Īss apraksts:

Sazonovs V.F. 1_1 Šūnu membrānas struktūra [Elektroniskais resurss] // Kineziologs, 2009-2018: [vietne]. Atjaunināšanas datums: 02/06/2018..__.201_). _Aprakstīta šūnas membrānas uzbūve un funkcionēšana (sinonīmi: plazmlemma, plazmlemma, biomembrāna, šūnu membrāna, ārējā šūnu membrāna, šūnu membrāna, citoplazmas membrāna). Šīs sākotnējā informācija

nepieciešami gan citoloģijai, gan nervu darbības procesu izpratnei: nervu ierosināšanai, inhibīcijai, sinapšu un sensoro receptoru darbībai. Šūnu membrāna (plazma) A lemma vai plazma O

lemma)

Jēdziena definīcijaŠūnu membrāna (sinonīmi: plasmalemma, plasmalemma, citoplazmas membrāna, biomembrāna) ir trīskārša lipoproteīna (t.i., “tauku-proteīna”) membrāna, kas atdala šūnu no vidi

un kontrolētu apmaiņu un saziņu starp šūnu un tās vidi. Galvenais šajā definīcijā nav tas, ka membrāna atdala šūnu no apkārtējās vides, bet tieši tas, ka tā savieno šūna ar vidi. Membrāna ir aktīvs

šūnas struktūra, tā pastāvīgi strādā.

Bioloģiskā membrāna ir īpaši plāna bimolekulāra fosfolipīdu plēve, kas pārklāta ar olbaltumvielām un polisaharīdiem. Šī šūnu struktūra ir dzīva organisma barjeras, mehānisko un matricas īpašību pamatā (Antonov V.F., 1996).

Man šūnu membrāna izskatās kā režģa žogs ar daudzām durvīm, kas ieskauj noteiktu teritoriju. Jebkura maza dzīva būtne var brīvi pārvietoties pa šo žogu uz priekšu un atpakaļ. Taču lielāki apmeklētāji var ienākt tikai pa durvīm, un arī tad ne visām durvīm. Dažādiem apmeklētājiem ir atslēgas tikai savām durvīm, un viņi nevar iziet pa svešām durvīm. Tātad caur šo žogu nepārtraukti notiek apmeklētāju plūsmas šurpu turpu, jo membrānas žoga galvenā funkcija ir divējāda: atdalīt teritoriju no apkārtējās telpas un vienlaikus savienot to ar apkārtējo telpu. Tāpēc žogā ir daudz caurumu un durvju - !

Membrānas īpašības

1. Caurlaidība.

2. Daļēja caurlaidība (daļēja caurlaidība).

3. Selektīva (sinonīms: selektīva) caurlaidība.

4. Aktīvā caurlaidība (sinonīms: aktīvais transports).

5. Kontrolēta caurlaidība.

Kā redzat, membrānas galvenā īpašība ir tās caurlaidība dažādām vielām.

6. Fagocitoze un pinocitoze.

7. Eksocitoze.

8. Elektrisko un ķīmisko potenciālu klātbūtne vai drīzāk potenciālu atšķirība starp membrānas iekšējo un ārējo pusi. Tēlaini to varam teikt "membrāna pārvērš šūnu par" elektriskā akumulators"izmantojot jonu plūsmas kontroli". Sīkāka informācija: .

9. Elektriskā un ķīmiskā potenciāla izmaiņas.

10. Aizkaitināmība. Speciālie molekulārie receptori, kas atrodas uz membrānas, var savienoties ar signalizācijas (kontroles) vielām, kā rezultātā var mainīties membrānas un visas šūnas stāvoklis. Molekulārie receptori izraisa bio ķīmiskās reakcijas reaģējot uz ligandu (kontrolvielu) savienojumu ar tiem. Ir svarīgi atzīmēt, ka signālviela iedarbojas uz receptoru no ārpuses, un izmaiņas turpinās šūnas iekšienē. Izrādās, ka membrāna pārnesa informāciju no vides uz šūnas iekšējo vidi.

11.Katalītiskais fermentatīvā aktivitāte. Fermenti var būt iestrādāti membrānā vai saistīti ar tās virsmu (gan šūnas iekšpusē, gan ārpusē), un tur tie veic savas fermentatīvās aktivitātes.

12. Virsmas formas un tās laukuma maiņa. Tas ļauj membrānai veidot izaugumus uz āru vai, gluži otrādi, invaginācijas šūnā.

13. Spēja veidot kontaktus ar citām šūnu membrānām.

14. Adhēzija – spēja pielipt pie cietām virsmām.

Īss membrānas īpašību saraksts

• Caurlaidība.
• Endocitoze, eksocitoze, transcitoze.
• Potenciāli.
• Aizkaitināmība.
• Fermentu aktivitāte.
• Kontakti.
• Adhēzija.

Membrānas funkcijas

1. Nepilnīga iekšējā satura izolācija no ārējā vide.

2. Šūnas membrānas funkcionēšanā galvenais ir maiņa dažādi vielas starp šūnu un starpšūnu vidi. Tas ir saistīts ar membrānas caurlaidības īpašību. Turklāt membrāna regulē šo apmaiņu, regulējot tās caurlaidību.

3. Vēl viena svarīga membrānas funkcija ir radot atšķirības ķīmiskajos un elektriskajos potenciālos starp tās iekšējo un ārējo pusi. Sakarā ar to šūnas iekšpusē ir negatīvs elektriskais potenciāls - .

4. Membrāna arī veic informācijas apmaiņa starp šūnu un tās vidi. Speciālie molekulārie receptori, kas atrodas uz membrānas, var saistīties ar kontroles vielām (hormoniem, mediatoriem, modulatoriem) un šūnā izraisīt bioķīmiskas reakcijas, izraisot dažādas izmaiņas šūnas darbībā vai tās struktūrās.

Video:Šūnu membrānas struktūra

Video lekcija:Sīkāka informācija par membrānas struktūru un transportēšanu

Membrānas struktūra

Šūnu membrānai ir universāls trīsslāņu struktūra. Tās vidējais tauku slānis ir nepārtraukts, un augšējais un apakšējais proteīna slānis to pārklāj atsevišķu proteīna zonu mozaīkas veidā. Tauku slānis ir pamats, kas nodrošina šūnas izolāciju no apkārtējās vides, izolējot to no apkārtējās vides. Pati par sevi tas ļoti slikti izlaiž cauri ūdenī šķīstošām vielām, bet viegli izlaiž cauri taukos šķīstošām vielām. Tāpēc membrānas caurlaidība ūdenī šķīstošām vielām (piemēram, joniem) ir jānodrošina ar īpašām olbaltumvielu struktūrām - un.

