Якія функцыі выконвае вонкавая клеткавая мембрана? Будова вонкавай клеткавай мембраны

Вывучэннем будовы клетак будовы пракарыятычнай арганізмаў, а таксама раслін жывёл і чалавека займаецца раздзел біялогіі, званы цыталогіі. Навукоўцы ўсталявалі, што змесціва клеткі, якое знаходзіцца ўнутры яе, пабудавана даволі складана. Яго акружае так званы павярхоўны апарат, у склад якога ўваходзяць вонкавая клеткавая мембрана, надмембранные структуры: гликокаликс і клеткавая сценка, а таксама микронити, пеликула і мік- ратрубачкі, якія ўтвараюць яе подмембранный комплекс.

У дадзеным артыкуле мы вывучым будова і функцыі вонкавай клеткавай мембраны, якая ўваходзіць у павярхоўны апарат розных відаў клетак.

Якія функцыі выконвае вонкавая клеткавая мембрана

Як было апісана раней, вонкавая мембрана з'яўляецца часткай паверхневага апарата кожнай клеткі, які паспяхова аддзяляе яе ўнутранае змесціва і абараняе клеткавыя арганэлы ад неспрыяльных умоў навакольнага асяроддзя. Яшчэ адна функцыя - гэта забеспячэнне абмену рэчываў паміж клеткавым змесцівам і тканкавай вадкасцю, таму вонкавая клеткавая мембрана ажыццяўляе транспарт малекул і іёнаў, якія паступаюць у цытаплазму, а таксама дапамагае выдаляць дзындры і лішак таксічных рэчываў з клеткі.

Будынак клеткавай мембраны

Мембраны, або плазмалемы розных тыпаў клетак моцна адрозніваюцца паміж сабой. Галоўным чынам, хімічным будынкам, а таксама адносным утрыманнем у іх ліпідаў, гликопротеидов, бялкоў і, адпаведна, характарам рэцэптараў, якія знаходзяцца ў іх. Вонкавая клеткавая мембрана, будова і функцыі якой вызначаюцца перш за ўсё індывідуальным складам гликопротеидов, бярэ ўдзел у распазнанні раздражняльнікаў знешняй асяроддзя і ў рэакцыях самой клеткі на іх дзеянні. З вавёркамі і гликолипидами клеткавых мембран могуць ўзаемадзейнічаць некаторыя віды вірусаў, з прычыны чаго яны пранікаюць у клетку. Вірусы герпесу і грыпу могуць выкарыстоўваць плазмалему клеткі-гаспадара для пабудовы свой ахоўнай абалонкі.

А вірусы і бактэрыі, так званыя бактэрыяфага, прымацоўваюцца да мембране клеткі і ў месцы кантакту раствараюць яе з дапамогай адмысловага фермента. Затым у ўтварылася адтуліну праходзіць малекула віруснай ДНК.

Асаблівасці будовы плазмалемы эукарыёт.Асноўныя

Нагадаем, што вонкавая клеткавая мембрана выконвае функцыю транспарту, то ёсць пераносу рэчываў у цытаплазму клеткі і з яе ў навакольнае асяроддзе. Для ажыццяўлення такога працэсу неабходна спецыяльнае будынак. Сапраўды, плазмалемы ўяўляе сабой пастаяннае, універсальную для ўсіх эукарыятычнай клетак сістэму павярхоўнага апарата. Гэта тоненькая (2-10 Нм), але досыць шчыльная шматслаёвая плёнка, якая пакрывае ўсю клетку. Яе будынак было вывучана ў 1972 году такімі навукоўцамі, як Д. Сінгэр і Г. Нікалсан, імі ж створана вадкасным-мазаічная мадэль клетачнай мембраны.

