Hvad er funktionerne i den ydre cellemembran? Strukturen af ​​den ydre cellemembran

Studie af strukturen af ​​prokaryote cellerorganismer, og også planter af dyr og mennesker er involveret i opdeling af biologi, kaldet cytologi. Forskere har fastslået, at indholdet af cellen, som er inde i det, er bygget ganske vanskeligt. Det er omgivet af en såkaldt overfladeindretning, som omfatter en ydre cellemembran, overlejrede strukturer: en glycocalyx og en cellevæg, såvel som mikrofilamenter, en pelikel og mikrotubuli, der danner dens submembran-kompleks.

I denne artikel vil vi studere strukturen og funktionerne i den ydre cellemembran, som kommer ind i overfladeapparatet af forskellige typer celler.

Hvilke funktioner gør den ydre cellemembran

Som beskrevet tidligere var den ydre membraner en del af overfladeapparatet i hver celle, som med succes adskiller sit indre indhold og beskytter cellulære organeller mod ugunstige miljøforhold. En anden funktion er at sikre udveksling af stoffer mellem det cellulære indhold og vævsvæsken, så den ydre cellemembran bærer de molekyler og ioner, der kommer ind i cytoplasmaen, og hjælper også med at fjerne slagger og overskydende giftige stoffer fra cellen.

Strukturen af ​​cellemembranen

Membraner eller plasmalemmer af forskellige celletyperstærkt afviger fra hinanden. Hovedsagelig den kemiske struktur såvel som det relative indhold af lipider, glycoproteiner, proteiner og følgelig arten af ​​de receptorer, der er til stede i dem. Ekstern cellemembran, hvis struktur og funktioner bestemmes primært af den individuelle sammensætning af glycoproteiner, deltager i anerkendelsen af ​​miljøstimuli og i selve cellernes reaktioner på deres handlinger. Nogle typer af vira kan interagere med proteiner og glycolipider af cellemembraner, som et resultat af hvilket de trænger ind i cellen. Herpes- og influenzavirus kan bruge værtscelles plasmalemma til at bygge deres egen beskyttelsesskal.

Og vira og bakterier, de såkaldte bakteriofager,fastgør til cellemembranen og i kontaktstedet opløs det med et specielt enzym. Derefter passerer et molekyle viralt DNA gennem hullet.

Funktioner af strukturen af ​​det eukaryote plasmalemma

Husk at den ydre cellemembranudfører transportens funktion, det vil sige overførsel af stoffer til cytoplasmaet i cellen og fra det til det ydre miljø. For at gennemføre en sådan proces er en særlig struktur nødvendig. Faktisk er plasmalemma en konstant universel for alle eukaryote celler, et system af overfladeapparater. Dette er en tynd (2-10 Nm), men temmelig tæt flerlagsfilm, der dækker hele cellen. Dens struktur blev undersøgt i 1972 af forskere som D. Singer og G. Nicholson, de skabte også en væskemosaikmodel af cellemembranen.

De vigtigste kemiske forbindelser derform - det er et bestilt molekyle af proteiner og visse fosfolipider, som er spredt i et flydende lipid miljø og ligner en mosaik. Cellemembranen består således af to lag lipider, hvor de ikke-polære hydrofobe "haler" er inde i membranen, og de polære hydrofile hoveder vender mod cytoplasmaet af cellen og det intercellulære fluidum.

Lipidlaget gennemsyres med stort proteinmolekyler der danner hydrofile porer. Det er gennem dem, at vandopløsninger af glucose og mineralsalte transporteres. Nogle proteinmolekyler findes både på de ydre og indre overflader af plasmalemma. På den ydre cellemembran i cellerne af alle organismer, som har kerner, er der således carbohydratmolekyler bundet af kovalente bindinger med glycolipider og glycoproteiner. Indholdet af kulhydrater i cellemembraner varierer fra 2 til 10%.

Strukturen af ​​plasmalemma af prokaryote organismer

Den ydre cellemembran i prokaryoter udførerlignende funktioner med plasmacellerne i cellerne i nukleare organismer, nemlig: opfattelsen og transmissionen af ​​information fra det ydre miljø, transporten af ​​ioner og opløsninger ind i og ud af cellen og beskyttelse af cytoplasma fra udenlandske reagenser udefra. Det kan danne mesosomer - de strukturer, der opstår, når plasmalemmaet er invaderet inde i cellen. De kan indeholde enzymer involveret i metabolske reaktioner af prokaryoter, for eksempel i replikation af DNA, syntese af proteiner.

