwatig na ang lamad ay nagpapasa lamang ng solvent mga molekula, habang pinapanatili ang lahat ng mga ion ng mga dissolved substance.)

Ang panlabas na lamad ng cell (plasmalemma) ay isang ultramicroscopic film na 7.5 nm ang kapal, na binubuo ng mga protina, phospholipid at tubig. Nababanat na pelikula, mahusay na nabasa ng tubig at mabilis na bumabawi ng integridad pagkatapos ng pinsala. Mayroon itong unibersal na istraktura, ang mga tipikal ng lahat ng biological na lamad. Ang posisyon ng hangganan ng lamad na ito, ang pakikilahok nito sa mga proseso ng pumipili na pagkamatagusin, pinocytosis, phagocytosis, paglabas ng mga produkto ng excretory at synthesis, kasabay ng mga kalapit na selula at pagprotekta sa cell mula sa pinsala, ay ginagawang napakahalaga ng papel nito. Ang mga selula ng hayop sa labas ng lamad ay minsan ay natatakpan ng manipis na layer na binubuo ng polysaccharides at mga protina, ang glycocalyx. Ang mga selula ng halaman sa labas ng lamad ng selula ay may matibay na pader ng selula na lumilikha ng panlabas na suporta at nagpapanatili ng hugis ng selula. Binubuo ito ng fiber (cellulose), isang polysaccharide na hindi matutunaw sa tubig.

Among Ang mga pangunahing pag-andar ng lamad ng cell ay maaaring makilala bilang hadlang, transportasyon, enzymatic at receptor. Ang cell (biological) membrane (aka plasmalemma, plasma o cytoplasmic membrane) ay pinoprotektahan ang mga nilalaman ng cell o mga organelle nito mula sa kapaligiran, nagbibigay ng pumipili na pagkamatagusin para sa mga sangkap, ang mga enzyme ay matatagpuan dito, pati na rin ang mga molekula na maaaring "makakuha" ng iba't ibang kemikal at pisikal na signal.

Ang pag-andar na ito ay ibinibigay ng espesyal na istraktura ng lamad ng cell.

Sa ebolusyon ng buhay sa Earth, ang isang cell sa pangkalahatan ay mabubuo lamang pagkatapos ng paglitaw ng isang lamad na naghihiwalay at nagpapatatag sa mga panloob na nilalaman, na pumipigil sa pagkawasak nito.

Sa mga tuntunin ng pagpapanatili ng homeostasis (regulasyon sa sarili ng kamag-anak na katatagan ng panloob na kapaligiran) ang barrier function ng cell lamad ay malapit na nauugnay sa transportasyon.

Ang mga maliliit na molekula ay maaaring dumaan sa plasmalemma nang walang anumang "mga katulong", kasama ang gradient ng konsentrasyon, i.e. mula sa isang rehiyon na may mataas na konsentrasyon ng isang naibigay na sangkap patungo sa isang rehiyon na may mababang konsentrasyon. Ito ang kaso, halimbawa, para sa mga gas na kasangkot sa paghinga. Ang oxygen at carbon dioxide ay nagkakalat sa pamamagitan ng cell membrane sa direksyon kung saan ang kanilang konsentrasyon ay kasalukuyang mas mababa.

Dahil ang lamad ay halos hydrophobic (dahil sa dobleng lipid layer), ang mga polar (hydrophilic) na molekula, kahit na maliliit, ay madalas na hindi makakapasok dito. Samakatuwid, ang isang bilang ng mga protina ng lamad ay kumikilos bilang mga carrier ng naturang mga molekula, na nagbubuklod sa kanila at nagdadala sa kanila sa pamamagitan ng plasmalemma.

Ang integral (membrane-penetrating) na mga protina ay madalas na gumagana sa prinsipyo ng pagbubukas at pagsasara ng mga channel. Kapag ang isang molekula ay lumalapit sa gayong protina, ito ay kumokonekta dito, at ang channel ay bubukas. Ang sangkap na ito o ang isa pa ay dumadaan sa channel ng protina, pagkatapos nito ay nagbabago ang conformation nito, at ang channel ay nagsasara para sa sangkap na ito, ngunit maaaring magbukas para sa pagpasa ng isa pa. Gumagana ang sodium-potassium pump ayon sa prinsipyong ito, na nagbobomba ng mga potassium ions sa cell at nagbobomba ng mga sodium ions mula dito.

Enzymatic function ng cell lamad sa isang mas malawak na lawak na ipinatupad sa mga lamad ng mga organel ng cell. Karamihan sa mga protina na na-synthesize sa cell ay gumaganap ng enzymatic function. Nakaupo sa lamad sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod, nag-aayos sila ng isang conveyor kapag ang produkto ng reaksyon na na-catalyze ng isang protina ng enzyme ay pumasa sa susunod. Ang ganitong "pipeline" ay nagpapatatag sa mga protina sa ibabaw ng plasmalemma.