Галоўныя хімічныя злучэнні, якія яе ўтвараюць - гэта упорядоченно размешчаныя малекулы бялкоў і пэўных фасфаліпідаў, якія вкраплены ў самаю ліпідную сераду і нагадваюць мазаіку. Такім чынам, клеткавая мембрана складаецца з двух слаёў ліпідаў, непалярныя гідрафобныя «хвасты» якіх знаходзяцца ўнутры мембраны, а палярныя гідрафільныя галоўкі звернутыя да цытаплазме клеткі і да міжклеткавай вадкасці.

Пласт ліпідаў праймае буйнымі бялковымі малекуламі, якія ўтвараюць гідрафільныя пары. Менавіта праз іх транспартуюцца водныя растворы глюкозы і мінеральных соляў. Некаторыя бялковыя малекулы знаходзяцца як на знешняй, так і на ўнутранай паверхні плазмалемы. Такім чынам, на вонкавай клеткавай мембране ў клетках ўсіх арганізмаў, якія маюць ядра, знаходзяцца малекулы вугляводаў, звязаныя кавалентная сувязь з гликолипидами і гликопротеидами. Колькасць вугляводаў у клеткавых мембранах вагаецца ад 2 да 10%.

Будова плазмалемы будовы пракарыятычнай арганізмаў

Вонкавая клеткавая мембрана у пракарыёт выконвае падобныя функцыі з плазмалемы клетак ядзерных арганізмаў, а менавіта: ўспрыманне і перадача інфармацыі, якая паступае з навакольнага асяроддзя, транспарт іёнаў і раствораў у клетку і з яе, абарона цытаплазмы ад чужародных рэагентаў звонку. Яна можа ўтвараць мезосомы - структуры, якія ўзнікаюць пры впячивании плазмалемы ўнутр клеткі. На іх могуць знаходзіцца ферменты, якія ўдзельнічаюць у метабалічных рэакцыях пракарыёт, напрыклад, у рэплікацыі ДНК, сінтэзе бялкоў.

Мезосомы таксама ўтрымліваюць акісляльна-аднаўленчыя ферменты, а ў фотосинтетиков знаходзяцца бактериохлорофилл (у бактэрый) і фикобилин (у цианобактерий).

Ролю вонкавых мембран у міжцэлевых кантактах

Працягваючы адказваць на пытанне, якія функцыі выконвае вонкавая клеткавая мембрана, спынімся на яе ролі ў міжцэлевых кантактах. У раслінных клетак у сценках вонкавай клеткавай мембраны ўтвараюцца пары, пераходзячыя ў цэлюлозны пласт. Праз іх магчымы выхад цытаплазмы клеткі вонкі, такія тонкія каналы называюць плазмодесмами.

Дзякуючы ім сувязь паміж суседнімі расліннымі клеткамі вельмі трывалая. У клетак чалавека і жывёл месца кантактаў суседніх клеткавых мембран называюцца десмосомами. Яны характэрныя для эндотелиальных і эпітэліяльных клетак, а таксама сустракаюцца ў кардиомиоцитов.

Дапаможныя адукацыі плазмалемы

Разабрацца, чым адрозніваюцца раслінныя клеткі ад жывёл, дапамагае вывучэнне асаблівасцей будовы іх плазмалемы, якія залежаць ад таго, якія функцыі выконвае вонкавая клеткавая мембрана. Над ёй у жывёл клетак знаходзіцца пласт гликокаликс. Ён утвораны малекуламі поліцукрыдаў, звязаных з вавёркамі і ліпідамі вонкавай клеткавай мембраны. Дзякуючы гликокаликсу паміж клеткамі ўзнікае адгезія (зліпанне), якая прыводзіць да адукацыі тканін, таму ён бярэ ўдзел у сігнальнай функцыі плазмалемы - распазнанні раздражняльнікаў знешняй асяроддзя.

