Клітинна мембрана

визначення

Клітини - це найменші, когерентні одиниці, які складають органи і тканини. Кожна клітина оточена клітинною мембраною, бар’єром, який складається із спеціального подвійного шару жирових частинок, так званого ліпідного подвійного шару. Ліпідні шари можна уявити як дві жирові плівки, укладені один на одного, які завдяки своїм хімічним властивостям не можуть відокремитися один від одного і, таким чином, утворюють дуже стійку одиницю. Клітинні мембрани виконують багато різних функцій: Вони використовуються для зв'язку, захисту та як станція управління клітинами.

Які різні клітинні мембрани є?

Не тільки сама клітина оточена мембраною, а й клітинні органели. Органели клітин - це невеликі, мембраноподібні ділянки всередині клітини, кожна з яких має своє завдання. Вони відрізняються своїми білками, які вбудовуються в мембрани і виступають транспортерами для речовин, які підлягають транспортуванню по мембрані.

Внутрішня мітохондріальна мембрана є особливою формою клітинної мембрани.Митохондрії - це органели, які важливі для клітини для отримання енергії. Вони лише поглиналися в клітині людини пізніше в процесі еволюції. Тому вони мають дві ліпідні двошарові мембрани. Зовнішня - це класична мембрана людини, внутрішня - мембрана, специфічна для мітохондріону. Він містить кардіоліпін, жирну кислоту, яка вбудовується в жирову плівку і може бути виявлена ​​лише у внутрішній мембрані та ні в якій іншій.

Тіло людини містить лише клітини, які оточені клітинною мембраною. Однак є також клітини, такі як бактерії, які також оточені клітинною стінкою. Отже, терміни клітинна стінка та клітинна мембрана не можуть використовуватися синонімічно. Клітинні стінки значно товщі, а також стабілізують клітинну мембрану. Клітинні стінки не потрібні людському організму, оскільки багато окремих клітин можуть об'єднатися разом, щоб утворити сильні асоціації. З іншого боку, бактерії - це одноклітинні клітини, тобто вони складаються лише з однієї клітини, яка була б значно слабшою без клітинної стінки.

Детальніше з цього питання читайте на: бактерії

Будова клітинної мембрани

Клітинні мембрани відокремлюють різні ділянки один від одного. Для цього вони повинні відповідати багатьом різним вимогам: Перш за все, клітинні мембрани складаються з подвійного шару з двох жирових плівок, які в свою чергу складаються з окремих жирних кислот. Жирні кислоти складаються з водорозчинних, гідрофільний Голова і з нерозчинного у воді, гідрофобний Хвіст. Голівки прикріплюються одна до одної в одній площині, так що маса хвостів вся вказує в одну сторону. З іншого боку, ще одна серія жирних кислот накопичується за тією ж схемою. Це створює подвійний шар, який ззовні обмежений головами і таким чином один зсередини гідрофобний Створюється площа, тобто область, в яку не може проникнути вода.

Залежно від того, з яких молекул складається головка жирної кислоти, вони мають різні назви та різні властивості, але вони грають лише підлеглу роль. Жирні кислоти можуть бути ненасиченими або насиченими, залежно від хвоста та його хімічної структури. Ненасичені жирні кислоти значно жорсткіші і викликають зниження плинності мембрани, тоді як насичені жирні кислоти підвищують текучість. Плавкість - це міра рухливості та деформабельності ліпідного шару. Залежно від завдання та стану клітини потрібні різні ступені рухливості та жорсткості, що може бути досягнуто за рахунок додаткового включення того чи іншого типу жирної кислоти.

Крім того, в мембрану може вбудовуватися холестерин, який масово знижує текучість і тим самим стабілізує мембрану. Через таку структуру мембрану можуть легко перемогти лише дуже маленькі, нерозчинні у воді речовини.

Однак, оскільки значно більші та нерозчинні у воді речовини також повинні перетинати мембрану, щоб перенестись у клітину чи вийти з неї, необхідні транспортні білки та канали. Вони зберігаються в мембрані між жирними кислотами. Оскільки ці канали є прохідними для одних молекул, а не для інших, один говорить про один Напівпроникність клітинну мембрану, тобто часткову проникність.