Sa kabila ng pagiging pangkalahatan ng istraktura ng lahat ng mga biological na lamad (ang mga ito ay itinayo ayon sa isang solong prinsipyo, ang mga ito ay halos pareho sa lahat ng mga organismo at sa iba't ibang mga istraktura ng cell ng lamad), ang kanilang kemikal na komposisyon ay maaaring magkakaiba pa rin. Mayroong mas maraming likido at mas solid, ang ilan ay may mas tiyak na mga protina, ang iba ay mas mababa. Bilang karagdagan, ang iba't ibang panig (panloob at panlabas) ng parehong lamad ay magkakaiba din.

Ang lamad na pumapalibot sa selula (cytoplasmic) sa labas ay maraming carbohydrate chain na nakakabit sa mga lipid o protina (bilang resulta, nabuo ang glycolipids at glycoproteins). Marami sa mga carbohydrates na ito function ng receptor, pagiging madaling kapitan sa ilang mga hormone, na kumukuha ng mga pagbabago sa pisikal at kemikal na mga tagapagpahiwatig sa kapaligiran.

Kung, halimbawa, ang isang hormone ay nagbubuklod sa cellular receptor nito, kung gayon ang bahagi ng carbohydrate ng molekula ng receptor ay nagbabago sa istraktura nito, na sinusundan ng pagbabago sa istraktura ng nauugnay na bahagi ng protina na tumagos sa lamad. Sa susunod na yugto, ang iba't ibang mga biochemical na reaksyon ay nagsimula o huminto sa cell, ibig sabihin, ang metabolismo nito ay nagbabago, at ang cellular na tugon sa "nanggagalit" ay nagsisimula.

Bilang karagdagan sa nakalistang apat na pag-andar ng lamad ng cell, ang iba ay nakikilala: matrix, enerhiya, pagmamarka, pagbuo ng mga intercellular contact, atbp. Gayunpaman, maaari silang ituring bilang "mga subfunction" ng mga isinasaalang-alang na.

Panlabas na lamad ng selula (plasmalemma, cytolemma, plasma membrane) ng mga selula ng hayop natatakpan sa labas (i.e., sa gilid na hindi nakikipag-ugnayan sa cytoplasm) na may isang layer ng oligosaccharide chain na covalently na nakakabit sa mga protina ng lamad (glycoproteins) at, sa mas mababang lawak, sa mga lipid (glycolipids). Tinatawag itong carbohydrate coating ng lamad glycocalyx. Ang layunin ng glycocalyx ay hindi pa masyadong malinaw; may isang pagpapalagay na ang istrukturang ito ay nakikibahagi sa mga proseso ng intercellular recognition.

Sa mga selula ng halaman sa ibabaw ng panlabas na lamad ng cell ay isang siksik na selulusa na layer na may mga pores kung saan ang komunikasyon ay isinasagawa sa pagitan ng mga kalapit na selula sa pamamagitan ng mga cytoplasmic bridge.

Mga cell mga kabute sa ibabaw ng plasmalemma - isang siksik na layer chitin.

Sa bakterya – mureina.

Mga katangian ng biological membranes

1. Kakayahang mag-ipon ng sarili pagkatapos ng mapanirang epekto. Ang pag-aari na ito ay tinutukoy ng mga katangiang physicochemical ng mga molekulang phospholipid, na sa isang may tubig na solusyon ay nagsasama-sama upang ang mga hydrophilic na dulo ng mga molekula ay lumiko palabas, at ang hydrophobic ay nagtatapos sa loob. Ang mga protina ay maaaring isama sa mga yari na phospholipid layer. Ang kakayahang mag-ipon ng sarili ay mahalaga sa antas ng cellular.

2. Semi-permeability(selectivity sa paghahatid ng mga ion at molekula). Tinitiyak ang pagpapanatili ng constancy ng ionic at molekular na komposisyon sa cell.

3. Pagkalikido ng lamad. Ang mga lamad ay hindi matibay na mga istruktura; sila ay patuloy na nagbabago dahil sa pag-ikot at oscillatory na paggalaw ng mga molekula ng lipid at protina. Nagbibigay ito ng mataas na rate ng enzymatic at iba pang mga kemikal na proseso sa mga lamad.

4. Ang mga fragment ng lamad ay walang libreng dulo, dahil sarado sila sa mga bula.

Mga pag-andar ng panlabas na lamad ng selula (plasmalemma)

Ang mga pangunahing tungkulin ng plasmalemma ay ang mga sumusunod: 1) hadlang, 2) receptor, 3) palitan, 4) transportasyon.

1. pag-andar ng hadlang. Ito ay ipinahayag sa katotohanan na ang plasmalemma ay naglilimita sa mga nilalaman ng cell, na naghihiwalay dito mula sa panlabas na kapaligiran, at ang mga intracellular membrane ay naghahati sa cytoplasm sa magkahiwalay na reaksyon. mga compartment.