Zemāk ir kontaktējošo šūnu reālo šūnu membrānu mikrogrāfi, kas iegūti, izmantojot elektronu mikroskopu, kā arī shematisks zīmējums, kas parāda membrānas trīsslāņu struktūru un tās proteīna slāņu mozaīkas raksturu. Lai palielinātu attēlu, noklikšķiniet uz tā.

Atsevišķs šūnas membrānas iekšējā lipīdu (tauku) slāņa attēls, caurstrāvots ar integrētiem iegultiem proteīniem. Augšējais un apakšējais proteīna slānis ir noņemts, lai netraucētu lipīdu divslāņa apskatei

Attēls iepriekš: Daļējs shematisks šūnu membrānas (šūnu membrānas) attēlojums, kas sniegts Vikipēdijā.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka šeit no membrānas ir noņemts ārējais un iekšējais proteīna slānis, lai mēs varētu labāk redzēt centrālo tauku lipīdu divslāni. Īstā šūnu membrānā virs un zem taukplēves peld lielas olbaltumvielu “salas” (attēlā mazas bumbiņas), un membrāna izrādās biezāka, trīsslāņu: proteīns-tauki-olbaltumvielas . Tātad patiesībā tas ir kā sviestmaize no diviem proteīna "maizes gabaliņiem" ar taukainu "sviesta" kārtiņu vidū, t.i. ir trīsslāņu struktūra, nevis divslāņu.

Šajā attēlā mazās zilās un baltās bumbiņas atbilst lipīdu hidrofilajām (mitrināmajām) "galvām", un tām pievienotās "stīgas" atbilst hidrofobajām (nemitrināmajām) "astēm". No olbaltumvielām ir parādīti tikai integrālie membrānas proteīni (sarkanās globulas un dzeltenās spirāles). Dzelteni ovāli punkti membrānas iekšpusē ir holesterīna molekulas uz dzeltenzaļas pērlīšu ķēdes ārpusē membrānas - oligosaharīdu ķēdes, kas veido glikokaliksu. Glikokalikss ir sava veida ogļhidrātu (“cukura”) “pūka” uz membrānas, ko veido garas ogļhidrātu-olbaltumvielu molekulas, kas izceļas no tās.

Dzīvošana ir neliels “olbaltumvielu-tauku maisiņš”, kas piepildīts ar pusšķidru želejveida saturu, kas ir caurstrāvots ar plēvēm un caurulēm.

Šī maisiņa sienas veido dubultā tauku (lipīdu) plēve, kas no iekšpuses un ārpuses pārklāta ar olbaltumvielām - šūnu membrānu. Tāpēc viņi saka, ka membrānai ir trīsslāņu struktūra : olbaltumvielas-tauki-olbaltumvielas. Šūnas iekšpusē ir arī daudz līdzīgu tauku membrānu, kas to sadala iekšējā telpa nodalījumos. Tās pašas membrānas ieskauj šūnu organellus: kodolu, mitohondrijus, hloroplastus. Tātad membrāna ir universāla molekulāra struktūra, kas ir kopīga visām šūnām un visiem dzīviem organismiem.

Kreisajā pusē vairs nav reāls, bet gan mākslīgs bioloģiskās membrānas gabala modelis: tas ir momentuzņēmums no taukaino fosfolipīdu divslāņa (t.i., dubultā slāņa) tā molekulārās dinamikas simulācijas procesā. Parādīta modeļa aprēķina šūna - 96 PC molekulas ( f osfatidils X olina) un 2304 ūdens molekulas, kopā 20544 atomi.

Labajā pusē ir vizuāls modelis vienai tā paša lipīda molekulai, no kuras ir samontēts membrānas lipīdu divslānis. Augšpusē tam ir hidrofila (ūdeni mīloša) galva, bet apakšā ir divas hidrofobas (no ūdens baidās) astes. Šim lipīdam ir vienkāršs nosaukums: 1-steroil-2-dokozaheksaenoil-Sn-glicero-3-fosfatidilholīns (18:0/22:6(n-3)cis PC), taču jums tas nav jāatceras, ja vien jūs plānojat likt savam skolotājam ģīboni ar savu zināšanu dziļumu.

Var sniegt precīzāku šūnas zinātnisku definīciju:

ir sakārtota, strukturēta, heterogēna biopolimēru sistēma, ko ierobežo aktīva membrāna, kas piedalās vienotā vielmaiņas, enerģijas un informācijas procesu komplektā, kā arī uztur un reproducē visu sistēmu kopumā.

Šūnas iekšpusē ir arī caurstrāvotas membrānas, un starp membrānām ir nevis ūdens, bet gan viskozs gēls/sols ar mainīgu blīvumu. Tāpēc šūnā mijiedarbojošās molekulas nepeld brīvi, kā mēģenē ar ūdens šķīdumu, bet pārsvarā sēž (imobilizējas) uz citoskeleta vai intracelulāro membrānu polimēru struktūrām. Tāpēc ķīmiskās reakcijas šūnā notiek gandrīz tā, it kā tās būtu cietā vielā, nevis šķidrumā. Ārējā membrāna, kas ieskauj šūnu, ir arī pārklāta ar fermentiem un molekulāriem receptoriem, padarot to par ļoti aktīvu šūnas daļu.

Šūnas membrāna (plazmalemma, plazmolemma) ir aktīva membrāna, kas atdala šūnu no apkārtējās vides un savieno to ar vidi. © Sazonov V.F., 2016.

No šīs membrānas definīcijas izriet, ka tā ne tikai ierobežo šūnu, bet aktīvi strādā, savienojot to ar apkārtējo vidi.

Tauki, kas veido membrānas, ir īpaši, tāpēc to molekulas parasti sauc ne tikai par taukiem, bet "lipīdi", "fosfolipīdi", "sfingolipīdi". Membrānas plēve ir dubultā, tas ir, tā sastāv no divām kopā salīmētām plēvēm. Tāpēc mācību grāmatās viņi raksta, ka šūnu membrānas pamats sastāv no diviem lipīdu slāņiem (vai " divslāņu", t.i., dubultslānis). Katram atsevišķam lipīdu slānim vienu pusi var samitrināt ar ūdeni, bet otru ne. Tātad šīs plēves precīzi pielīp viena pie otras ar savām nesamitrinošajām pusēm.

Baktēriju membrāna

Gramnegatīvo baktēriju prokariotu šūnu siena sastāv no vairākiem slāņiem, kas parādīti attēlā zemāk.
Gramnegatīvo baktēriju čaumalas slāņi:
1. Iekšējā trīsslāņu citoplazmas membrāna, kas saskaras ar citoplazmu.
2. Šūnu siena, kas sastāv no mureīna.
3. Ārējā trīsslāņu citoplazmas membrāna, kurai ir tāda pati lipīdu sistēma ar olbaltumvielu kompleksiem kā iekšējai membrānai.
Gramnegatīvo baktēriju šūnu komunikācija ar ārpasauli, izmantojot tik sarežģītu trīspakāpju struktūru, nedod tām priekšrocības izdzīvošanā skarbos apstākļos salīdzinājumā ar grampozitīvām baktērijām, kurām ir mazāk spēcīga membrāna. Viņi to tikpat labi nepanes augstas temperatūras, paaugstināts skābums un spiediena izmaiņas.

