Caracteristici ale organizarea structurală a membranei celulare exterioare (plasmolemma)

Acasă | Despre noi | feedback-ul

Membrana plasmatică a celulelor animale acoperite glikokaleksom afara. Numirea glikokaleksa nu este foarte clar; există speculații că această structură este implicată în procesele de recunoaștere celulă-celulă.

In celulele plantelor peste membrana externă a celulei este un perete celulozic dens, cu pori prin care conexiunea dintre celulele adiacente prin punți citoplasmatice.

Proprietățile membranelor biologice:

1. Capacitatea de a auto-asambla dupa efectele daunatoare. Această proprietate este determinată de caracteristicile fizico-chimice ale moleculelor de fosfolipide care în soluție apoasă sunt colectate împreună, astfel încât capetele hidrofile ale moleculelor se desfășoară spre exterior și hidrofob - interior. Ready-fosfolipid straturi pot fi încorporate proteine. Capacitatea de auto-asamblare este importantă la nivel celular.

2. semipermeabilă (selectivitate trecerea ionilor și moleculelor). Menține constanța compoziției ionice și moleculare în celulă.

3. fluiditatea membranei. Membranele nu sunt corpuri rigide, ele în mod constant fluctueze datorită mișcărilor de rotație și vibraționale ale lipidelor și a moleculelor de proteine. Aceasta oferă o mai mare rată de apariție a enzimatice și altor procese chimice în membrane.

4. Fragmente ale membranelor nu au capetele libere. deoarece închis în bule.

Funcțiile membranei celulare exterioare (plasmolemma):

Principalele funcții Plasmolemma sunt următoarele: 1) o barieră, 2) receptor, și 3) 4) traficul de schimb.

1. funcția de barieră. Este exprimat în faptul că limitele conținutului celulelor cytolemma, care o separă de mediul extern,
funcției receptorului 2. Una dintre cele mai importante funcții este de a asigura celule de comunicare plasmolemma (comunicare) cu mediul exterior prin prezența receptorului în aparatul membrană având o proteină sau glicoproteina natura. Primare Formațiunile receptorilor funcției -plazmalemmy - semnale externe, pentru a ajuta în mod adecvat orienteze celulele și formă în timpul diferențierii țesutului. Funcția receptorului de C activitățile legate de reglementare ale diferitelor sisteme, precum și răspunsul imun.

Funcția Transportanaya (a se vedea. Problema №9)

9. Forme de transport activ și pasiv membrană. Osmoza, proprietăți osmotice a celulelor, dializa.
Funcția de transport a membranelor. Membrana asigură intrarea selectivă în celulă și în afara celulei în mediu a diferitelor substanțe chimice. Transportul substanțelor esențiale pentru menținerea pH-ului corespunzător în celulă, concentrația ionică corespunzătoare, care asigură eficiența enzimelor celulare. Există două moduri de bază de substanțe în celulă și în afara celulelor în mediul extern;

transport pasivă - transferul substanțelor în funcție de gradientul de concentrație a regiunii de concentrație ridicată la un cost redus, fără energie (de exemplu, prin difuzie, osmoză). Diffusion - mișcarea pasivă a unei substanțe din porțiunea de concentrație mai mare la o porțiune de concentrație mai mică. Osmoza - mișcarea pasivă a anumitor substanțe prin membrana semipermeabilă (în mod tipic molecule mici testate, mari nu a fost testat).

Există trei tipuri de substanțe care pătrund în celulă prin membrană: difuzie simplă, difuzie ușoară, de transport activ.

Cu titlu de particule simple de substanță de difuzie sunt deplasate prin stratul bilipidny. Direcție este determinat prin simpla difuzie doar o diferență de concentrație a substanței pe ambele părți ale membranei. Prin intermediul simpla difuzie într-o cușcă pătrund substanțe hidrofobe (O2. N2. Benzol) și molecule mici polare (CO2. H2O, uree). Nu penetrează molecule relativ mari polare (aminoacizi, monozaharide), particule incarcate (ioni) și macromolecule (ADN, proteine).

simpla difuzie este un proces în care un gaz sau o substanță dizolvată distribuită și umple întregul volum de substanță. Molecule sau ioni, dizolvat în lichid, în timp ce într-o stare haotică, cu care se confruntă pereții membranei celulare, care poate determina un rezultat dublu: molecula fie de rebound sau trec prin membrana. Dacă probabilitatea urmă este mare, se spune că membrana este permeabilă la substanță.

În cazul în care concentrația unei substanțe date pe fiecare parte a membranei este diferită, există un proces care facilitează egalizarea concentrației. Se trece prin membrana celulelor cum este bine solubil (hidrofil) și substanțe insolubile (hidrofobe).

Când membrana este slab permeabil sau impermeabil la substanță, este supus unor forțe osmotice. La o concentrație mai mică a substanței în celula este comprimat, la o concentrație mai mare - admite în apă.

Cele mai multe dintre substanțele transportate prin membrana prin scufundată în ea proteinele de transport (proteine ​​purtătoare). Toate proteinele de transport formează un pasaj continuu al proteinei prin membrană. Folosind proteine ​​purtătoare se realizează atât transportul pasivă și activă a substanțelor. Substanțe polare (aminoacizi, monozaharide), particule încărcate (ioni) trec prin membrana prin difuziune ușoară care implică proteine ​​canale sau proteine ​​purtătoare. Proteinele purtătoare de participare asigură o rată de difuzie mai ușoare în comparație cu o simplă difuziune pasivă. Viteza de difuzie ușoară depinde de mai mulți factori: gradientul concentrației transmembranară a substanței transportate, pe cantitatea de purtător, care se leagă la substanța care urmează să fie transferate de la purtător substanță de legare viteza pe o suprafață a membranei (de exemplu, pe exterior) cu privire la rata modificărilor conformaționale în purtătorul moleculă, în rezultatul cărora substanța este transferată prin membrană și descărcat de pe cealaltă parte a membranei. difuzie ușoară nu necesită cheltuieli speciale de energie din cauza hidroliza ATP. Această caracteristică distinge difuzia facilitată a transportului transmembranar activ.