2. function ng receptor. Ang isa sa pinakamahalagang tungkulin ng plasmalemma ay upang matiyak ang komunikasyon (koneksyon) ng cell sa panlabas na kapaligiran sa pamamagitan ng receptor apparatus na naroroon sa mga lamad, na may likas na protina o glycoprotein. Ang pangunahing pag-andar ng mga pagbuo ng receptor ng plasmalemma ay ang pagkilala sa mga panlabas na signal, dahil sa kung saan ang mga cell ay wastong nakatuon at bumubuo ng mga tisyu sa proseso ng pagkita ng kaibhan. Ang aktibidad ng iba't ibang mga sistema ng regulasyon, pati na rin ang pagbuo ng isang immune response, ay nauugnay sa function ng receptor.

pagpapalit function ay tinutukoy ng nilalaman ng mga protina ng enzyme sa mga biological membrane, na mga biological catalyst. Ang kanilang aktibidad ay nag-iiba depende sa pH ng daluyan, temperatura, presyon, ang konsentrasyon ng parehong substrate at ang enzyme mismo. Tinutukoy ng mga enzyme ang intensity ng mga pangunahing reaksyon metabolismo, pati na rin oryentasyon.

transport function ng mga lamad. Ang lamad ay nagbibigay ng pumipili na pagtagos sa cell at mula sa cell patungo sa kapaligiran ng iba't ibang mga kemikal. Ang transportasyon ng mga sangkap ay kinakailangan upang mapanatili ang naaangkop na pH sa cell, ang tamang konsentrasyon ng ionic, na nagsisiguro sa kahusayan ng mga cellular enzymes. Ang transportasyon ay nagbibigay ng mga sustansya na nagsisilbing pinagmumulan ng enerhiya, pati na rin ang materyal para sa pagbuo ng iba't ibang bahagi ng cellular. Tinutukoy nito ang pag-alis ng mga nakakalason na basura mula sa cell, ang pagtatago ng iba't ibang mga kapaki-pakinabang na sangkap at ang paglikha ng mga ionic gradient na kinakailangan para sa aktibidad ng nerbiyos at kalamnan. Ang mga pagbabago sa rate ng paglipat ng mga sangkap ay maaaring humantong sa mga kaguluhan sa mga proseso ng bioenergetic, metabolismo ng tubig-asin. , excitability at iba pang mga proseso. Ang pagwawasto ng mga pagbabagong ito ay sumasailalim sa pagkilos ng maraming gamot.

Mayroong dalawang pangunahing paraan kung saan ang mga sangkap ay pumapasok sa cell at palabas ng cell patungo sa panlabas na kapaligiran;

passive na transportasyon,

aktibong transportasyon.

Passive na transportasyon napupunta sa kahabaan ng gradient ng kemikal o electrochemical na konsentrasyon nang walang paggasta ng enerhiya ng ATP. Kung ang molekula ng transported substance ay walang bayad, kung gayon ang direksyon ng passive transport ay tinutukoy lamang ng pagkakaiba sa konsentrasyon ng sangkap na ito sa magkabilang panig ng lamad (chemical concentration gradient). Kung ang molekula ay sinisingil, ang transportasyon nito ay apektado ng parehong chemical concentration gradient at ang electrical gradient (membrane potential).

Ang parehong mga gradient na magkasama ay bumubuo ng isang electrochemical gradient. Ang passive transport ng mga substance ay maaaring isagawa sa dalawang paraan: simpleng diffusion at facilitated diffusion.

Sa simpleng pagsasabog ang mga ion ng asin at tubig ay maaaring tumagos sa mga piling channel. Ang mga channel na ito ay nabuo ng ilang transmembrane protein na bumubuo ng mga end-to-end na mga daanan ng transportasyon na bukas nang permanente o sa maikling panahon lamang. Sa pamamagitan ng mga pumipili na channel, ang iba't ibang mga molekula ay tumagos, na may sukat at singil na naaayon sa mga channel.

May isa pang paraan ng simpleng pagsasabog - ito ang pagsasabog ng mga sangkap sa pamamagitan ng lipid bilayer, kung saan madaling dumaan ang mga natutunaw na taba at tubig. Ang lipid bilayer ay hindi natatagusan ng mga naka-charge na molekula (ions), at kasabay nito, ang mga hindi nakakargahang maliliit na molekula ay maaaring malayang magkalat, at kung mas maliit ang molekula, mas mabilis itong maihatid. Ang medyo mataas na rate ng pagsasabog ng tubig sa pamamagitan ng lipid bilayer ay tiyak dahil sa maliit na sukat ng mga molekula nito at ang kawalan ng singil.

Sa pinadali na pagsasabog ang mga protina ay kasangkot sa transportasyon ng mga sangkap - mga carrier na gumagana sa prinsipyo ng "ping-pong". Sa kasong ito, ang protina ay umiiral sa dalawang conformational state: sa "pong" na estado, ang mga nagbubuklod na site ng transported substance ay bukas sa labas ng bilayer, at sa "ping" state, ang parehong mga site ay bukas sa kabilang gilid. Ang prosesong ito ay nababaligtad. Mula sa aling bahagi ang lugar na nagbubuklod ng isang sangkap ay magbubukas sa isang takdang oras ay depende sa gradient ng konsentrasyon ng sangkap na ito.

