Мембрана:
Хвосты представлены остатками жирных кислот.
3 вида белков:
1. Интегральные, структурные (белки-насосы), придают индивидуальные свойства мембранам.
2. Полуинтегральные ( белки-переносчики)
3. Поверхностные
Надмембранный участок представлен гликопротеидами. Эритроциты людей группы А и В отличаются по углеводному компоненту.
Поверхностный аппарат- клеточная мембрана (плазмелла).
Мембраны состоят из липидов трёх классов: фосфолипиды, гликолипиды и холестерол. Фосфолипиды и гликолипиды (липиды с присоединёнными к ним углеводами) состоят из двух длинных гидрофобных углеводородных «хвостов», которые связаны с заряженной гидрофильной «головой». Холестерол придаёт мембране жёсткость, занимая свободное пространство между гидрофобными хвостами липидов и не позволяя им изгибаться. 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.
Мембрана заряжена снаружи +, внутри -. Na должно быть в клетке меньше, а K больше.
В результате разного расположения белков создается мозаичная модель строения мембран. Белки мембран действуют как ферменты, они пропускают полярные молекулы, которые через липидный слой не проходят.
Функции мембраны:
Барьерная — обеспечивает регулируемый, избирательный, пассивный и активный обмен веществ с окружающей средой. Например, мембрана пероксисом защищает цитоплазму от опасных для клетки пероксидов.
Избирательная проницаемость -
означает, что проницаемость мембраны для различных атомов или молекул зависит от их размеров, электрического заряда и химических свойств. Избирательная проницаемость обеспечивает отделение клетки и клеточных компартментов от окружающей среды и снабжение их необходимыми веществами.
Транспортная — через мембрану происходит транспорт веществ в клетку и из клетки. Транспорт через мембраны обеспечивает: доставку питательных веществ, удаление конечных продуктов обмена, секрецию различных веществ, создание ионных градиентов, поддержание в клетке оптимального pH и концентрации ионов, которые нужны для работы клеточных ферментов.
Частицы, по какой-либо причине неспособные пересечь фосфолипидный бислой (например, из-за гидрофильных свойств, так как мембрана внутри гидрофобна и не пропускает гидрофильные вещества, или из-за крупных размеров), но необходимые для клетки, могут проникнуть сквозь мембрану через специальные белки-переносчики (транспортеры) и белки-каналы или путем эндоцитоза.
При пассивном транспорте вещества пересекают липидный бислой без затрат энергии по градиенту концентрации путем диффузии. Вариантом этого механизма является облегчённая диффузия, при которой веществу помогает пройти через мембрану какая-либо специфическая молекула. У этой молекулы может быть канал, пропускающий вещества только одного типа.
Активный транспорт требует затрат энергии, так как происходит против градиента концентрации. На мембране существуют специальные белки-насосы, в том числе АТФаза, которая активно вкачивает в клетку ионы калия (K+) и выкачивают из неё ионы натрия (Na+).
Матричная — обеспечивает определенное взаиморасположение и ориентацию мембранных белков, их оптимальное взаимодействие.
Механическая — обеспечивает автономность клетки, ее внутриклеточных структур, также соединение с другими клетками (в тканях). Большую роль в обеспечение механической функции имеют клеточные стенки, а у животных — межклеточное вещество.
Энергетическая — при фотосинтезе в хлоропластах и клеточном дыхании в митохондриях в их мембранах действуют системы переноса энергии, в которых также участвуют белки;
Рецепторная — некоторые белки, находящиеся в мембране, являются рецепторами.
Например, гормоны, циркулирующие в крови, действуют только на такие клетки-мишени, у которых есть соответствующие этим гормонам рецепторы. Нейромедиаторы (химические вещества, обеспечивающие проведение нервных импульсов) тоже связываются с особыми рецепторными белками клеток-мишеней.
Ферментативная — мембранные белки нередко являются ферментами. Например, плазматические мембраны эпителиальных клеток кишечника содержат пищеварительные ферменты.
осуществление генерации и проведения биопотенциалов.
С помощью мембраны в клетке поддерживается постоянная концентрация ионов:.
Маркировка клетки — на мембране есть антигены, действующие как маркеры — «ярлыки», позволяющие опознать клетку. Это гликопротеины (то есть белки с
присоединенными к ним разветвленными олигосахаридными боковыми цепями), играющие роль «антенн». Из-за бесчисленного множества конфигурации боковых цепей возможно сделать для каждого типа клеток свой особый маркер. С помощью маркеров клетки могут распознавать другие клетки и действовать согласованно с ними, например, при формировании органов и тканей. Это же позволяет иммунной системе распознавать чужеродные антигены.
Транспорт веществ через мембрану является фундаментальным событием для всех живых клеток. Все многообразие форм переноса веществ можно подразделить на 3 типа:
1.Диффузия- распространение молекул из области с большей концентрацией в меньшую. Диффузия реализуется во всех трех формах состояния вещества. В живых системах явление диффузии осуществляется в жидких средах. Жидкая среда представлена коллойдными жидкими растворами, в которых вода является растворителем. « Раствор- Растворитель (вода)- Растворен. Вещества (ионы и белки)». Газы, жирорастворимые молекулы проникают прямо через плазматическую мембрану. Диэлектрическая проницаемость воды- способность растворителя препятствовать электро-статическому притяжению между «+» и «-« заряженными молекулами.
Количество воды в организме разное. На долю воды 2/3 веса. Распределена в трех отсеках:
А. Межклеточная жидкость (15 л).
Б. Плазма, кровь (5 л ).
В. Клетки (28 л).
Цитоплазма и межклеточная жидкость представлены комплексами истинных и коллойдных растворов.
При облегчённой диффузии растворимое в воде вещество проходит через мембрану по особому каналу, создаваемому какой-либо специфической молекулой.
Облегченная диффузия- процесс при котором молекулы перемещаются из мест большей концентрации в меньшую, с помощью белков переносчиков. Осуществляется быстрее, чем обычная диффузия. Специфична для определенных молекул. Проявляется для мономеров: А.К, глюкоза, нуклеотид, лактозы, глицерол- один из компонентов н.к.
2.Осмос. (диффузия воды через полунепроницаемые мембраны). Если поместить эритроцит в 0,9% раствор NaCl , то никакое осматическое явление мы не наблюдаем (изотонический раствор). В гипертоническом растворе- плазмолиз клетки. В гипотоническом растворе- гемолиз.
3.Активный перенос- процесс при котором ионы переносятся через клеточную мембрану против градиента концентрации в направлении против диффузии, идет с затратой энергии. Пример: KNa-насос (каждая клетка им снабжена, K в клетку, Na из клетки).
Концентрация ионов по сторонам клеточной мембраны зависит от соотношения простой диффузии и активного транспорта. Перенос веществ осуществляется только на уровне капилляр.
Гидростатическое давление обеспечивается насосом, зависит от объема сосуда.
При эндоцитозе мембрана образует впячивания, которые затем трансформируются в пузырьки или вакуоли. Различают фагоцитоз - поглощение твёрдых частиц (например, лейкоцитами крови) - и пиноцитоз - поглощение жидкостей;
Экзоцитоз - процесс, обратный эндоцитозу; из клеток выводятся не переварившиеся остатки твёрдых частиц и жидкий секрет.