Останній будівельний блок клітинної мембрани - це рецептори. Рецептори - це також великі білки, які в основному виробляються в самій клітині, а потім вбудовуються в мембрану. Ви можете або повністю розгорнути їх, або підтримувати лише зовні. Через свою хімічну структуру транспортери, канали та рецептори міцно залишаються на мембрані та на ній і не можуть її легко від'єднати. Однак їх можна переміщувати бічно в різні місця мембрани, залежно від місця, де вони потрібні.

Нарешті, із зовнішньої сторони клітинної мембрани все ще можуть бути ланцюги цукру в технічному плані Глікокалікс називається. Наприклад, вони є основою системи крові. Оскільки клітинна мембрана складається з такої кількості різних будівельних блоків, які також можуть змінювати своє точне розташування, вона також відома як рідка мозаїчна модель.

Детальніше з цього питання читайте на: Групи крові

Товщина клітинної мембрани

Клітинні мембрани мають товщину близько 7 нм, тобто надзвичайно тонкі, але все-таки міцні та непереборні для більшості речовин. Кожні ділянки голови товщиною близько 2 нм протягом гідрофобний Площа хвоста завширшки 3 нм. Ця величина навряд чи варіюється між різними типами клітин в організмі людини.

Які компоненти клітинної мембрани?

В основному клітинна мембрана складається з фосфоліпідного подвійного шару. Фосфоліпіди - це будівельні блоки, які складаються з водолюбних, тобто гідрофільних, голови та хвоста, який утворюється двома жирними кислотами. Частина, що складається з жирних кислот, гідрофобна, це означає, що вона відштовхує воду.
У подвійному шарі фосфоліпідів гідрофобні компоненти спрямовані один на одного. Гідрофільні частини вказують на зовнішню і внутрішню сторону клітини. Ця структура мембрани дозволяє розділити два водних середовища один від одного.

Клітинна мембрана також містить сфінголіпіди та холестерин. Ці речовини регулюють структуру і плинність клітинної мембрани. Флюїдність - це міра того, наскільки добре білки можуть рухатися в клітинній мембрані. Чим вище плинність клітинної мембрани, тим легше білкам рухатися в ній.

Крім того, в клітинній мембрані є багато різних білків. Ці білки використовуються для транспортування речовин через мембрану або для взаємодії з навколишнім середовищем. Ця взаємодія може бути досягнута шляхом прямого зв’язку між сусідніми клітинами або через месенджерні речовини, які зв'язуються з мембранами білків.

Наступна тема також може вас зацікавити: Клітинна плазма в організмі людини

Фосфоліпіди в клітинній мембрані

Фосфоліпіди є основним компонентом клітинної мембрани. Фосфоліпіди амфіфільні. Це означає, що вони складаються з гідрофільної та гідрофобної частини. Ця властивість фосфоліпідів дозволяє відокремити внутрішню частину клітини від навколишнього середовища.

Існують різні форми фосфоліпідів. Гідрофільна основа фосфоліпідів складається з гліцерину або сфінгозину. Обидві форми мають спільне те, що до основної структури прикріплені два гідрофобні вуглеводневі ланцюги.

Холестерин в клітинній мембрані

Холестерин міститься в клітинній мембрані, щоб допомогти регулювати плинність. Постійна плинність дуже важлива для підтримки транспортних процесів клітинної мембрани. При високій температурі клітинна мембрана, як правило, стає занадто рідкою. Зв’язки між фосфоліпідами, які вже є нормальними при нормальних обставинах, при високій температурі ще слабші. Завдяки своїй жорсткій структурі холестерин допомагає підтримувати певну силу.

Це виглядає інакше при низьких температурах. Тут мембрана може стати занадто щільною. Фосфоліпіди, які мають насичені жирні кислоти як гідрофобний компонент, стають особливо твердими. Це означає, що фосфоліпіди можуть лежати дуже близько один до одного. У цьому випадку холестерин, який зберігається в клітинній мембрані, викликає підвищену плинність, оскільки холестерин містить жорстку кільцеву структуру і, таким чином, діє як спейсер.