Sa ganitong paraan, ang mga asukal at amino acid ay dumadaan sa lamad.

Sa pinadali na pagsasabog, ang rate ng transportasyon ng mga sangkap ay tumataas nang malaki kumpara sa simpleng pagsasabog.

Bilang karagdagan sa mga protina ng carrier, ang ilang mga antibiotic, tulad ng gramicidin at valinomycin, ay kasangkot sa pinadali na pagsasabog.

Dahil nagbibigay sila ng ion transport, tinawag sila ionophores.

Aktibong transportasyon ng mga sangkap sa cell. Ang ganitong uri ng transportasyon ay palaging kasama ang halaga ng enerhiya. Ang pinagmumulan ng enerhiya na kailangan para sa aktibong transportasyon ay ATP. Ang isang tampok na katangian ng ganitong uri ng transportasyon ay na ito ay isinasagawa sa dalawang paraan:

sa tulong ng mga enzyme na tinatawag na ATPase;

transportasyon sa packaging ng lamad (endocytosis).

AT ang panlabas na lamad ng cell ay naglalaman ng mga protina ng enzyme tulad ng ATPase, na ang tungkulin ay magbigay ng aktibong transportasyon mga ion laban sa isang gradient ng konsentrasyon. Dahil nagbibigay sila ng transportasyon ng mga ions, ang prosesong ito ay tinatawag na isang ion pump.

Mayroong apat na pangunahing sistema ng transportasyon ng ion sa selula ng hayop. Tatlo sa kanila ang nagbibigay ng paglipat sa pamamagitan ng biological membranes.Na + at K +, Ca +, H +, at ang pang-apat - ang paglipat ng mga proton sa panahon ng operasyon ng mitochondrial respiratory chain.

Ang isang halimbawa ng isang aktibong mekanismo ng transportasyon ng ion ay sodium-potassium pump sa mga selula ng hayop. Ito ay nagpapanatili ng isang pare-pareho na konsentrasyon ng sodium at potassium ions sa cell, na naiiba sa konsentrasyon ng mga sangkap na ito sa kapaligiran: karaniwan, may mas kaunting sodium ions sa cell kaysa sa kapaligiran, at mas maraming potassium.

Bilang resulta, ayon sa mga batas ng simpleng pagsasabog, ang potassium ay may posibilidad na umalis sa cell, at ang sodium ay kumakalat sa cell. Sa kaibahan sa simpleng diffusion, ang sodium-potassium pump ay patuloy na nagbobomba ng sodium mula sa cell at nag-iinject ng potassium: para sa tatlong molecule ng sodium na itinapon, mayroong dalawang molecule ng potassium na ipinapasok sa cell.

Ang transportasyong ito ng mga sodium-potassium ions ay sinisiguro ng ATP-dependent enzyme, na naka-localize sa lamad sa paraang tumagos ito sa buong kapal nito. Ang sodium at ATP ay pumapasok sa enzyme na ito mula sa loob ng lamad, at potassium mula sa sa labas.

Ang paglilipat ng sodium at potassium sa buong lamad ay nangyayari bilang resulta ng mga pagbabago sa conformational na nararanasan ng sodium-potassium-dependent ATPase, na ina-activate kapag tumataas ang konsentrasyon ng sodium sa loob ng cell o potassium sa kapaligiran.

Ang ATP hydrolysis ay kinakailangan para mapagana ang pump na ito. Ang prosesong ito ay ibinibigay ng parehong enzyme na sodium-potassium-dependent ATP-ase. Kasabay nito, higit sa isang-katlo ng ATP na natupok ng selula ng hayop sa pamamahinga ay ginugol sa gawain ng sodium - potassium pump.

Ang paglabag sa wastong paggana ng sodium - potassium pump ay humahantong sa iba't ibang malubhang sakit.

Ang kahusayan ng pump na ito ay lumampas sa 50%, na hindi nakamit ng mga pinaka-advanced na makina na nilikha ng tao.

Maraming mga aktibong sistema ng transportasyon ay hinihimok ng enerhiya na nakaimbak sa mga ionic gradient sa halip na sa pamamagitan ng direktang hydrolysis ng ATP. Ang lahat ng mga ito ay gumagana bilang mga sistema ng cotransport (na nagpapadali sa transportasyon ng mga mababang molekular na timbang na mga compound). Halimbawa, ang aktibong transportasyon ng ilang mga asukal at amino acid sa mga selula ng hayop ay tinutukoy ng gradient ng sodium ion, at kung mas mataas ang gradient ng sodium ion, mas malaki ang rate ng pagsipsip ng glucose. Sa kabaligtaran, kung ang konsentrasyon ng sodium sa intercellular space ay makabuluhang bumababa, hihinto ang transportasyon ng glucose. Sa kasong ito, ang sodium ay dapat sumali sa sodium - dependent glucose carrier protein, na mayroong dalawang binding site: isa para sa glucose, ang isa para sa sodium. Ang mga sodium ions na tumagos sa cell ay nag-aambag sa pagpapakilala ng carrier protein sa cell kasama ng glucose. Ang mga sodium ions na pumasok sa cell kasama ang glucose ay ibinubo pabalik ng sodium-potassium-dependent ATPase, na, sa pamamagitan ng pagpapanatili ng sodium concentration gradient, ay hindi direktang kinokontrol ang transportasyon ng glucose.

