Плазматическая мембрана, или плазмалемма, — наиболее постоянная, основная, универсальная для всех клеток мембрана. Она представляет собой тончайшую (около 10 нм) пленку, покрывающую всю клетку. Плазмалемма состоит из молекул белков и фосфолипидов (рис. 1.6).

Молекулы фосфолипидов расположены в два ряда — гидрофобными концами внутрь, гидрофильными головками к внутренней и внешней водной среде. В отдельных местах бислой (двойной слой) фосфолипидов насквозь пронизан белковыми молекулами (интегральные белки). Внутри таких белковых молекул имеются каналы — поры, через которые проходят водорастворимые вещества. Другие белковые молекулы пронизывают бислой липидов наполовину с одной или с другой стороны (полуинтегральные белки). На поверхности мембран эукариотических клеток имеются периферические белки. Молекулы липидов и белков удерживаются благодаря гидрофильно-гидрофобным взаимодействиям.


Свойства и функции мембран. Все клеточные мембраны представляют собой подвижные текучие структуры, поскольку молекулы липидов и белков не связаны между собой ковалентными связями и способны достаточно быстро перемещаться в плоскости мембраны. Благодаря этому мембраны могут изменять свою конфигурацию, т. е. обладают текучестью.

Мембраны — структуры очень динамичные. Они быстро восстанавливаются после повреждения, а также растягиваются и сжимаются при клеточных движениях.

Мембраны разных типов клеток существенно различаются как по химическому составу, так и по относительному содержанию в них белков, гликопротеинов, липидов, а следовательно, и по характеру имеющихся в них рецепторов. Каждый тип клеток поэтому характеризуется индивидуальностью, которая определяется в основном гликопротеинами. Разветвленные цепи гликопротеинов, выступающие из клеточной мембраны, участвуют в распознава-нии факторов внешней среды, а также во взаимном узнавании родственных клеток. Например, яйцеклетка и сперматозоид узнают друг друга по гликопротеинам клеточной поверхности, которые подходят другкдругу как отдельные элементы цельной структуры. Такое взаимное узнавание — необходимый этап, предшествующий оплодотворению.

Подобное явление наблюдается в процессе дифференциров-ки тканей. В этом случае сходные по строению клетки с помощью распознающих участков плазмалеммы правильно ориентируются относительно друг друга, обеспечивая тем самым их сцепление и образование тканей.


распознаванием связана и регуляция транспорта молекул и ионов через мембрану, а также иммунологический ответ, в котором гликопротеины играют роль антигенов. Сахара, таким образом, могут функционировать как информационные молекулы (подобно белкам и нуклеиновым кислотам). В мембранах содержатся также специфические рецепторы, переносчики электронов, преобразователи энергии, ферментные белки. Белки участвуют в обеспечении транспорта определенных молекул внутрь клетки или из нее, осуществляют структурную связь цитоскелета с клеточными мембранами или же служат в качестве рецепторов для получения и преобразования химических сигналов из окружающей среды.

Важнейшим свойством мембраны является также избирательная проницаемость. Это значит, что молекулы и ионы проходят через нее с различной скоростью, и чем больше размер молекул, тем меньше скорость прохождения их через мембрану. Это свойство определяет плазматическую мембрану как осмотический барьер. Максимальной проникающей способностью обладает вода и растворенные в ней газы; значительно медленнее проходят сквозь мембрану ионы. Диффузия воды через мембрану называется осмосом.

Существует несколько механизмов транспорта веществ через мембрану.

Диффузия —проникновение веществ через мембрану по градиенту концентрации {из области, где их концентрация выше, в область, где их концентрация ниже). Диффузный транспорт веществ (воды, ионов) осуществляется при участии белков мембраны, в которых имеются молекулярные поры, либо при участии липидной фазы (для жирорастворимых веществ).


При облегченной диффузии специальные мембранные белки-переносчики избирательно связываются с тем или иным ионом или молекулой и переносят их через мембрану по градиенту концентрации.

Активный транспорт сопряжен с затратами энергии и служит для переноса веществ против их градиента концентрации. Он осуществляется специальными белками-переносчиками, образующими так называемыеионные насосы. Наиболее изученным является Na/ К-насос в клетках животных, активно выкачивающих ионы Na+ наружу, поглощая при этом ионы К. Благодаря этому в клетке поддерживается большая концентрация К и меньшая Na+ по сравнению с окружающей средой. На этот процесс затрачивается энергия АТФ.