Ви можете знайти детальну інформацію з теми "холестерин" за адресою:

• ЛПНЩ - "ліпопротеїди низької щільності"
• ЛПВЩ - "ліпопротеїди високої щільності"
• Естераза холестерину - саме для цього важливо

Функції клітинної мембрани

Як підказує складна структура мембран клітин, вони повинні виконувати безліч різних функцій, які можуть сильно відрізнятися залежно від типу та місця розташування клітини. З одного боку, мембрани, як правило, являють собою бар'єр, функцію, яку не варто недооцінювати. Нескінченна реакція відбувається в нашому організмі паралельно в будь-який момент часу. Якби всі вони відбувалися в одній кімнаті, вони сильно впливали б і навіть скасовували одне одного. Регульований процес метаболізму був би неможливим, а люди, як вони існують і функціонують в цілому, були б немислимі.

Вони також служать транспортним середовищем для найрізноманітніших речовин, які транспортуються через мембрану за допомогою транспортерів. Щоб мати змогу працювати разом як орган, окремі клітини повинні контактувати через мембрани. Це досягається за допомогою різних сполучних білків і рецепторів. Клітини можуть використовувати рецептори для ідентифікації один одного, спілкування між собою та обміну інформацією. Наприклад глікокалікс як одна з багатьох відмінних особливостей між власними та чужими клітинами організму. Рецептори - це білки, які приймають сигнали поза клітини і передають їх до ядра клітини, а отже, "мозку" клітини. Залежно від хімічних властивостей хімічної частинки, що стикувалася на рецепторі, вона розташована або на зовнішній стороні клітини, в клітині або в клітинній мембрані.

Але самі клітини також можуть передавати інформацію. Найвідомішими з наших тіл є нервові клітини. Для того, щоб вони виконували свою функцію, їх мембрани повинні мати можливість проводити електричні сигнали. Електричні сигнали виникають через різний заряд всередині і зовні клітин. Ця різниця в заряді, також відома як градієнт, повинна зберігатися. У цьому контексті можна говорити про мембранний потенціал. Клітинні мембрани відокремлюють різні заряджені ділянки одна від одної, але в той же час містять канали, які дозволяють короткострокове відновлення коефіцієнтів заряду, щоб фактичний струм і, таким чином, інформація, що передається, могли текти. Це явище ще називають потенціалом дії.

Детальніше з цього питання читайте на: Нервова клітина

Транспортні процеси в клітинній мембрані

Клітинна мембрана як така непроникна для більших молекул та іонів. Щоб відбувся обмін між внутрішньою клітиною і навколишнім середовищем, в клітинній мембрані є білки, які транспортують різні клітини в клітину і з неї.

За допомогою цих білків проводиться розмежування каналів, по яких речовина пасивно проходить у клітину або виходить за її різницю в концентрації. Інші білки повинні виробляти енергію для активного транспортування речовин по клітинній мембрані.

Ще одна важлива форма транспорту - везикули. Везикули - це невеликі бульбашки, які віджимаються від клітинної мембрани. Речовини, що утворюються в клітині, можуть вивільнятися в навколишнє середовище через ці везикули. Крім того, речовини також можуть бути вилучені з клітинного середовища.

Відмінності клітинної мембрани бактерій - пеніциліну

Клітинна мембрана бактерії майже не відрізняється від людського організму. Велика різниця між клітинами полягає в додаткова клітинна стінка бактерій. Клітинна стінка кріпиться до зовнішньої сторони клітинної мембрани і таким чином стабілізує і захищає бактерію, яка без неї була б вразлива. вона вимкнена Мурейн- особлива цукрова частинка, в яку можуть бути включені інші білки, такі як Рух і розмноження служити. пеніцилін може порушити синтез клітинної стінки і, таким чином, працює бактерицидні, тобто вбиває бактерію. Таким чином можлива цілеспрямована дія проти бактерій, що викликають захворювання, без руйнування власних клітин організму одночасно.