Transport ng mga sangkap sa packaging ng lamad. Ang malalaking molekula ng biopolymer ay halos hindi makakapasok sa plasmalemma ng alinman sa mga inilarawan sa itaas na mekanismo ng transportasyon ng mga sangkap sa cell. Ang mga ito ay nakuha ng cell at hinihigop sa pakete ng lamad, na tinatawag na endositosis. Ang huli ay pormal na nahahati sa phagocytosis at pinocytosis. Ang pagkuha ng mga solidong particle ng cell ay phagocytosis, at likido - pinocytosis. Sa panahon ng endocytosis, ang mga sumusunod na yugto ay sinusunod:

pagtanggap ng hinihigop na sangkap dahil sa mga receptor sa lamad ng cell;

invagination ng lamad na may pagbuo ng isang bubble (vesicles);

detatsment ng endocytic vesicle mula sa lamad na may paggasta ng enerhiya - pagbuo ng phagosome at pagpapanumbalik ng integridad ng lamad;

Pagsasama ng phagosome na may lysosome at pagbuo mga phagolysosome (digestive vacuole) kung saan nangyayari ang pagtunaw ng mga hinihigop na particle;

pag-alis ng hindi natutunaw na materyal sa phagolysosome mula sa cell ( exocytosis).

Sa kaharian ng hayop endositosis ay isang katangiang paraan ng pagpapakain ng maraming unicellular na organismo (halimbawa, sa amoebas), at sa mga multicellular na organismo ang ganitong uri ng pagtunaw ng mga particle ng pagkain ay matatagpuan sa mga endodermal na selula sa mga coelenterates. Tulad ng para sa mga mammal at tao, mayroon silang isang reticulo-histio-endothelial system ng mga cell na may kakayahang endocytosis. Ang mga halimbawa ay mga leukocyte ng dugo at mga selulang Kupffer ng atay. Ang huli ay linya sa tinatawag na sinusoidal capillaries ng atay at kumukuha ng iba't ibang mga dayuhang particle na nasuspinde sa dugo. Exocytosis- ito rin ay isang paraan ng pag-alis mula sa cell ng isang multicellular na organismo ang substrate na itinago nito, na kinakailangan para sa paggana ng iba pang mga selula, tisyu at organo.

Sa labas, ang cell ay natatakpan ng isang plasma membrane (o panlabas na cell lamad) na may kapal na 6-10 nm.

Ang cell lamad ay isang siksik na pelikula ng mga protina at lipid (pangunahin ang mga phospholipid). Ang mga molekula ng lipid ay nakaayos sa isang maayos na paraan - patayo sa ibabaw, sa dalawang layer, upang ang kanilang mga bahagi na masinsinang nakikipag-ugnayan sa tubig (hydrophilic) ay nakadirekta palabas, at ang mga bahagi na hindi gumagalaw sa tubig (hydrophobic) ay nakadirekta sa loob.

Ang mga molekula ng protina ay matatagpuan sa isang hindi tuloy-tuloy na layer sa ibabaw ng lipid framework sa magkabilang panig. Ang ilan sa kanila ay nahuhulog sa lipid layer, at ang ilan ay dumaan dito, na bumubuo ng mga lugar na natatagusan ng tubig. Ang mga protina na ito ay gumaganap ng iba't ibang mga pag-andar - ang ilan sa kanila ay mga enzyme, ang iba ay mga protina ng transportasyon na kasangkot sa paglipat ng ilang mga sangkap mula sa kapaligiran patungo sa cytoplasm at kabaliktaran.

Mga Pangunahing Pag-andar ng Cell Membrane

Ang isa sa mga pangunahing katangian ng biological membranes ay selective permeability (semi-permeability)- ang ilang mga sangkap ay dumaan sa kanila nang may kahirapan, ang iba ay madali at kahit patungo sa isang mas mataas na konsentrasyon. Kaya, para sa karamihan ng mga cell, ang konsentrasyon ng mga Na ion sa loob ay mas mababa kaysa sa kapaligiran. Para sa mga K ion, ang reverse ratio ay katangian: ang kanilang konsentrasyon sa loob ng cell ay mas mataas kaysa sa labas. Samakatuwid, ang mga Na ions ay palaging may posibilidad na pumasok sa cell, at K ion - upang lumabas. Ang pagkakapantay-pantay ng mga konsentrasyon ng mga ions na ito ay pinipigilan ng presensya sa lamad ng isang espesyal na sistema na gumaganap ng papel ng isang bomba na nagbomba ng Na ions palabas ng cell at sabay na nagbomba ng mga K ions sa loob.