Video lekcija:Plazmas membrāna. E.V. Cheval, Ph.D.

Video lekcija:Membrāna kā šūnu robeža. A. Iļjaskins

Membrānas jonu kanālu nozīme

Ir viegli saprast, ka caur membrānas tauku plēvi šūnā var iekļūt tikai taukos šķīstošās vielas. Tie ir tauki, spirti, gāzes. Piemēram, sarkanajās asins šūnās skābeklis un oglekļa dioksīds viegli nonāk iekšā un ārā tieši caur membrānu. Bet ūdens un ūdenī šķīstošās vielas (piemēram, joni) vienkārši nevar iekļūt caur membrānu nevienā šūnā. Tas nozīmē, ka tiem ir nepieciešami īpaši caurumi. Bet, ja jūs vienkārši izveidojat caurumu tauku plēvē, tā nekavējoties aizvērsies atpakaļ. Ko darīt? Dabā tika atrasts risinājums: nepieciešams izgatavot īpašas olbaltumvielu transportēšanas struktūras un izstiept tās caur membrānu. Tieši tā veidojas kanāli taukos nešķīstošo vielu pārejai – šūnu membrānas jonu kanāli.

Tātad, lai tā membrānai piešķirtu papildu caurlaidības īpašības polārajām molekulām (joniem un ūdenim), šūna citoplazmā sintezē īpašus proteīnus, kas pēc tam tiek integrēti membrānā. Tie ir divu veidu: transporta proteīni (piemēram, transporta ATPāzes) un kanālu veidojošie proteīni (kanālu veidotāji). Šīs olbaltumvielas ir iestrādātas membrānas taukainā dubultslānī un veido transporta struktūras transportētāju vai jonu kanālu veidā. Caur šīm transporta struktūrām tagad var iziet dažādas ūdenī šķīstošas ​​vielas, kas citādi nevar iziet cauri tauku membrānas plēvei.

Kopumā tiek saukti arī proteīni, kas iestrādāti membrānā neatņemama, tieši tāpēc, ka šķiet, ka tie ir iekļauti membrānā un caur to iekļūst. Citi proteīni, kas nav neatņemami, veido it kā salas, kas “peld” uz membrānas virsmas: vai nu uz tās ārējā virsma vai iekšēji. Galu galā visi zina, ka tauki ir laba smērviela un tiem ir viegli slīdēt pāri!

Secinājumi

1. Kopumā membrāna izrādās trīsslāņu:

1) proteīna "salu" ārējais slānis,

2) taukainā divslāņu “jūra” (lipīdu divslānis), t.i. dubultā lipīdu plēve,

3) iekšējais slānis no olbaltumvielu "saliņām".

Bet ir arī irdens ārējais slānis – glikokalikss, ko veido no membrānas izvirzītie glikoproteīni. Tie ir molekulārie receptori, pie kuriem saistās signālu kontroles vielas.

2. Membrānā ir iebūvētas īpašas proteīna struktūras, kas nodrošina tās caurlaidību joniem vai citām vielām. Mēs nedrīkstam aizmirst, ka dažviet tauku jūra ir caurstrāvota ar integrētiem proteīniem. Un tieši neatņemamie proteīni veido īpašus transporta struktūras šūnu membrāna (skatīt sadaļu 1_2 Membrānas transporta mehānismi). Caur tiem vielas nonāk šūnā un arī tiek izvadītas no šūnas uz āru.

3. Jebkurā membrānas pusē (ārējā un iekšējā), kā arī membrānas iekšpusē var atrasties fermentu proteīni, kas ietekmē gan pašas membrānas stāvokli, gan visas šūnas dzīvi.

Tātad šūnas membrāna ir aktīva, mainīga struktūra, kas aktīvi darbojas visas šūnas interesēs un savieno to ar ārpasauli, nevis tikai “aizsargčaula”. Šī ir vissvarīgākā lieta, kas jums jāzina par šūnu membrānu.

Medicīnā membrānas proteīnus bieži izmanto kā “mērķus”. zāles. Šādi mērķi ietver receptorus, jonu kanālus, fermentus un transporta sistēmas. IN pēdējā laikā Papildus membrānai par narkotiku mērķiem kļūst arī šūnas kodolā paslēptie gēni.

Video:Ievads šūnu membrānas biofizikā: Membrānas struktūra 1 (Vladimirov Yu.A.)

Video:Šūnu membrānas vēsture, struktūra un funkcijas: Membrānas struktūra 2 (Vladimirov Yu.A.)

© 2010-2018 Sazonov V.F., © 2010-2016 kineziolog.bodhy.

Šūnu membrānas

Šūnas struktūras organizācija balstās uz membrānas struktūras principu, tas ir, šūna galvenokārt ir veidota no membrānām. Visām bioloģiskajām membrānām ir kopīgs strukturālās iezīmes un īpašības.

Pašlaik ir vispārpieņemts membrānas struktūras šķidruma-mozaīkas modelis.

Membrānas pamatā ir lipīdu divslānis, kas veidojas galvenokārt fosfolipīdi. Lipīdi veido vidēji ≈40% ķīmiskais sastāvs membrānas. Divslānī membrānas molekulu astes ir vērstas viena pret otru, un polārās galvas ir vērstas uz āru, tāpēc membrānas virsma ir hidrofila. Lipīdi nosaka membrānu pamatīpašības.

Papildus lipīdiem membrāna satur olbaltumvielas (vidēji ≈60%). Tie nosaka lielāko daļu membrānas specifisko funkciju. Olbaltumvielu molekulas neveido nepārtrauktu slāni (280. att.). Atkarībā no lokalizācijas membrānā ir:

© perifērās olbaltumvielas- proteīni, kas atrodas uz ārējā vai iekšējā virsma lipīdu divslānis;

© daļēji integrēti proteīni- proteīni, kas iegremdēti lipīdu divslānī dažādos dziļumos;

© neatņemama, vai transmembrānas proteīni - olbaltumvielas, kas iekļūst membrānā cauri, saskaroties gan ar šūnas ārējo, gan iekšējo vidi.

Membrānas proteīni var veikt dažādas funkcijas:

© noteiktu molekulu transportēšana;

© uz membrānām notiekošo reakciju katalīze;

© membrānas struktūras uzturēšana;

© vides signālu uztveršana un pārveidošana.