Prin membranele biologice prin simpla difuzie pătrunde mai multe substanțe. Cu toate acestea, substanțele care au o polaritate ridicată și natură organică nu poate pătrunde prin membrana prin simpla difuzie, aceste substanțe intră în celulă prin difuzie ușoară. difuzia ușoare numita substanță de difuzie pe gradientului său de concentrație, care este implementat folosind proteine ​​speciale purtătoare.

Trăsăturile caracteristice ale acestui tip de transport sunt după cum urmează:

1. Viteza de transfer mare de substante.

2. Dependența structurii materiei.

4. Concurența și sensibilitate la substanțe specifice - inhibitori.

Toate caracteristicile enumerate mai sus sunt rezultatul unor proteine ​​purtătoare specifice, precum și conținutul lor scăzut în celulă. Când numărul maxim admisibil de substanțe, atunci când toți vectorii independenți, o creștere suplimentară nu conduce la o creștere în cantități tolerabile de substanțe - fenomenul de saturare. Substanțele care sunt transportate în mod continuu de către același operator de transport, va fi în competiție pentru ea - un fenomen de concurență.

Protein-purtători - sunt proteine ​​transmembranare care se leagă în mod specific o moleculă de material transportat și schimbarea conformației, efectuează transferul moleculei prin stratul lipidic al membranei. Proteinele purtătoare de toate tipurile sunt situsuri de legare specifice pentru molecula de transportat. Ele pot furniza servicii de transport cu membrană pasivă și activă.

Transportul activ al substanțelor în celulă. Acest tip de transport este întotdeauna cu cheltuielile de energie. Sursa de energie necesară pentru transportul activ, este ATP. O trăsătură caracteristică a acestui mod de transport este că se realizează în două moduri:

1) folosind enzime numite ATP-basics;

2) de transport în pachetul de membrană (endocitoza).

Membrana celulară externă conține proteine-enzime, cum ar fi ATP-ază, a căror funcție este de a asigura transportul activ al ionilor împotriva unui gradient de concentrație. Pe măsură ce furnizează transportul ionilor, acest proces se numește pompa de ioni.

Cunoscute patru important sistem de transport de ioni în celula animală. Trei dintre ele asigura transportul prin membranele biologice de Na + și K +. Ca +. H +. iar al patrulea - transferul de protoni în lanțul respirator mitocondrial.

Un exemplu al unui mecanism de transport activ de ioni poate fi pompa de sodiu-potasiu în celulele animale. Acesta menține o concentrație constantă de celule de ioni de sodiu și de potasiu, care este diferită de concentrația acestor substanțe în mediu: ionii de sodiu normale in celula este mai mică decât în ​​mediul înconjurător și de potasiu - mai mult.

Figura 14. Un model schematic al -natrievogo de potasiu

Drept urmare, legile simple ale difuziei de potasiu tinde sa scape din celula si diffuses in celula de sodiu. In contrast cu simpla sodiu difuzie - pompa de potasiu pompe continuu din celule și introduce sodiu și potasiu: trei molecule emiși în exterior de sodiu au două molecule injectate într-o celulă de potasiu.

Acesta oferă transportul ionilor, sodiu-potasiu-ATPase - o enzimă localizată în membrana, astfel încât ea pătrunde întreaga grosime. Pe partea interioară a membranei pentru această enzimă și ATP hrănite de sodiu și exterior - potasiu.

transportul de sodiu și de potasiu prin membrana are loc ca urmare a modificărilor conformaționale suferite de sodiu-potasiu-ATPase, activat atunci când creșterea concentrației de sodiu sau de potasiu intracelular în mediul înconjurător.

Pentru alimentarea cu energie a pompei necesită hidroliza ATP. Acest proces oferă toate același ATPase potasiu enzimă de sodiu. In plus, mai mult de o treime din ATP este consumat de către o celulă de animal într-o stare de repaus, lucrarea este cheltuită pe pompa de sodiu-potasiu.

Violarea buna funcționare a pompei de sodiu-potasiu duce la diferite boli grave.

Eficiența (acțiunea kref.poleznogo) a pompei este mai mare de 50%, ceea ce nu ajunge la mașina cea mai perfectă creată de om.

Multe sisteme de transport active sunt conduse de energia stocată în gradiente ionice, mai degrabă decât prin hidroliză directă a ATP. Toate acestea lucrează ca kotransportnye sistem (care să permită transportul de compuși cu greutate moleculară mică). De exemplu, transportul activ al anumitor zaharuri si aminoacizi in celule animale este cauzata de gradientului de ioni de sodiu, iar gradientul de ioni de sodiu mai mare, cu atât mai mare rata de absorbție a glucozei. Dimpotrivă, în cazul în care concentrația de sodiu în spațiul intercelular este redus semnificativ, transportul glucozei se oprește. Astfel de sodiu trebuie să se alăture proteinei transportor de glucoză dependent de sodiu, care are două situsuri de legare, una pentru glucoza si una pentru sodiu. Ionii de sodiu penetrante în celulă, administrarea ajutorului și proteina de transfer a celulei împreună cu glucoza. Ionii de sodiu, penetrarea celulei cu glucoza, sunt repompată sodiu-potasiu-ATPase, care se menține un gradient de concentrație de sodiu, controlează indirect transportul glucozei.