Ang pagnanais ng mga Na ions na lumipat mula sa labas patungo sa loob ay ginagamit upang maghatid ng mga asukal at amino acid sa cell. Sa aktibong pag-alis ng mga Na ions mula sa cell, ang mga kondisyon ay nilikha para sa pagpasok ng glucose at amino acids dito.

Sa maraming mga cell, ang pagsipsip ng mga sangkap ay nangyayari rin sa pamamagitan ng phagocytosis at pinocytosis. Sa phagocytosis ang nababaluktot na panlabas na lamad ay bumubuo ng isang maliit na depresyon kung saan pumapasok ang nakuhang particle. Ang recess na ito ay tumataas, at, napapalibutan ng isang bahagi ng panlabas na lamad, ang particle ay nahuhulog sa cytoplasm ng cell. Ang phenomenon ng phagocytosis ay katangian ng amoeba at ilang iba pang protozoa, pati na rin ang mga leukocytes (phagocytes). Sa katulad na paraan, ang mga selula ay sumisipsip ng mga likidong naglalaman ng mga sangkap na kailangan para sa selula. Ang kababalaghang ito ay tinawag pinocytosis.

Ang mga panlabas na lamad ng iba't ibang mga selula ay makabuluhang naiiba sa komposisyon ng kemikal ng kanilang mga protina at lipid, at sa kanilang kamag-anak na nilalaman. Ang mga tampok na ito ay tumutukoy sa pagkakaiba-iba sa aktibidad ng physiological ng mga lamad ng iba't ibang mga selula at ang kanilang papel sa buhay ng mga selula at tisyu.

Ang endoplasmic reticulum ng cell ay konektado sa panlabas na lamad. Sa tulong ng mga panlabas na lamad, ang iba't ibang uri ng mga intercellular contact ay isinasagawa, i.e. komunikasyon sa pagitan ng mga indibidwal na selula.

Maraming mga uri ng mga cell ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakaroon sa kanilang ibabaw ng isang malaking bilang ng mga protrusions, folds, microvilli. Pareho silang nag-aambag sa isang makabuluhang pagtaas sa ibabaw na lugar ng mga cell at mapabuti ang metabolismo, pati na rin sa mas malakas na mga bono ng mga indibidwal na mga cell sa bawat isa.

Sa labas ng lamad ng cell, ang mga selula ng halaman ay may makapal na lamad na malinaw na nakikita sa isang optical microscope, na binubuo ng cellulose (cellulose). Lumilikha sila ng isang malakas na suporta para sa mga tisyu ng halaman (kahoy).

Ang ilang mga cell na pinagmulan ng hayop ay mayroon ding ilang mga panlabas na istruktura na matatagpuan sa ibabaw ng cell membrane at may proteksiyon na karakter. Ang isang halimbawa ay ang chitin ng mga integumentary cell ng mga insekto.

Mga function ng cell lamad (maikli)

lamad ng cell tinatawag ding plasma (o cytoplasmic) na lamad at plasmalemma. Ang istraktura na ito ay hindi lamang naghihiwalay sa mga panloob na nilalaman ng cell mula sa panlabas na kapaligiran, ngunit pumapasok din sa komposisyon ng karamihan sa mga organel ng cell at ang nucleus, na naghihiwalay sa kanila mula sa hyaloplasm (cytosol) - ang malapot-likidong bahagi ng cytoplasm. Magkasundo tayong tumawag cytoplasmic membrane isa na naghihiwalay sa mga nilalaman ng cell mula sa panlabas na kapaligiran. Ang natitirang mga termino ay tumutukoy sa lahat ng mga lamad.

Ang istraktura ng cell (biological) lamad ay batay sa isang double layer ng lipids (taba). Ang pagbuo ng naturang layer ay nauugnay sa mga tampok ng kanilang mga molekula. Ang mga lipid ay hindi natutunaw sa tubig, ngunit nagpapalapot dito sa kanilang sariling paraan. Ang isang bahagi ng isang solong molekula ng lipid ay isang polar head (ito ay naaakit ng tubig, ibig sabihin, hydrophilic), at ang isa pa ay isang pares ng mahabang non-polar tails (ang bahaging ito ng molekula ay tinataboy ng tubig, ibig sabihin, hydrophobic) . Ang istraktura ng mga molekula ay ginagawang "itago" ang kanilang mga buntot mula sa tubig at iikot ang kanilang mga polar head patungo sa tubig.

Bilang resulta, nabuo ang isang lipid bilayer, kung saan ang mga non-polar na buntot ay nasa loob (nakaharap sa isa't isa), at ang mga polar head ay nakaharap sa labas (sa panlabas na kapaligiran at cytoplasm). Ang ibabaw ng naturang lamad ay hydrophilic, ngunit sa loob nito ay hydrophobic.