В результате активного транспорта с помощью мембранного насоса в клетке происходит также регуляция концентрации Mg2-и Са2+.

В процессе активного транспорта ионов в клетку через цито-плазматическую мембрану проникают различные сахара, нукле-отиды, аминокислоты.

Макромолекулы белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, липопротеидные комплексы и др. сквозь клеточные мембраны не проходят, в отличие от ионов и мономеров.

iv>
анспорт макромолекул, их комплексов и частиц внутрь клетки происходит совершенно иным путем — посредством эндоцитоза. При эндоци-тозе {эндо… — внутрь) определенный участок плазмалеммы захватывает и как бы обволакивает внеклеточный материал, заключая его в мембранную вакуоль, возникшую вследствие впя-чивания мембраны. В дальнейшем такая вакуоль соединяется с лизосомой, ферменты которой расщепляют макромолекулы до мономеров.

Процесс, обратный эндоцитозу, — экзоцитоз (экзо… — наружу). Благодаря ему клетка выводит внутриклеточные продукты или непереваренные остатки, заключенные в вакуоли или пу-

зырьки. Пузырек подходит к цитоплазматической мембране, сливается с ней, а его содержимое выделяется в окружающую среду. Гак выводятся пищеварительные ферменты, гормоны, гемицел-люлоза и др.

Таким образом, биологические мембраны как основные структурные элементы клетки служат не просто физическими границами, а представляют собой динамичные функциональные поверхности. На мембранах органелл осуществляются многочисленные биохимические процессы, такие как активное поглощение веществ, преобразование энергии, синтез АТФ и др.

Функции биологических мембран следующие:

  1. Отграничивают содержимое клетки от внешней среды и содержимое органелл от цитоплазмы.

  2. Обеспечивают транспорт веществ в клетку и из нее, из цитоплазмы в органеллы и наоборот.

  3. Выполняют роль рецепторов (получение и преобразование сит-налов из окружающей среды, узнавание веществ клеток и т. д.).

  4. Являются катализаторами (обеспечение примембранных химических процессов).

  5. Участвуют в преобразовании энергии.


Источник: StudFiles.net

Строение клеточной мембраны

В основе строения клеточной (биологической) мембраны лежит двойной слой липидов (жиров). Формирование такого слоя связано с особенностями их молекул. Липиды не растворяются в воде, а по-своему в ней конденсируются. Одна часть отдельно взятой молекулы липида представляет собой полярную головку (она притягивается водой, т. е. гидрофильна), а другая — пару длинных неполярных хвостов (эта часть молекулы отталкивается от воды, т. е. гидрофобна). Такое строение молекул заставляет их «прятать» хвосты от воды и поворачивать к воде свои полярные головки.

В результате образуется двойной липидный слой, в котором неполярные хвосты находятся внутри (обращены друг к другу), а полярные головки обращены наружу (к внешней среде и цитоплазме). Поверхность такой мембраны гидрофильна, а внутри она гидрофобна.

Двойной слой липидов

>

В клеточных мембранах среди липидов преобладают фосфолипиды (относятся к сложным липидам). Их головки содержат остаток фосфорной кислоты. Кроме фосфолипидов есть гликолипиды (липиды + углеводы) и холестерол (относится к стеролам). Последний придает мембране жесткость, размещаясь в ее толще между хвостами остальных липидов (холестерол полностью гидрофобный).

За счет электростатического взаимодействия, к заряженным головкам липидов присоединяются некоторые молекулы белков, которые становятся поверхностными мембранными белками. Другие белки взаимодействуют с неполярными хвостами, частично погружаются в двойной слой или пронизывают его насквозь.

Таким образом, клеточная мембрана состоит из двойного слоя липидов, поверхностных (периферических), погруженных (полуинтегральных) и пронизывающих (интегральных) белков. Кроме того, некоторые белки и липиды с внешней стороны мембраны связаны с углеводными цепями.

