Клітинна мембрана

визначення

Клітини - це найменші, цілісні одиниці, що складають органи та тканини. Кожна клітина оточена клітинною мембраною, бар'єром, який складається із спеціального подвійного шару частинок жиру, так званого подвійного шару ліпідів. Ліпідні двошари можна уявити як дві жирові плівки, складені одна на одну, які через свої хімічні властивості не можуть відокремлюватися одна від одної і, таким чином, утворюють дуже стабільну одиницю. Клітинні мембрани виконують багато різних функцій: вони використовуються для зв'язку, захисту та як станція управління клітинами.

Які різні клітинні мембрани?

Не тільки сама клітина оточена мембраною, а й органели клітини. Клітинні органели - це невеликі ділянки всередині клітини, обмежені мембранами, кожна з яких має своє завдання. Вони відрізняються своїми білками, які вбудовані в мембрани і виступають транспортерами речовин, які мають транспортуватися через мембрану.

Внутрішня мітохондріальна мембрана є особливою формою клітинної мембрани.Мітохондрії - це органели, важливі для клітини для вироблення енергії. Вони лише згодом були поглинені клітиною людини в процесі еволюції. Тому вони мають дві ліпідні двошарові мембрани. Зовнішній - це класичний людський, внутрішній - мембрана, специфічна для мітохондрії. Він містить кардіоліпін, жирну кислоту, яка вбудовується в жирову плівку і може знаходитися лише у внутрішній мембрані, а також жодної іншої.

Тіло людини містить лише клітини, оточені клітинною мембраною. Однак існують також клітини, такі як бактерії, які також оточені клітинною стінкою. Отже, терміни клітинна стінка та клітинна мембрана не можуть використовуватися як синоніми. Клітинні стінки значно товщі і додатково стабілізують клітинну мембрану. Клітинні стінки не є необхідними в організмі людини, оскільки багато окремих клітин можуть об’єднатися, утворюючи міцні асоціації. З іншого боку, бактерії є одноклітинними клітинами, тобто складаються лише з однієї клітини, яка була б значно слабшою без клітинної стінки.

Детальніше про це читайте за адресою: бактерії

Будова клітинної мембрани

Клітинні мембрани відокремлюють різні ділянки одна від одної. 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 водорозчинної, гідрофільний Голова і з нерозчинної у воді, гідрофобний Хвіст. Головки кріпляться одна до одної в одній площині, так що маса хвостів спрямована в одному напрямку. З іншого боку, ще одна серія жирних кислот накопичується за тією ж схемою. Це створює подвійний шар, який зовні обмежується головками, а таким чином, одним всередині гідрофобний Створює область, тобто область, в яку не може проникнути вода.

Залежно від молекул, що складають головку жирної кислоти, вони мають різні назви та різні властивості, але вони відіграють лише підпорядковану роль. Жирні кислоти можуть бути ненасиченими або насиченими залежно від хвоста та його хімічної структури. Ненасичені жирні кислоти значно жорсткіші та спричиняють зменшення плинності мембрани, тоді як насичені жирні кислоти збільшують плинність. Текучість є мірою рухливості та деформації ліпідного бішару. Залежно від завдання та стану клітини потрібні різні ступені рухливості та жорсткості, що може бути досягнуто за рахунок додаткового включення того чи іншого типу жирних кислот.

Крім того, холестерин може вбудовуватися в мембрану, що значно знижує текучість і тим самим стабілізує мембрану. Завдяки цій структурі лише дуже маленькі, нерозчинні у воді речовини можуть легко подолати мембрану.

Однак, оскільки значно більші та нерозчинні у воді речовини повинні перетинати мембрану, щоб транспортуватися до клітини або з неї, необхідні транспортні білки та канали. Вони зберігаються в мембрані між жирними кислотами. Оскільки ці канали є доступними для одних молекул, а не для інших, можна говорити про одне Напівпроникність клітинна мембрана, тобто часткова проникність.

Останнім будівельним матеріалом клітинних мембран є рецептори. Рецептори - це також великі білки, які в основному виробляються в самій клітині, а потім вбудовуються в мембрану. Ви можете охопити їх повністю або підтримувати лише зовні. Завдяки своїй хімічній структурі транспортери, канали та рецептори міцно залишаються в мембрані та на ній, і їх неможливо легко від'єднати від неї. Однак їх можна переміщати збоку в різні місця мембрани, залежно від того, де вони потрібні.

Нарешті, за технічною термінологією на зовнішній стороні клітинних мембран все ще можуть бути цукрові ланцюги Глікокалікс зателефонував. Наприклад, вони є основою системи крові. Оскільки клітинна мембрана складається з такої кількості різних будівельних блоків, які також можуть варіювати своє точне розташування, вона також відома як модель рідкої мозаїки.

Детальніше про це читайте за адресою: Групи крові

Товщина клітинної мембрани

Клітинні мембрани мають товщину близько 7 нм, тобто надзвичайно тонкі, але все ж міцні та нездоланні для більшості речовин. Кожна область голови має товщину близько 2 нм протягом гідрофобний Ширина хвоста становить 3 нм. Ця величина навряд чи змінюється між різними типами клітин людського тіла.

Які компоненти клітинної мембрани?