Membrāna var saturēt no 2 līdz 10% ogļhidrātu. Membrānu ogļhidrātu komponentu parasti attēlo oligosaharīdu vai polisaharīdu ķēdes, kas saistītas ar olbaltumvielu molekulām (glikoproteīniem) vai lipīdiem (glikolipīdiem). Ogļhidrāti galvenokārt atrodas uz membrānas ārējās virsmas. Ogļhidrātu funkcijas šūnu membrānā nav pilnībā izprotamas, taču mēs varam teikt, ka tie nodrošina membrānas receptoru funkcijas.

Dzīvnieku šūnās glikoproteīni veido supramembrānas kompleksu - glikokalikss, kura biezums ir vairāki desmiti nanometru. Tajā notiek ārpusšūnu gremošana, atrodas daudzi šūnu receptori, un ar tās palīdzību acīmredzot notiek šūnu adhēzija.

Olbaltumvielu un lipīdu molekulas ir mobilas un spējīgas kustēties , galvenokārt membrānas plaknē. Membrānas ir asimetriskas , tas ir, membrānas ārējās un iekšējās virsmas lipīdu un olbaltumvielu sastāvs ir atšķirīgs.

Plazmas membrānas biezums ir vidēji 7,5 nm.

Viena no galvenajām membrānas funkcijām ir transports, nodrošinot vielu apmaiņu starp šūnu un ārējo vidi. Membrānas piemīt selektīvas caurlaidības īpašība, tas ir, tās ir labi caurlaidīgas dažām vielām vai molekulām un slikti caurlaidīgas (vai pilnīgi necaurlaidīgas) citām. Membrānas caurlaidība priekš dažādas vielas ir atkarīgs gan no to molekulu īpašībām (polaritāte, izmērs utt.), gan no membrānu īpašībām (lipīdu slāņa iekšējā daļa ir hidrofoba).

Vielu transportēšanai pa membrānu ir dažādi mehānismi (281. att.). Atkarībā no nepieciešamības izmantot enerģiju vielu transportēšanai, ir:

© pasīvais transports- vielu transportēšana bez enerģijas patēriņa;

© aktīvais transports- transports, kam nepieciešams enerģijas patēriņš.

Pasīvā transporta pamatā ir koncentrācijas un lādiņu atšķirības. Pasīvajā transportā vielas vienmēr pārvietojas no augstākas koncentrācijas zonas uz zemākas koncentrācijas apgabalu, tas ir, pa koncentrācijas gradientu. Ja molekula ir uzlādēta, tad tās transportēšanu ietekmē arī elektriskais gradients. Tāpēc cilvēki bieži runā par elektroķīmisko gradientu, apvienojot abus gradientus. Transporta ātrums ir atkarīgs no gradienta lieluma.

Ir trīs galvenie pasīvā transporta mehānismi:

© Vienkārša difūzija- vielu transportēšana tieši caur lipīdu divslāni. Caur to viegli iziet gāzes, nepolāras vai mazas neuzlādētas polārās molekulas. Jo mazāka ir molekula un jo vairāk taukos šķīstoša tā ir, jo ātrāk tā iekļūst membrānā. Interesanti, ka ūdens, neskatoties uz to, ka tas ir relatīvi nešķīstošs taukos, ļoti ātri iekļūst lipīdu divslānī. Tas izskaidrojams ar to, ka tā molekula ir maza un elektriski neitrāla. Tiek saukta ūdens difūzija caur membrānām ar osmozi.

© Atvieglota difūzija- vielu transportēšana, izmantojot speciālo

transporta proteīni, no kuriem katrs ir atbildīgs par konkrētu molekulu vai radniecīgu molekulu grupu transportēšanu. Viņi mijiedarbojas ar transportētās vielas molekulu un kaut kā pārvieto to caur membrānu. Tādā veidā šūnā tiek transportēti cukuri, aminoskābes, nukleotīdi un daudzas citas polāras molekulas.

Nepieciešamība pēc aktīvā transporta rodas, ja ir nepieciešams nodrošināt molekulu transportēšanu pa membrānu pret elektroķīmisko gradientu. Šo transportu veic nesējproteīni, kuru darbībai nepieciešama enerģija. Enerģijas avots ir ATP molekulas.

Viena no visvairāk pētītajām aktīvajām transporta sistēmām ir nātrija-kālija sūknis. K koncentrācija šūnas iekšpusē ir daudz augstāka nekā ārpus tās, un Na - otrādi. Tāpēc K pasīvi izkliedējas no šūnas caur membrānas ūdens porām un Na šūnā. Tajā pašā laikā normālai šūnas funkcionēšanai ir svarīgi uzturēt noteiktu K un Na jonu attiecību citoplazmā un ārējā vidē. Tas ir iespējams, jo membrāna, pateicoties (Na + K) sūkņa klātbūtnei, aktīvi izsūknē Na no šūnas un K šūnā. (Na + K) sūkņa darbība patērē gandrīz trešdaļu no kopējās šūnas mūžam nepieciešamās enerģijas.

Sūknis ir īpašs transmembrānas membrānas proteīns, kas spēj veikt konformācijas izmaiņas, kuru dēļ tas var piesaistīt gan K, gan Na jonus. (Na + K) sūkņa darbības cikls sastāv no vairākām fāzēm (282. att.):

© Na joni un ATP molekula iekļūst sūkņa proteīnā no membrānas iekšpuses, bet K joni no ārpuses;

© Na joni savienojas ar proteīna molekulu, un olbaltumviela iegūst ATPāzes aktivitāti, tas ir, iegūst spēju izraisīt ATP hidrolīzi, ko papildina enerģijas izdalīšanās, kas darbina sūkni;

© fosfāts, kas izdalās ATP hidrolīzes laikā, saistās ar proteīnu, tas ir, notiek proteīna fosforilēšanās;

© fosforilēšanās izraisa olbaltumvielas konformācijas izmaiņas, tā kļūst nespējīga noturēt Na jonus - tie izdalās un atstāj šūnu;

© proteīna jaunā konformācija ir tāda, ka kļūst iespējams tai pievienot K jonus;

© K jonu pievienošana izraisa proteīna defosforilāciju, kā rezultātā tas atkal maina savu konformāciju;

© olbaltumvielu konformācijas izmaiņas izraisa K jonu izdalīšanos šūnas iekšienē;

© tagad proteīns atkal ir gatavs pievienot Na jonus sev.

Vienā darbības ciklā sūknis no šūnas izsūknē 3 Na jonus un iesūknē 2 K jonus. Šī pārnesto jonu skaita atšķirība ir saistīta ar to, ka membrānas caurlaidība K joniem ir augstāka nekā Na. joni. Attiecīgi K pasīvi izkliedējas no šūnas ātrāk nekā Na šūnā.

© pinocitoze ir šķidruma pilienu uztveršanas un absorbcijas process ar tajā izšķīdinātām vielām.