Sa mga lamad ng cell, ang mga phospholipid ay nangingibabaw sa mga lipid (sila ay mga kumplikadong lipid). Ang kanilang mga ulo ay naglalaman ng nalalabi ng phosphoric acid. Bilang karagdagan sa mga phospholipid, mayroong mga glycolipids (lipids + carbohydrates) at kolesterol (pag-aari ng sterols). Ang huli ay nagbibigay ng katigasan ng lamad, na matatagpuan sa kapal nito sa pagitan ng mga buntot ng natitirang mga lipid (ang kolesterol ay ganap na hydrophobic).

Dahil sa electrostatic na pakikipag-ugnayan, ang ilang mga molekula ng protina ay nakakabit sa mga sisingilin na ulo ng mga lipid, na nagiging mga protina sa ibabaw ng lamad. Ang iba pang mga protina ay nakikipag-ugnayan sa mga hindi polar na buntot, bahagyang lumulubog sa bilayer, o tumagos dito sa loob at labas.

Kaya, ang cell membrane ay binubuo ng isang bilayer ng lipids, surface (peripheral), immersed (semi-integral), at penetrating (integral) na mga protina. Bilang karagdagan, ang ilang mga protina at lipid sa labas ng lamad ay nauugnay sa mga chain ng carbohydrate.

ito fluid mosaic na modelo ng istraktura ng lamad ay inilagay sa 70s ng XX siglo. Bago ito, ang isang modelo ng sandwich ng istraktura ay ipinapalagay, ayon sa kung saan ang lipid bilayer ay matatagpuan sa loob, at sa loob at labas ng lamad ay natatakpan ng tuluy-tuloy na mga layer ng mga protina sa ibabaw. Gayunpaman, pinabulaanan ng akumulasyon ng pang-eksperimentong data ang hypothesis na ito.

Ang kapal ng mga lamad sa iba't ibang mga selula ay humigit-kumulang 8 nm. Ang mga lamad (kahit na magkakaibang panig ng isa) ay naiiba sa bawat isa sa porsyento ng iba't ibang uri ng mga lipid, protina, aktibidad ng enzymatic, atbp. Ang ilang mga lamad ay mas likido at mas natatagusan, ang iba ay mas siksik.

Ang mga break sa cell membrane ay madaling sumanib dahil sa mga katangiang physicochemical ng lipid bilayer. Sa eroplano ng lamad, ang mga lipid at protina (maliban kung sila ay naayos ng cytoskeleton) ay gumagalaw.

Mga pag-andar ng lamad ng cell

Karamihan sa mga protina na nakalubog sa lamad ng cell ay gumaganap ng isang enzymatic function (sila ay mga enzyme). Kadalasan (lalo na sa mga lamad ng mga organelle ng cell) ang mga enzyme ay nakaayos sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod upang ang mga produkto ng reaksyon na na-catalyze ng isang enzyme ay pumasa sa pangalawa, pagkatapos ay ang pangatlo, atbp. Ang isang conveyor ay nabuo na nagpapatatag ng mga protina sa ibabaw, dahil hindi sila payagan ang mga enzyme na lumangoy kasama ang lipid bilayer.

Ang cell lamad ay gumaganap ng isang delimiting (barrier) function mula sa kapaligiran at sa parehong oras ng isang transport function. Masasabing ito ang pinakamahalagang layunin nito. Ang cytoplasmic membrane, na may lakas at pumipili na pagkamatagusin, ay nagpapanatili ng katatagan ng panloob na komposisyon ng cell (homeostasis at integridad nito).

Sa kasong ito, ang transportasyon ng mga sangkap ay nangyayari sa iba't ibang paraan. Ang transportasyon kasama ang isang gradient ng konsentrasyon ay nagsasangkot ng paggalaw ng mga sangkap mula sa isang lugar na may mas mataas na konsentrasyon patungo sa isang lugar na may mas mababang isa (pagsasabog). Kaya, halimbawa, ang mga gas ay nagkakalat (CO 2, O 2).

Mayroon ding transportasyon laban sa gradient ng konsentrasyon, ngunit may paggasta ng enerhiya.

Passive at magaan ang transportasyon (kapag tinulungan siya ng ilang carrier). Ang passive diffusion sa buong cell membrane ay posible para sa fat-soluble substance.

May mga espesyal na protina na gumagawa ng mga lamad na natatagusan sa mga asukal at iba pang mga sangkap na nalulusaw sa tubig. Ang mga carrier na ito ay nagbubuklod sa mga transported molecule at kinaladkad ang mga ito sa buong lamad. Ito ay kung paano ang glucose ay dinadala sa mga pulang selula ng dugo.