В основному клітинна мембрана складається з подвійного шару фосфоліпідів. Фосфоліпіди - це будівельні блоки, які складаються з водолюбних, тобто гідрофільних, голови та хвоста, який утворений двома жирними кислотами. Частина, що складається з жирних кислот, є гідрофобною, що означає, що вона відштовхує воду.
У подвійному шарі фосфоліпідів гідрофобні компоненти спрямовані один на одного. Гідрофільні частини вказують на зовнішню і внутрішню сторони клітини. Така структура мембрани дозволяє відокремлювати одне від одного дві водні середовища.

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

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 за допомогою прямого зв’язку між сусідніми клітинами або за допомогою речовин-месенджерів, які зв’язуються з білками мембрани.

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

Фосфоліпіди в клітинній мембрані

Фосфоліпіди - основний компонент 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. Гідрофільний кістяк фосфоліпідів складається або з гліцерину, або з сфінгозину. Обидві форми мають спільне, що до основної структури прикріплені два гідрофобні вуглеводневі ланцюги.

Холестерин у клітинній мембрані

Холестерин міститься в клітинній мембрані для регулювання плинності. Постійна плинність дуже важлива для підтримки транспортних процесів клітинної мембрани. При високих температурах клітинна мембрана має тенденцію ставати занадто рідкою. Зв’язки між фосфоліпідами, які і без того слабкі за звичайних обставин, ще більш слабкі при високих температурах. Завдяки своїй жорсткій структурі, холестерин допомагає підтримувати певну силу.

Це виглядає по-різному 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 зберігатися дуже близько один до одного. У цьому випадку холестерин, що зберігається в клітинній мембрані, спричинює підвищену текучість, оскільки холестерин містить жорстку кільцеву структуру і, отже, діє як розпірка.

Ви можете знайти детальну інформацію на тему "холестерин" за адресою:

• ЛПНЩ - "ліпопротеїди низької щільності"
• ЛПВЩ - "ліпопротеїни високої щільності"
• Естераза холестерину - ось для чого вона важлива

Функції клітинної мембрани

Як свідчить складна будова клітинних мембран, вони повинні виконувати безліч різних функцій, які можуть сильно відрізнятися залежно від типу та розташування клітини. З одного боку, мембрани, як правило, являють собою бар'єр - функція, яку не слід недооцінювати. Незліченні реакції відбуваються паралельно в нашому тілі в будь-який момент часу. Якби всі вони проходили в одній кімнаті, вони б сильно впливали і навіть скасовували один одного. Регульований обмін речовин був би неможливим, і люди, як вони існують і функціонують як ціле, були б немислимі.

У той же час вони служать транспортним середовищем для різноманітних речовин, які транспортуються через мембрану за допомогою транспортерів. Для того, щоб мати можливість працювати разом як орган, окремі клітини повинні контактувати через свої 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 служить однією з багатьох відмінних ознак між власними та чужорідними клітинами організму. Рецептори - це білки, які вловлюють сигнали ззовні клітини і передають їх до клітинного ядра і, отже, “мозку” клітини. Залежно від хімічних властивостей хімічної частинки, яка стикнулася з рецептором, вона розташована або на зовнішній стороні клітини, або в клітині, або в клітинній мембрані.

Але клітини самі також можуть передавати інформацію. Найвідоміші з наших тіл - це нервові клітини. Щоб вони могли виконувати свою функцію, їх мембрани повинні вміти проводити електричні сигнали. Електричні сигнали виникають внаслідок різних зарядів всередині та зовні комірок. 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 короткочасно змінити коефіцієнти заряду, щоб фактичний струм і, отже, інформація, яка повинна передаватися, могла текти. Це явище також називають потенціалом дії.

Детальніше про це читайте за адресою: Нервова клітина

Транспортні процеси в клітинній мембрані

Клітинна мембрана як така непроникна для більших молекул та іонів. Для того, щоб відбувся обмін між внутрішньою частиною клітини та навколишнім середовищем, у клітинній мембрані є білки, які транспортують різні молекули у клітину та з неї.

З цими білками розрізняють канали, через які речовина пасивно проходить в клітину або виходить з неї вздовж різниці концентрацій. Інші білки повинні виробляти енергію для активного транспортування речовин через клітинну мембрану.

Іншим важливим видом транспорту є пухирці. Везикули - це невеликі бульбашки, які відщипуються від клітинної мембрани. Речовини, що утворюються в клітині, можуть потрапляти в навколишнє середовище через ці бульбашки. Крім того, речовини з клітинного середовища також можуть бути видалені таким чином.

Відмінності до клітинної мембрани бактерій - пеніциліну

Клітинна мембрана бактерії навряд чи відрізняється від людського тіла. Велика різниця між клітинами полягає в додаткова клітинна стінка бактерії. Клітинна стінка прикріплюється до зовнішньої сторони клітинної мембрани і таким чином стабілізує та захищає бактерію, яка без неї була б вразливою. вона вимкнена Мурейн, особлива частинка цукру, в яку можуть бути включені інші білки, такі як Пересування та розмноження подавати. пеніцилін може порушити синтез клітинної стінки і, отже, працює бактерицидний, тобто вбиває бактерію. Це дає можливість цілеспрямованої дії проти хвороботворних бактерій, не знищуючи при цьому власні клітини організму.