Як ажыццяўляецца пасіўны транспарт пэўных рэчываў праз клеткавыя мембраны

Як было ўжо сказана раней, вонкавая клеткавая мембрана ўдзельнічае ў працэсе транспарціроўкі рэчываў паміж клеткай і знешняй асяроддзем. Існуе два выгляду пераносу праз плазмалему: пасіўны (дифузионный) і актыўны транспарт. Да першага адносіцца дыфузія, аблегчаная дыфузія і осмос. Рух рэчываў па градыенце канцэнтрацыі залежыць, перш за ўсё, ад масы і велічыні малекул, якія праходзяць праз клеткавую мембрану. Напрыклад, дробныя непалярныя малекулы лёгка раствараюцца ў сярэднім ліпіднага пласце плазмалемы, прасоўваюцца праз яе і аказваюцца ў цытаплазме.

Буйныя малекулы арганічных рэчываў пранікаюць у цытаплазму з дапамогай спецыяльных бялкоў-пераносчыкаў. Яны маюць відавую спецыфічнасць і, злучаючыся з часціцай або іёнам, без выдаткаў энергіі пасіўна пераносяць іх праз мембрану па градыенце канцэнтрацыі (пасіўны транспарт). Гэты працэс ляжыць у аснове такога ўласцівасці плазмалемы, як выбарчая пранікальнасць. У працэсе пасіўнага транспарту энергія малекул АТФ не выкарыстоўваецца, і клетка беражэ яе на іншыя метабалічныя рэакцыі.

Актыўны транспарт хімічных злучэнняў праз плазмалему

Так як вонкавая клеткавая мембрана забяспечвае перанос малекул і іёнаў з навакольнага асяроддзя ўнутр клеткі і назад, становіцца магчымым выснову прадуктаў дысіміляцыя, якія з'яўляюцца таксінамі, вонкі, гэта значыць у міжклеткавую вадкасць. Актыўны транспарт адбываецца супраць градыенту канцэнтрацыі і патрабуе выкарыстання энергіі ў выглядзе малекул АТФ. У ім таксама ўдзельнічаюць бялкі-пераносчыкі, званыя АТФ-асновамі, якія з'яўляюцца адначасова і ферментамі.

Прыкладам такога транспарту служыць натрый-каліевы помпа (іёны натрыю пераходзяць з цытаплазмы ў навакольнае асяроддзе, а іёны калія запампоўваецца ў цытаплазму). Да яго здольныя эпітэліяльныя клеткі кішачніка і нырак. Разнавіднасцямі такога спосабу пераносу служаць працэсы пиноцитоза і фагацытозу. Такім чынам, вывучыўшы, якія функцыі выконвае вонкавая клеткавая мембрана, можна ўсталяваць, што да працэсаў пино- і фагацытозу здольныя гетеротрофные пратысты, а таксама клеткі вышэйшых жывёл арганізмаў, напрыклад, лейкацыты.

Біяэлектрычныя працэсы ў клеткавых мембранах

Устаноўлена, што існуе рознасць патэнцыялаў паміж вонкавай паверхняй плазмалемы (яна зараджана станоўча) і пристеночным пластом цытаплазмы, зараджаным адмоўна. Яе назвалі патэнцыялам супакою, і яна ўласцівая ўсім жывым клеткам. А нервовая тканіна мае не толькі патэнцыял супакою, але і здольная да правядзення слабых біятокаў, якое называюць працэсам ўзбуджэння. Вонкавыя мембраны нервовых клетак-нейронаў, прымаючы раздражненне ад рэцэптараў, пачынаюць мяняць зарады: іёны натрыю масіравана паступаюць ўнутр клеткі і паверхня плазмалемы становіцца Электраадмо. А пристеночный пласт цытаплазмы прычыны лішку катыёнаў атрымлівае станоўчы зарад. Гэта тлумачыць, зь якой прычыны адбываецца перазарадка вонкавай клеткавай мембраны нейрона, што выклікае правядзенне нервовых імпульсаў, якія ляжаць у аснове працэсу ўзбуджэння.