Mesosomer indeholder også oxidationsreducerende enzymer, og fotosyntetiske bakterier indeholder bakteriochlorophyll (i bakterier) og phycobilin (i cyanobakterier).

De ydre membraners rolle i intercellulære kontakter

Fortsætter med at besvare spørgsmålet, hvilke funktionerudfører den eksterne cellemembran, vil vi dvæle på sin rolle i intercellulære kontakter. Planteceller i væggene i den ydre cellemembran danner porer, der passerer ind i celluloselaget. Gennem dem kan cytoplasma af cellen undslippe udefra, sådanne tynde kanaler kaldes plasmodesmata.

Takket være dem, forbindelsen mellem naboanlægceller meget holdbare. I menneske- og dyreceller kaldes kontaktstederne for nabo-cellemembraner desmosomer. De er karakteristiske for endotel- og epithelceller, og forekommer også i kardiomyocytter.

Hjælpeformationer af plasmalemma

For at forstå, hvilke planteceller der er forskelligefra dyr, hjælper med at studere de strukturelle egenskaber i deres plasmalemmer, hvilket afhænger af, hvilke funktioner den ydre cellemembran udfører. Over det i dyrecellerne er et lag af glycocalyx. Det dannes af molekyler af polysaccharider bundet til proteiner og lipider af den ydre cellemembran. Takket være glykokalysen mellem cellerne sker vedhæftning (adhæsion), hvilket fører til dannelse af væv, så det tager del i plasmalemmets signalfunktion - anerkendelsen af ​​miljømæssige stimuli.

Hvordan udføres passiv transport af visse stoffer gennem cellemembraner

Som det blev sagt før, den eksterne cellulæreMembranen deltager i processen med at transportere stoffer mellem cellen og det ydre miljø. Der er to typer transport gennem plasmalemma: passiv (diffusion) og aktiv transport. Den første omfatter diffusion, lysdiffusion og osmose. Bevægelsen af ​​stoffer langs koncentrationsgradienten afhænger først og fremmest af massen og størrelsen af ​​molekylerne, der passerer gennem cellemembranen. For eksempel opløses små ikke-polære molekyler let i plasmalemmaets gennemsnitlige lipidlag, bevæger sig gennem det og finder sig i cytoplasmaet.

Store molekyler af organiske stoffer trænger ind icytoplasma ved hjælp af særlige proteinbærere. De har specifik specificitet og forbinder passivt dem gennem membranen langs koncentrationsgradienten (passiv transport) uden at bruge energi. Denne proces ligger til grund for plasmalemma, såsom selektiv permeabilitet. I passiv transportprocessen anvendes ikke ATP-molekylers energi, og cellen sparer den for andre metaboliske reaktioner.

Aktiv transport af kemiske forbindelser gennem plasmamembranen

Da den ydre celle membran giveroverførsel af ioner og molekyler fra miljøet ind i cellen og tilbage, bliver det muligt at output forstillelsesprocesser produkter er toxiner, udad, dvs. i det intercellulære fluid. Aktiv transport sker mod koncentrationsgradienten og kræver anvendelse af energi i form af ATP molekyler. Det indebærer også transportproteiner kaldet ATP-basics, samtidigt og enzymer.

Et eksempel på en sådan transport er natrium-kaliumpumpe (natriumioner passerer fra cytoplasma til eksternt miljø, og ioner af kalium pumpes ind i cytoplasma). Epitelceller i tarmen og nyrerne er i stand til det. Varianter af denne transportform er processerne af pinocytose og fagocytose. Efter at have studeret, hvilke funktioner den ydre cellemembran udfører, kan det således konstateres, at heterotrofe protister såvel som celler af højere dyreorganismer, for eksempel leukocytter, er i stand til processerne af pinot og fagocytose.

Bioelektriske processer i cellemembraner

Det er etableret, at der er en potentiel forskelmellem plasmalemmaets ydre overflade (det er positivt ladet) og cytoplasmens nærvægslag, som er negativt ladet. Det blev kaldt et hvilepotentiale, og det er iboende i alle levende celler. Et neuralt væv har ikke kun et hvilepotentiale, men er også i stand til at udføre svage biokræfter, som kaldes excitationsprocessen. Eksterne membraner af nerveceller-neuroner, accepterer irritation fra receptorer, begynder at ændre afgifter: natriumioner indtræder massivt i cellen, og overfladen af ​​plasmalemma bliver elektronegativ. Et nærliggende væglag af cytoplasmaet på grund af et overskud af kationer modtager en positiv ladning. Dette forklarer hvorfor neuronens ydre cellemembran oplades, hvilket forårsager de nerveimpulser, der ligger til grund for excitationsprocessen.