Ang mga spanning protein, kapag pinagsama, ay maaaring bumuo ng isang butas para sa paggalaw ng ilang mga sangkap sa pamamagitan ng lamad. Ang ganitong mga carrier ay hindi gumagalaw, ngunit bumubuo ng isang channel sa lamad at gumagana nang katulad sa mga enzyme, na nagbubuklod sa isang tiyak na sangkap. Ang paglipat ay isinasagawa dahil sa isang pagbabago sa pagbabago ng protina, dahil sa kung saan ang mga channel ay nabuo sa lamad. Ang isang halimbawa ay ang sodium-potassium pump.

Ang transport function ng eukaryotic cell membrane ay naisasakatuparan din sa pamamagitan ng endocytosis (at exocytosis). Salamat sa mga mekanismong ito, ang malalaking molekula ng mga biopolymer, kahit na ang buong mga selula, ay pumapasok sa selula (at sa labas nito). Ang endo- at exocytosis ay hindi katangian ng lahat ng eukaryotic cells (ang mga prokaryote ay wala nito). Kaya ang endocytosis ay sinusunod sa protozoa at lower invertebrates; sa mga mammal, ang mga leukocytes at macrophage ay sumisipsip ng mga nakakapinsalang sangkap at bakterya, ibig sabihin, ang endocytosis ay gumaganap ng isang proteksiyon na function para sa katawan.

Ang endocytosis ay nahahati sa phagocytosis(nababalot ng cytoplasm ang malalaking particle) at pinocytosis(pagkuha ng mga likidong patak na may mga sangkap na natunaw dito). Ang mekanismo ng mga prosesong ito ay halos pareho. Ang mga hinihigop na sangkap sa ibabaw ng cell ay napapalibutan ng isang lamad. Ang isang vesicle (phagocytic o pinocytic) ay nabuo, na pagkatapos ay gumagalaw sa cell.

Ang Exocytosis ay ang pag-alis ng mga sangkap mula sa cell ng cytoplasmic membrane (mga hormone, polysaccharides, protina, taba, atbp.). Ang mga sangkap na ito ay nakapaloob sa mga vesicle ng lamad na umaangkop sa lamad ng cell. Ang parehong mga lamad ay nagsasama at ang mga nilalaman ay nasa labas ng cell.

Ang cytoplasmic membrane ay gumaganap ng isang function ng receptor. Upang gawin ito, sa panlabas na bahagi nito ay may mga istruktura na maaaring makilala ang isang kemikal o pisikal na pampasigla. Ang ilan sa mga protina na tumatagos sa plasmalemma ay konektado mula sa labas sa mga polysaccharide chain (bumubuo ng glycoproteins). Ito ay mga kakaibang molekular na receptor na kumukuha ng mga hormone. Kapag ang isang partikular na hormone ay nagbubuklod sa receptor nito, binabago nito ang istraktura nito. Ito naman, ay nagpapalitaw sa mekanismo ng pagtugon ng cellular. Kasabay nito, ang mga channel ay maaaring magbukas, at ang ilang mga sangkap ay maaaring magsimulang pumasok sa cell o alisin mula dito.

Ang pag-andar ng receptor ng mga lamad ng cell ay mahusay na pinag-aralan batay sa pagkilos ng hormone insulin. Kapag ang insulin ay nagbubuklod sa glycoprotein receptor nito, ang catalytic intracellular na bahagi ng protina na ito (ang enzyme adenylate cyclase) ay isinaaktibo. Ang enzyme ay nag-synthesize ng cyclic AMP mula sa ATP. Ina-activate na nito o pinipigilan ang iba't ibang mga enzyme ng cellular metabolism.

Kasama rin sa function ng receptor ng cytoplasmic membrane ang pagkilala sa mga kalapit na selula ng parehong uri. Ang ganitong mga cell ay nakakabit sa isa't isa sa pamamagitan ng iba't ibang intercellular contact.

Sa mga tisyu, sa tulong ng mga intercellular contact, ang mga cell ay maaaring makipagpalitan ng impormasyon sa isa't isa gamit ang espesyal na synthesized na mababang molekular na timbang na mga sangkap. Ang isang halimbawa ng naturang pakikipag-ugnayan ay ang pagsugpo sa pakikipag-ugnay, kapag ang mga cell ay huminto sa paglaki pagkatapos matanggap ang impormasyon na ang libreng espasyo ay inookupahan.

Ang mga intercellular contact ay simple (ang mga lamad ng iba't ibang mga cell ay katabi ng bawat isa), locking (invagination ng lamad ng isang cell papunta sa isa pa), desmosomes (kapag ang mga lamad ay konektado sa pamamagitan ng mga bundle ng transverse fibers na tumagos sa cytoplasm). Bilang karagdagan, mayroong isang variant ng mga intercellular contact dahil sa mga tagapamagitan (mga tagapamagitan) - mga synapses. Sa kanila, ang signal ay ipinapadala hindi lamang sa kemikal, kundi pati na rin sa elektrikal. Ang mga synapses ay nagpapadala ng mga signal sa pagitan ng mga nerve cell, gayundin mula sa nerve patungo sa kalamnan.