Строение клеточной мембраны

Это жидкостно-мозаичная модель строения мембраны была выдвинута в 70-х годах XX века. До этого предполагалась бутербродная модель строения, согласно которой липидный бислой находится внутри, а с внутренней и наружной стороны мембрана покрыта сплошными слоями поверхностных белков. Однако накопление экспериментальных данных опровергло эту гипотезу.


Толщина мембран у разных клеток составляет около 8 нм. Мембраны (даже разные стороны одной) отличаются между собой по процентному соотношению различных видов липидов, белков, ферментативной активности и др. Какие-то мембраны более жидкие и более проницаемые, другие более плотные.

Разрывы клеточной мембраны легко сливаются из-за физико-химических особенностей липидного бислоя. В плоскости мембраны липиды и белки (если только они не закреплены цитоскелетом) перемещаются.

Функции клеточной мембраны

Большинство погруженных в клеточную мембрану белков выполняют ферментативную функцию (являются ферментами). Часто (особенно в мембранах органоидов клетки) ферменты располагаются в определенной последовательности так, что продукты реакции, катализируемые одним ферментом, переходят ко второму, затем третьему и т. д. Образуется конвейер, который стабилизируют поверхностные белки, т. к. не дают ферментам плавать вдоль липидного бислоя.

Клеточная мембрана выполняет отграничивающую (барьерную) от окружающей среды и в то же время транспортную функции. Можно сказать, это ее самое главное назначение. Цитоплазматическая мембрана, обладая прочностью и избирательной проницаемостью, поддерживает постоянство внутреннего состава клетки (ее гомеостаз и целостность).

При этом транспорт веществ происходит различными способами. Транспорт по градиенту концентрации предполагает передвижение веществ из области с их большей концентрацией в область с меньшей (диффузия). Так, например, диффундируют газы (CO2, O2).


Бывает также транспорт против градиента концентрации, но с затратой энергии.

Транспорт бывает пассивным и облегченным (когда ему помогает какой-нибудь переносчик). Пассивная диффузия через клеточную мембрану возможна для жирорастворимых веществ.

Есть особые белки, делающие мембраны проницаемыми для сахаров и других водорастворимых веществ. Такие переносчики соединяются с транспортируемыми молекулами и протаскивают их через мембрану. Так переносится глюкоза внутрь эритроцитов.

Пронизывающие белки, объединяясь, могут образовывать пору для перемещения некоторых веществ через мембрану. Такие переносчики не перемещаются, а образуют в мембране канал и работают аналогично ферментам, связывая определенное вещество. Перенос осуществляется благодаря изменению конформации белка, благодаря чему в мембране образуются каналы. Пример — натрий-калиевый насос.

Транспортная функция клеточной мембраны эукариот также реализуется за счет эндоцитоза (и экзоцитоза). Благодаря этим механизмам в клетку (и из нее) попадают крупные молекулы биополимеров, даже целые клетки. Эндо- и экзоцитоз характерны не для всех клеток эукариот (у прокариот его вообще нет). Так эндоцитоз наблюдается у простейших и низших беспозвоночны; у млекопитающих лейкоциты и макрофаги поглощают вредные вещества и бактерии, т. е. эндоцитоз выполняет защитную функцию для организма.


Эндоцитоз делится на фагоцитоз (цитоплазма обволакивает крупные частицы) и пиноцитоз (захват капелек жидкости с растворенными в ней веществами). Механизм этих процессов приблизительно одинаков. Поглощаемые вещества на поверхности клеток окружаются мембраной. Образуется пузырек (фагоцитарный или пиноцитарный), который затем перемещается внутрь клетки.

Экзоцитоз — это выведение цитоплазматической мембраной веществ из клетки (гормонов, полисахаридов, белков, жиров и др.). Данные вещества заключаются в мембранные пузырьки, которые подходят к клеточной мембране. Обе мембраны сливаются и содержимое оказывается за пределами клетки.

Цитоплазматическая мембрана выполняет рецепторную функцию. Для этого на ее внешней стороне располагаются структуры, способные распознавать химический или физический раздражитель. Часть пронизывающих плазмалемму белков с наружней стороны соединены с полисахаридными цепочками (образуя гликопротеиды). Это своеобразные молекулярные рецепторы, улавливающие гормоны. Когда конкретный гормон связывается со своим рецептором, то изменяет его структуру. Это в свою очередь запускает механизм клеточного ответа. При этом могут открываться каналы, и в клетку могут начать поступать определенные вещества или выводиться из нее.