Eksocitoze- likvidēšanas process dažādas vielas no šūnas. Eksocitozes laikā pūslīša (vai vakuola) membrāna, saskaroties ar ārējo citoplazmas membrānu, saplūst ar to. Vezikulu saturs tiek noņemts ārpus cauruma, un tā membrāna ir iekļauta ārējā citoplazmas membrānā.

Visi dzīvie organismi atkarībā no šūnas uzbūves ir iedalīti trīs grupās (skat. 1. att.):

1. Prokarioti (nav kodolieroču)

2. Eikarioti (kodols)

3. Vīrusi (nešūnu)

Rīsi. 1. Dzīvie organismi

Šajā nodarbībā mēs sāksim pētīt eikariotu organismu šūnu struktūru, kas ietver augus, sēnītes un dzīvniekus. Viņu šūnas ir lielākās un sarežģītākas struktūras salīdzinājumā ar prokariotu šūnām.

Kā zināms, šūnas spēj patstāvīgi darboties. Viņi var apmainīties ar vielu un enerģiju ar vidi, kā arī augt un vairoties, tāpēc iekšējā struktūrašūnas ir ļoti sarežģītas un galvenokārt ir atkarīgas no funkcijas, ko šūna veic daudzšūnu organismā.

Visu šūnu konstruēšanas principi ir vienādi. Katrā eikariotu šūnā var izdalīt šādas galvenās daļas (skat. 2. att.):

1. Ārējā membrāna, kas atdala šūnas saturu no ārējās vides.

2. Citoplazma ar organellām.

Rīsi. 2. Eikariotu šūnas galvenās daļas

Termins "membrāna" tika ierosināts apmēram pirms simts gadiem, lai apzīmētu šūnas robežas, taču, attīstoties elektronu mikroskopijai, kļuva skaidrs, ka šūnas membrāna ir daļa no strukturālie elementišūnas.

1959. gadā Dž.D.Robertsons formulēja hipotēzi par elementārās membrānas uzbūvi, saskaņā ar kuru dzīvnieku un augu šūnu membrānas tiek būvētas pēc viena tipa.

1972. gadā Singer un Nicholson to ierosināja, kas tagad ir vispārpieņemts. Saskaņā ar šo modeli jebkuras membrānas pamatā ir fosfolipīdu divslānis.

Fosfolipīdiem (savienojumiem, kas satur fosfātu grupu) ir molekulas, kas sastāv no polāras galvas un divām nepolārām astēm (sk. 3. attēlu).

Rīsi. 3. Fosfolipīdi

Fosfolipīdu divslānī hidrofobi atlikumi taukskābes uz iekšu, un hidrofilās galviņas, ieskaitot fosforskābes atlikumu, ir vērstas uz āru (sk. 4. att.).

Rīsi. 4. Fosfolipīdslānis

Fosfolipīdslānis tiek parādīts kā dinamiska struktūra, kas var pārvietoties, mainot savu stāvokli.

Divkāršs lipīdu slānis nodrošina membrānas barjerfunkciju, neļaujot šūnas saturam izplatīties, un neļauj šūnā iekļūt toksiskām vielām.

Robežmembrānas klātbūtne starp šūnu un vidi bija zināma ilgi pirms elektronu mikroskopa parādīšanās. Fizikālie ķīmiķi noliedza plazmas membrānas esamību un uzskatīja, ka pastāv saskarne starp dzīvo koloidālo saturu un vidi, bet Pfefers (vācu botāniķis un augu fiziologs) apstiprināja tās esamību 1890. gadā.

Pagājušā gadsimta sākumā Overtons (britu fiziologs un biologs) atklāja, ka daudzu vielu iekļūšanas ātrums sarkanajās asins šūnās ir tieši proporcionāls to šķīdībai lipīdos. Šajā sakarā zinātnieks ierosināja, ka membrāna satur lielu daudzumu lipīdu un vielu, kas tajā izšķīst, iziet cauri un nonāk membrānas otrā pusē.

1925. gadā Gorters un Grendels (amerikāņu biologi) izolēja lipīdus no sarkano asins šūnu membrānas. Viņi sadalīja iegūtos lipīdus pa ūdens virsmu vienas molekulas biezumā. Izrādījās, ka virsmas laukums, ko aizņem lipīdu slānis, ir divreiz lielāks vairāk platības pats eritrocīts. Tāpēc šie zinātnieki secināja, ka šūnu membrāna sastāv nevis no viena, bet diviem lipīdu slāņiem.

Dawson un Danielli (angļu biologi) 1935. gadā ierosināja, ka šūnu membrānās lipīdu bimolekulārais slānis ir iespiests starp diviem proteīna molekulu slāņiem (sk. 5. att.).

Rīsi. 5. Dawson un Danielli piedāvātais membrānas modelis

Līdz ar elektronu mikroskopa parādīšanos pavērās iespēja iepazīties ar membrānas uzbūvi, un tad atklājās, ka dzīvnieku un augu šūnu membrānas izskatās pēc trīsslāņu struktūras (skat. 6. att.).

Rīsi. 6. Šūnu membrāna zem mikroskopa

1959. gadā biologs J. D. Robertsons, apvienojot tajā laikā pieejamos datus, izvirzīja hipotēzi par “elementārās membrānas” uzbūvi, kurā postulēja visām bioloģiskajām membrānām kopīgu struktūru.

Robertsona postulāti par “elementārās membrānas” struktūru

1. Visu membrānu biezums ir aptuveni 7,5 nm.

2. Elektronu mikroskopā tie visi izskatās trīsslāņaini.

3. Membrānas trīsslāņu izskats ir rezultāts tieši tādam proteīnu un polāro lipīdu izvietojumam, kāds tika nodrošināts ar Dawson un Danielli modeli – centrālais lipīdu divslānis ir iespiests starp diviem proteīna slāņiem.

Šī hipotēze par “elementārās membrānas” struktūru piedzīvoja dažādas izmaiņas, un tā tika izvirzīta 1972. šķidruma mozaīkas membrānas modelis(sk. 7. att.), kas tagad ir vispārpieņemts.

Rīsi. 7. Šķidruma-mozaīkas membrānas modelis

Olbaltumvielu molekulas ir iegremdētas membrānas lipīdu divslānī, veidojot kustīgu mozaīku. Pamatojoties uz to atrašanās vietu membrānā un mijiedarbības metodi ar lipīdu divslāni, olbaltumvielas var iedalīt:

- virspusēja (vai perifēra) membrānas proteīni, kas saistīti ar lipīdu divslāņu hidrofilo virsmu;

- integrāls (membrāna) olbaltumvielas, kas iestrādātas divslāņu hidrofobajā reģionā.

Integrālie proteīni atšķiras ar to, cik lielā mērā tie ir iestrādāti divslāņu hidrofobajā reģionā. Tos var pilnībā iegremdēt ( neatņemama) vai daļēji iegremdēts ( daļēji neatņemama), kā arī var iekļūt membrānā caur ( transmembrānas).

