27.Биологические мембраны

27.Биологические мембраны. Клеточная стенка, если таковая у клетки имеется (обычно есть у растительных клеток), покрывает клеточную мембрану. Клеточная мембрана представляет собой двойной слой (бислой) молекул класса липидов, большинство из которых представляет собой так называемые сложные липиды — фосфолипиды.


Кле́точная мембра́на (также цитолемма, плазмалемма, или плазматическая мембрана) — эластическая молекулярная структура, состоящая из белков и липидов. Эксперименты с искусственными билипидными пленками показали, что они обладают высоким поверхностным натяжением, гораздо большим, чем в клеточных мембранах.

Все это привело к созданию в 1972 году С. Д. Сингером (S. Jonathan Singer) и Г. Л. Николсоном (Garth L. Nicolson) жидкостно-мозаичной модели строения мембраны. Согласно этой модели белки в мембране не образуют сплошной слой на поверхности, а делятся на интегральные, полуинтегральные и периферические. Избирательная проницаемость обеспечивает отделение клетки и клеточных компартментов от окружающей среды и снабжение их необходимыми веществами.

Избирательная проницаемость означает, что проницаемость мембраны для различных атомов или молекул зависит от их размеров, электрического заряда и химических свойств

У этой молекулы может быть канал, пропускающий вещества только одного типа.Активный транспорт требует затрат энергии, так как происходит против градиента концентрации. Большую роль в обеспечении механической функции имеют клеточные стенки, а у животных — межклеточное вещество.

Нейромедиаторы (химические вещества, обеспечивающие проведение нервных импульсов) тоже связываются с особыми рецепторными белками клеток-мишеней. Из-за бесчисленного множества конфигурации боковых цепей возможно сделать для каждого типа клеток свой особый маркер. Мембраны состоят из липидов трёх классов: фосфолипиды, гликолипиды и холестерол. Фосфолипиды и гликолипиды (липиды с присоединёнными к ним углеводами) состоят из двух длинных гидрофобныхуглеводородных «хвостов», которые связаны с заряженной гидрофильной «головой».

Поэтому мембраны с малым содержанием холестерола более гибкие, а с большим — более жёсткие и хрупкие. Также холестерол служит «стопором», препятствующим перемещению полярных молекул из клетки и в клетку. Важную часть мембраны составляют белки, пронизывающие её и отвечающие за разнообразные свойства мембран.

Мембраны — структуры инвариабельные, весьма сходные у разных организмов

Рядом с белками находятся аннулярные липиды — они более упорядочены, менее подвижны, имеют в составе более насыщенные жирные кислоты и выделяются из мембраны вместе с белком. Без аннулярных липидов белки мембраны не работают. Избирательная проницаемость мембраны при пассивном транспорте обусловлена специальными каналами — интегральными белками.

Относительно градиента концентрации молекулы этих элементов движутся в клетку и из неё. При раздражении каналы натриевых ионов раскрываются, и происходит резкое поступление в клетку ионовнатрия.

Являясь составной частью клеточной мембраны, гликопротеины участвуют, кроме того, в иммунологических реакциях, ионном обмене, процессах межклеточной адгезии и т.д. Сложные белки, как было отмечено, содержат два компонента – простой белок и небелковое вещество. Далее представлены сведения о химической природе и биологической роли некоторых сложных белков. Хромопротеины (от греч. chroma – краска) состоят из простого белка и связанного с ним окрашенного небелкового компонента.

Оксигемоглобин очень лабильное соединение и, поступая с кровью к тканям, где давление кислорода значительно ниже, чем в легких, он легко диссоциирует на свободный гемоглобин и кислород. Кислород утилизируется в процессе клеточного дыхания, а гемоглобин вступает в соединение с углекислым газом, образуя карбгемоглобин (НbСO2). Кроме того, СО способен попадать в клетки и ингибировать дыхательную цепь в митохондриях. При этом отмечается и переход окраски из красной в коричнево-зеленоватую.

Среди свободных липопротеинов (они занимают ключевое положение в транспорте и метаболизме липидов) наиболее изучены липопротеины плазмы крови, которые классифицируют по их плотности. Чем выше содержание в них липидов, тем ниже плотность липопротеинов. Все группы липопротеинов плазмы содержат полярные и неполярные липиды в разных соотношениях.

Например, гормоны, циркулирующие в крови, действуют только на такие клетки-мишени, у которых есть соответствующие этим гормонам рецепторы

Она обусловливает возможность свободного обмена липидов и модуляцию свойств липопротеинов в организме. Некоторые из интегральных белков выполняют функцию ионных каналов, различных транспортеров и рецепторов.

В 1925 году Гортер и Грендель с помощью осмотического удара получили так называемые «тени» эритроцитов — их пустые оболочки. Тени сложили в стопку и определили площадь их поверхности. Дж. Робертсон сформулировал в 1960 году теорию унитарной биологической мембраны, в которой постулировалось трехслойное строение всех клеточных мембран. Холестерол придаёт мембране жёсткость, занимая свободное пространство между гидрофобными хвостами липидов и не позволяя им изгибаться.

Некоторое исключение составляют, пожалуй, археи, у которых мембраны образованы глицерином и терпеноидными спиртами. Вариантом этого механизма является облегчённая диффузия, при которой веществу помогает пройти через мембрану какая-либо специфическая молекула. Например, мембрана пероксисом защищает цитоплазму от опасных для клетки пероксидов. Например, плазматические мембраны эпителиальных клеток кишечника содержат пищеварительные ферменты.

Похожие материалы:

  • Какие продукты содержать углеводы, а какие белкиКакие продукты содержать углеводы, а какие белки Так что ЕШЬТЕ УГЛЕВОДЫ и НЕ БОЙТЕСЬ. Углеводы — это наша энергия. Ну, понятно, что весь этот набор продуктов должен укладываться в […]
  • Отдел образованияОтдел образования 5.2. Начальник Отдела имеет заместителя (заместителей), назначаемого и освобождаемого от должности главой района в установленном […]
  • Психология конфликтаПсихология конфликта 4. Внутри– и межинституциональные конфликты. В этой главе описывается эволюция представлений о конфликтах. Вся практическая психология с […]