Рецепторная функция клеточных мембран хорошо изучена на основе действия гормона инсулина. При связывании инсулина с его рецептором-гликопротеидом происходит активация каталитической внутриклеточной части этого белка (фермента аденилатциклазы). Фермент синтезирует из АТФ циклическую АМФ. Уже она активирует или подавляет различные ферменты клеточного метаболизма.


Рецепторная функция цитоплазматической мембраны также включает распознавание соседних однотипных клеток. Такие клетки прикрепляются друг к другу различными межклеточными контактами.

В тканях с помощью межклеточных контактов клетки могут обмениваться между собой информацией с помощью специально синтезируемых низкомолекулярных веществ. Одним из примеров подобного взаимодействия является контактное торможение, когда клетки прекращают рост, получив информацию, что свободное пространство занято.

Межклеточные контакты бывают простыми (мембраны разных клеток прилегают друг к другу), замковыми (впячивания мембраны одной клетки в другую), десмосомы (когда мембраны соединены пучками поперечных волокон, проникающих в цитоплазму). Кроме того, есть вариант межклеточных контактов за счет медиаторов (посредников) — синапсы. В них сигнал передается не только химическим, но и электрическим способом. Синапсами передаются сигналы между нервными клетками, а также от нервных к мышечным.

Источник: biology.su

 Введение

Все живые ор­га­низ­мы в за­ви­си­мо­сти от стро­е­ния клет­ки делят на три груп­пы (см. Рис. 1):

1. Про­ка­ри­о­ты (безъ­ядер­ные)

2. Эу­ка­ри­о­ты (ядер­ные)

3. Ви­ру­сы (некле­точ­ные)

Какое строение имеет мембрана клетки

Рис. 1. Живые ор­га­низ­мы

На этом уроке мы нач­нем изу­чать стро­е­ние кле­ток эу­ка­ри­о­ти­че­ских ор­га­низ­мов, к ко­то­рым от­но­сят­ся рас­те­ния, грибы и жи­вот­ные. Их клет­ки наи­бо­лее круп­ные и более слож­но устро­е­ны по срав­не­нию с клет­ка­ми про­ка­ри­от.

 Основные части эукариотической клетки

Как из­вест­но, клет­ки спо­соб­ны к са­мо­сто­я­тель­ной де­я­тель­но­сти. Они могут об­ме­ни­вать­ся ве­ще­ством и энер­ги­ей с окру­жа­ю­щей сре­дой, а также расти и раз­мно­жать­ся, по­это­му внут­рен­нее стро­е­ние клет­ки очень слож­ное и в первую оче­редь за­ви­сит от той функ­ции, ко­то­рую клет­ка вы­пол­ня­ет в мно­го­кле­точ­ном ор­га­низ­ме.

Прин­ци­пы по­стро­е­ния всех кле­ток оди­на­ко­вые. В каж­дой эу­ка­ри­о­ти­че­ской клет­ке можно вы­де­лить сле­ду­ю­щие ос­нов­ные части (см. Рис. 2):

1. На­руж­ная мем­бра­на, ко­то­рая от­де­ля­ет со­дер­жи­мое клет­ки от внеш­ней среды.

2. Ци­то­плаз­ма с ор­га­нел­ла­ми.

Какое строение имеет мембрана клетки

Рис. 2. Ос­нов­ные части эу­ка­ри­о­ти­че­ской клет­ки 

 Биологическая мембрана. Строение

Тер­мин «мем­бра­на» был пред­ло­жен около ста лет назад для обо­зна­че­ния гра­ниц клет­ки, но с раз­ви­ти­ем элек­трон­ной мик­ро­ско­пии стало ясно, что кле­точ­ная мем­бра­на вхо­дит в со­став струк­тур­ных эле­мен­тов клет­ки.

В 1959 году Дж. Д. Ро­берт­сон сфор­му­ли­ро­вал ги­по­те­зу о стро­е­нии эле­мен­тар­ной мем­бра­ны, со­глас­но ко­то­рой кле­точ­ные мем­бра­ны жи­вот­ных и рас­те­ний по­стро­е­ны по од­но­му и тому же типу.