Membrānas proteīnus var iedalīt divās grupās pēc to funkcijām:

- strukturāli olbaltumvielas. Tie ir daļa no šūnu membrānām un piedalās to struktūras uzturēšanā.

- dinamisks olbaltumvielas. Tie atrodas uz membrānām un piedalās uz tām notiekošajos procesos.

Ir trīs dinamisko proteīnu klases.

1. Receptors. Ar šo proteīnu palīdzību šūna uztver dažādas ietekmes uz tās virsmu. Tas ir, tie īpaši saista savienojumus, piemēram, hormonus, neirotransmiterus un toksīnus membrānas ārpusē, kas kalpo kā signāls, lai mainītu dažādus procesus šūnā vai pašā membrānā.

2. Transports. Šie proteīni transportē noteiktas vielas cauri membrānai, kā arī veido kanālus, pa kuriem dažādi joni tiek transportēti šūnā un no tās.

3. Enzīmu. Tie ir fermentu proteīni, kas atrodas membrānā un piedalās dažādos ķīmiskos procesos.

Vielu transportēšana cauri membrānai

Lipīdu divslāņi lielā mērā ir daudzām vielām necaurlaidīgi, tāpēc vielu transportēšanai pa membrānu ir nepieciešams liels enerģijas daudzums, kā arī nepieciešama dažādu struktūru veidošanās.

Ir divi transporta veidi: pasīvais un aktīvais.

Pasīvais transports

Pasīvā transportēšana ir molekulu pārvietošana pa koncentrācijas gradientu. Tas ir, to nosaka tikai pārnestās vielas koncentrācijas atšķirība membrānas pretējās pusēs un tiek veikta bez enerģijas izdevumiem.

Ir divi pasīvā transporta veidi:

- vienkārša difūzija(sk. 8. att.), kas notiek bez membrānas proteīna līdzdalības. Vienkāršas difūzijas mehānisms nodrošina gāzu (skābekļa un oglekļa dioksīds), ūdens un daži vienkārši organiskie joni. Vienkāršai difūzijai ir zems ātrums.

Rīsi. 8. Vienkārša difūzija

- atvieglota difūzija(sk. 9. att.) atšķiras no vienkāršas ar to, ka notiek ar nesējproteīnu piedalīšanos. Šis process ir specifisks un notiek ar lielāku ātrumu nekā vienkārša difūzija.

Rīsi. 9. Atvieglota difūzija

Ir zināmi divu veidu membrānas transporta proteīni: nesējproteīni (translokāzes) un kanālu veidojošie proteīni. Transporta proteīni saistās ar specifiskām vielām un transportē tās pa membrānu pa to koncentrācijas gradientu, un tāpēc šim procesam, tāpat kā vienkāršai difūzijai, nav nepieciešami ATP enerģijas izdevumi.

Pārtikas daļiņas nevar iziet cauri membrānai ar endocitozes palīdzību (sk. 10. att.). Endocitozes laikā plazmas membrāna veido invaginācijas un izvirzījumus un uztver cietās pārtikas daļiņas. Ap pārtikas bolusu veidojas vakuole (vai pūslīši), kas pēc tam tiek atdalīta no plazmas membrānas, un vakuolā esošā cietā daļiņa nonāk šūnas iekšpusē.

Rīsi. 10. Endocitoze

Ir divu veidu endocitoze.

1. Fagocitoze- cieto daļiņu absorbcija. Tiek sauktas specializētās šūnas, kas veic fagocitozi fagocīti.

2. Pinocitoze- absorbcija šķidrs materiāls(šķīdums, koloidālais šķīdums, suspensija).

Eksocitoze(sk. 11. att.) ir endocitozes reversais process. Šūnā sintezētās vielas, piemēram, hormoni, tiek iepakotas membrānas pūslīšos, kas iekļaujas šūnas membrānā, tiek iestrādātas tajā, un pūslīša saturs tiek atbrīvots no šūnas. Tādā pašā veidā šūna var atbrīvoties no atkritumiem, kas tai nav vajadzīgi.

Rīsi. 11. Eksocitoze

Aktīvs transports

Atšķirībā no atvieglotās difūzijas, aktīvā transportēšana ir vielu kustība pret koncentrācijas gradientu. Šajā gadījumā vielas pārvietojas no zonas ar zemāku koncentrāciju uz zonu ar augstāku koncentrāciju. Tā kā šī kustība notiek pretējā virzienā parastajai difūzijai, šūnai šajā procesā ir jātērē enerģija.

Starp aktīvā transporta piemēriem vislabāk pētīts ir tā sauktais nātrija-kālija sūknis. Šis sūknis izsūknē nātrija jonus no šūnas un sūknē kālija jonus šūnā, izmantojot ATP enerģiju.

1. Strukturāls (šūnu membrāna atdala šūnu no apkārtējās vides).

2. Transports (vielas tiek transportētas caur šūnu membrānu, un šūnu membrāna ir ļoti selektīvs filtrs).

3. Receptors (receptori, kas atrodas uz membrānas virsmas, uztver ārējās ietekmes un pārraida šo informāciju šūnas iekšienē, ļaujot tai ātri reaģēt uz izmaiņām vidē).

Papildus iepriekšminētajam membrāna veic arī vielmaiņas un enerģijas pārveidošanas funkcijas.

Metabolisma funkcija

Bioloģiskās membrānas tieši vai netieši piedalās vielu vielmaiņas transformāciju procesos šūnā, jo lielākā daļa enzīmu ir saistīti ar membrānām.

Enzīmu lipīdu vide membrānā rada noteiktus apstākļus to funkcionēšanai, uzliek ierobežojumus membrānas proteīnu aktivitātei un tādējādi regulē vielmaiņas procesus.

Enerģijas pārveidošanas funkcija

Daudzu biomembrānu svarīgākā funkcija ir viena enerģijas veida pārvēršana citā.

Enerģiju konvertējošās membrānas ietver iekšējās membrānas mitohondriji, hloroplastu tilakoīdi (sk. 12. att.).

Rīsi. 12. Mitohondriji un hloroplasti

Atsauces

1. Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Vispārīgā bioloģija 10-11 klase Bustards, 2005.g.
2. Bioloģija. 10. klase. Vispārējā bioloģija. Pamatlīmenis / P.V. Iževskis, O.A. Korņilova, T.E. Loshchilina un citi - 2. izdevums, pārskatīts. - Ventana-Graf, 2010. - 224 lpp.
3. Beļajevs D.K. Bioloģija 10-11 klase. Vispārējā bioloģija. Pamata līmenis. - 11. izd., stereotips. - M.: Izglītība, 2012. - 304 lpp.
4. Agafonova I.B., Zakharova E.T., Sivoglazovs V.I. Bioloģija 10-11 klase. Vispārējā bioloģija. Pamata līmenis. - 6. izdevums, pievienot. - Bustards, 2010. - 384 lpp.

1. Ayzdorov.ru ().
2. Youtube.com().
3. Doctor-v.ru ().
4. Animals-world.ru ().

Mājas darbs

1. Kāda ir šūnu membrānas struktūra?
2. Kādu īpašību dēļ lipīdi spēj veidot membrānas?
3. Kādu funkciju dēļ olbaltumvielas spēj piedalīties vielu transportēšanā cauri membrānai?
4. Uzskaitiet plazmas membrānas funkcijas.
5. Kā notiek pasīvā transportēšana caur membrānu?
6. Kā notiek aktīva transportēšana caur membrānu?
7. Kāda ir nātrija-kālija sūkņa funkcija?
8. Kas ir fagocitoze, pinocitoze?

Šūnu membrānas: to struktūra un funkcijas

Membrānas ir ārkārtīgi viskozas un tajā pašā laikā plastiskas struktūras, kas ieskauj visas dzīvās šūnas. Šūnu membrānu funkcijas:

1. Plazmas membrāna ir barjera, kas uztur atšķirīgo ārpusšūnu un intracelulārās vides sastāvu.

2. Membrānas šūnas iekšpusē veido specializētus nodalījumus, t.i. daudzas organellas - mitohondriji, lizosomas, Golgi komplekss, endoplazmatiskais tīkls, kodolmembrānas.

3. Enzīmi, kas iesaistīti enerģijas pārveidē tādos procesos kā oksidatīvā fosforilēšana un fotosintēze, ir lokalizēti membrānās.

Membrānas struktūra

1972. gadā Singer un Nicholson ierosināja šķidrās mozaīkas membrānas struktūras modeli. Saskaņā ar šo modeli funkcionējošās membrānas ir divdimensiju globulāro integrālo proteīnu šķīdums, kas izšķīdināts šķidrā fosfolipīdu matricā. Tādējādi membrānu pamatā ir bimolekulārs lipīdu slānis ar sakārtotu molekulu izvietojumu.

Šajā gadījumā hidrofilo slāni veido fosfolipīdu polārā galva (fosfāta atlikums ar holīnu, etanolamīnu vai serīnu), kā arī glikolipīdu ogļhidrātu daļa. Un hidrofobo slāni veido taukskābju un sfingozīna ogļūdeņražu radikāļi, fosfolipīdi un glikolipīdi.

Membrānas īpašības:

1. Selektīva caurlaidība. Slēgtais divslāņu slānis nodrošina vienu no galvenajām membrānas īpašībām: tas ir necaurlaidīgs lielākajai daļai ūdenī šķīstošo molekulu, jo tās nešķīst tās hidrofobajā kodolā. Gāzes, piemēram, skābeklis, CO 2 un slāpeklis, spēj viegli iekļūt šūnās to molekulu mazā izmēra un vājās mijiedarbības ar šķīdinātājiem dēļ. Arī lipīdu molekulas, piemēram, steroīdie hormoni, viegli iekļūst divslānī.

2. Likviditāte. Lipīdu divslānim ir šķidro kristālu struktūra, jo lipīdu slānis parasti ir šķidrs, bet tam ir sacietēšanas zonas, kas līdzīgas kristāliskām struktūrām. Lai gan lipīdu molekulu novietojums ir sakārtots, tās saglabā spēju pārvietoties. Iespējamas divu veidu fosfolipīdu kustības: salto (in zinātniskā literatūra sauc par “flip-flop”) un sānu difūziju. Pirmajā gadījumā bimolekulārajā slānī viena otrai pretī esošās fosfolipīdu molekulas apgriežas (jeb kūlenis) viena pret otru un maina vietas membrānā, t.i. ārpuse kļūst par iekšpusi un otrādi. Šādi lēcieni ir saistīti ar enerģijas patēriņu un notiek ļoti reti. Biežāk tiek novērotas rotācijas ap asi (rotācija) un sānu difūzija - kustība slāņa ietvaros paralēli membrānas virsmai.

3. Membrānas asimetrija. Vienas un tās pašas membrānas virsmas atšķiras pēc lipīdu, olbaltumvielu un ogļhidrātu sastāva (šķērsvirziena asimetrija). Piemēram, ārējā slānī dominē fosfatidilholīni, bet iekšējā slānī dominē fosfatidiletanolamīni un fosfatidilserīni. Glikoproteīnu un glikolipīdu ogļhidrātu sastāvdaļas nonāk ārējā virsmā, veidojot nepārtrauktu struktūru, ko sauc par glikokaliksu. Uz iekšējās virsmas nav ogļhidrātu. Proteīni – hormonu receptori atrodas uz plazmas membrānas ārējās virsmas, un to regulētie enzīmi – adenilātciklāze, fosfolipāze C – uz iekšējās virsmas u.c.

Membrānas proteīni

Membrānas fosfolipīdi darbojas kā membrānas proteīnu šķīdinātājs, radot mikrovidi, kurā pēdējie var darboties. Dažādu proteīnu skaits membrānā svārstās no 6-8 sarkoplazmatiskajā retikulā līdz vairāk nekā 100 plazmas membrānā. Tie ir fermenti, transporta proteīni, strukturālie proteīni, antigēni, tostarp galvenās histokompatibilitātes sistēmas antigēni, dažādu molekulu receptori.

Pamatojoties uz to lokalizāciju membrānā, olbaltumvielas tiek sadalītas integrālās (daļēji vai pilnībā iegremdētas membrānā) un perifērās (atrodas uz tās virsmas). Dažas integrētās olbaltumvielas vairākas reizes sašuj membrānu. Piemēram, tīklenes fotoreceptors un β 2 -adrenerģiskais receptors šķērso divslāni 7 reizes.

Vielas un informācijas pārnešana caur membrānām

Šūnu membrānas nav cieši noslēgtas starpsienas. Viena no galvenajām membrānu funkcijām ir vielu un informācijas pārneses regulēšana. Mazo molekulu transmembrānas kustība notiek 1) ar difūziju, pasīvu vai atvieglotu, un 2) ar aktīvu transportu. Lielu molekulu transmembrānas kustība tiek veikta 1) ar endocitozi un 2) ar eksocitozi. Signāla pārraide cauri membrānām tiek veikta, izmantojot receptorus, kas atrodas uz plazmas membrānas ārējās virsmas. Šajā gadījumā signāls vai nu tiek pārveidots (piemēram, glikagons cAMP), vai arī tiek internalizēts, savienojoties ar endocitozi (piemēram, ZBL - ZBL receptors).

Vienkārša difūzija ir vielu iekļūšana šūnā pa elektroķīmisko gradientu. Šajā gadījumā enerģijas izmaksas nav nepieciešamas. Vienkāršās difūzijas ātrumu nosaka 1) vielas transmembrānas koncentrācijas gradients un 2) tās šķīdība membrānas hidrofobajā slānī.

Ar atvieglotu difūziju vielas tiek transportētas pa membrānu arī pa koncentrācijas gradientu, bez enerģijas tērēšanas, bet ar īpašu membrānas nesējproteīnu palīdzību. Tāpēc atvieglotā difūzija atšķiras no pasīvās difūzijas ar vairākiem parametriem: 1) atvieglotai difūzijai raksturīga augsta selektivitāte, jo nesējproteīnam ir aktīvs centrs, kas papildina transportējamo vielu; 2) atvieglotās difūzijas ātrums var sasniegt plato, jo nesējmolekulu skaits ir ierobežots.

Daži transporta proteīni vienkārši pārnes vielu no vienas membrānas puses uz otru. Šo vienkāršo pārsūtīšanu sauc par pasīvo uniportu. Uniport piemērs ir GLUT – glikozes transporteri, kas transportē glikozi cauri šūnu membrānām. Citas olbaltumvielas darbojas kā koptransporta sistēmas, kurās vienas vielas transportēšana ir atkarīga no vienlaicīgas vai secīgas citas vielas transportēšanas vai nu tajā pašā virzienā, ko sauc par pasīvo simpportu, vai pretējā virzienā, ko sauc par pasīvo antiportu. Iekšējās mitohondriju membrānas translokāzes, jo īpaši ADP / ATP translokāze, darbojas ar pasīvo antiportu mehānismu.

Aktīvās transportēšanas laikā vielas pārnešana notiek pret koncentrācijas gradientu un tāpēc ir saistīta ar enerģijas izmaksām. Ja ligandu pārnešana cauri membrānai ir saistīta ar ATP enerģijas patēriņu, tad šādu pārnesi sauc par primāro aktīvo transportu. Piemērs ir Na + K + -ATPāze un Ca 2+ -ATPāze, kas lokalizēta cilvēka šūnu plazmas membrānā, un H +,K + -ATPāze kuņģa gļotādā.

Sekundārais aktīvais transports. Dažu vielu transportēšana pret koncentrācijas gradientu ir atkarīga no vienlaicīgas vai secīgas Na + (nātrija jonu) transportēšanas pa koncentrācijas gradientu. Turklāt, ja ligandu pārnes tajā pašā virzienā kā Na +, procesu sauc par aktīvo simpportu. Saskaņā ar aktīvās simpporta mehānismu glikoze tiek absorbēta no zarnu lūmena, kur tās koncentrācija ir zema. Ja ligandu pārnes nātrija joniem pretējā virzienā, tad šo procesu sauc par aktīvo antiportu. Kā piemēru var minēt plazmas membrānas Na +,Ca 2+ siltummaiņu.

Šūnu membrāna - molekulārā struktūra, kas sastāv no lipīdiem un olbaltumvielām. Tās galvenās īpašības un funkcijas:

• jebkuras šūnas satura atdalīšana no ārējās vides, nodrošinot tās integritāti;
• apmaiņas starp vidi un šūnu kontrole un izveide;
• intracelulārās membrānas sadala šūnu īpašos nodalījumos: organellās vai nodalījumos.

Vārds "membrāna" latīņu valodā nozīmē "plēve". Ja mēs runājam par šūnu membrānu, tad tā ir divu plēvju kombinācija, kurām ir dažādas īpašības.

Bioloģiskā membrāna ietver trīs veidu proteīni:

1. Perifērijas – atrodas uz plēves virsmas;
2. Integrāls – pilnībā iekļūst membrānā;
3. Daļēji integrāls - viens gals iekļūst bilipīda slānī.

Kādas funkcijas veic šūnu membrāna?

1. Šūnu siena ir izturīga šūnu membrāna, kas atrodas ārpus citoplazmas membrānas. Tas veic aizsardzības, transportēšanas un konstrukcijas funkcijas. Sastopams daudzos augos, baktērijās, sēnēs un arhejās.

2. Nodrošina barjerfunkciju, tas ir, selektīvu, regulētu, aktīvu un pasīvu metabolismu ar ārējo vidi.

3. Spēj pārraidīt un uzglabāt informāciju, kā arī piedalās reproducēšanas procesā.

4. Veic transportēšanas funkciju, kas caur membrānu var transportēt vielas šūnā un no tās.

5. Šūnu membrānai ir vienvirziena vadītspēja. Pateicoties tam, ūdens molekulas var bez kavēšanās iziet cauri šūnu membrānai, un citu vielu molekulas iekļūst selektīvi.

6. Ar šūnu membrānas palīdzību ūdens, skābekļa un barības vielas, un caur to tiek izvadīti šūnu vielmaiņas produkti.

7. Veic šūnu vielmaiņu caur membrānām, un var tās veikt, izmantojot 3 galvenos reakciju veidus: pinocitoze, fagocitoze, eksocitoze.

8. Membrāna nodrošina starpšūnu kontaktu specifiku.

9. Membrānā ir neskaitāmi receptori, kas spēj uztvert ķīmiskos signālus – mediatorus, hormonus un daudzas citas bioloģiski aktīvas vielas. Tātad tas spēj mainīt šūnas vielmaiņas aktivitāti.

10. Šūnu membrānas pamatīpašības un funkcijas:

• Matrica
• Barjera
• Transports
• Enerģija
• Mehāniski
• Enzīmu
• Receptors
• Aizsargājošs
• Marķēšana
• Biopotenciāls

Kādu funkciju šūnā veic plazmas membrāna?

1. Ierobežo šūnas saturu;
2. Veic vielu iekļūšanu šūnā;
3. Nodrošina vairāku vielu izvadīšanu no šūnas.

Šūnu membrānas struktūra

Šūnu membrānas ietver 3 klašu lipīdus:

• Glikolipīdi;
• Fosfolipīdi;
• Holesterīns.

Pamatā šūnu membrāna sastāv no olbaltumvielām un lipīdiem, un tās biezums nepārsniedz 11 nm. No 40 līdz 90% no visiem lipīdiem ir fosfolipīdi. Ir svarīgi arī atzīmēt glikolipīdus, kas ir viena no galvenajām membrānas sastāvdaļām.

Šūnu membrānas struktūra ir trīsslāņu. Centrā ir viendabīgs šķidrs bilipīda slānis, un olbaltumvielas pārklāj to no abām pusēm (kā mozaīku), daļēji iekļūstot biezumā. Proteīni ir nepieciešami arī, lai membrāna varētu iekļūt šūnās un izkļūt no tām īpašām vielām, kas nevar iekļūt tauku slānī. Piemēram, nātrija un kālija joni.

• Tas ir interesanti -

Šūnu struktūra - video