В 1972 году Син­ге­ром и Ни­кол­со­ном была пред­ло­же­на жид­кост­но-мо­за­ич­ная мо­дель мем­бра­ны, ко­то­рая в на­сто­я­щее время яв­ля­ет­ся об­ще­при­знан­ной. Со­глас­но этой мо­де­ли ос­но­вой любой мем­бра­ны яв­ля­ет­ся двой­ной слой фос­фо­ли­пи­дов.

У фос­фо­ли­пи­дов (со­еди­не­ний, со­дер­жа­щих фос­фат­ную груп­пу) мо­ле­ку­лы со­сто­ят из по­ляр­ной го­лов­ки и двух непо­ляр­ных хво­стов (см. Рис. 3).

Какое строение имеет мембрана клетки

Рис. 3. Фос­фо­ли­пид

В фос­фо­ли­пид­ном бис­лое гид­ро­фоб­ные остат­ки жир­ных кис­лот об­ра­ще­ны внутрь, а гид­ро­филь­ные го­лов­ки, вклю­ча­ю­щие оста­ток фос­фор­ной кис­ло­ты, – на­ру­жу (см. Рис. 4).

Какое строение имеет мембрана клетки

Рис. 4. Фос­фо­ли­пид­ный бис­лой

Фос­фо­ли­пид­ный бис­лой пред­став­лен как ди­на­ми­че­ская струк­ту­ра, ли­пи­ды могут пе­ре­ме­щать­ся, меняя свое по­ло­же­ние.

Двой­ной слой ли­пи­дов обес­пе­чи­ва­ет ба­рьер­ную функ­цию мем­бра­ны, не давая со­дер­жи­мо­му клет­ки рас­те­кать­ся, и пре­пят­ству­ет по­па­да­нию в клет­ку ток­си­че­ских ве­ществ.

 Из истории открытия мембраны

О на­ли­чии по­гра­нич­ной мем­бра­ны между клет­кой и окру­жа­ю­щей сре­дой было из­вест­но за­дол­го до по­яв­ле­ния элек­трон­но­го мик­ро­ско­па. Фи­зи­ко-хи­ми­ки от­ри­ца­ли су­ще­ство­ва­ние плаз­ма­ти­че­ской мем­бра­ны и счи­та­ли, что есть гра­ни­ца раз­де­ла между живым кол­ло­ид­ным со­дер­жи­мым и окру­жа­ю­щей сре­дой, но Пфеф­фер (немец­кий бо­та­ник и фи­зио­лог рас­те­ний) в 1890 году под­твер­дил ее су­ще­ство­ва­ние.

В на­ча­ле про­шло­го века Овер­тон (бри­тан­ский фи­зио­лог и био­лог) об­на­ру­жил, что ско­рость про­ник­но­ве­ния мно­гих ве­ществ в эрит­ро­ци­ты прямо про­пор­ци­о­наль­на их рас­тво­ри­мо­сти в ли­пи­дах. В связи с этим уче­ный пред­по­ло­жил, что мем­бра­на со­дер­жит боль­шое ко­ли­че­ство ли­пи­дов и ве­ще­ства, рас­тво­ря­ясь в ней, про­хо­дят через нее и ока­зы­ва­ют­ся по ту сто­ро­ну мем­бра­ны.

В 1925 году Гор­тер и Грен­дель (аме­ри­кан­ские био­ло­ги) вы­де­ли­ли ли­пи­ды из кле­точ­ной мем­бра­ны эрит­ро­ци­тов. По­лу­чен­ные ли­пи­ды они рас­пре­де­ли­ли по по­верх­но­сти воды тол­щи­ной в одну мо­ле­ку­лу. Ока­за­лось, что пло­щадь по­верх­но­сти, за­ня­той слоем ли­пи­дов, в два раза боль­ше пло­ща­ди са­мо­го эрит­ро­ци­та. По­это­му эти уче­ные сде­ла­ли вывод, что кле­точ­ная мем­бра­на со­сто­ит не из од­но­го, а из двух слоев ли­пи­дов.

Да­у­сон и Да­ни­эл­ли (ан­глий­ские био­ло­ги) в 1935 году вы­ска­за­ли пред­по­ло­же­ние, что в кле­точ­ных мем­бра­нах ли­пид­ный би­мо­ле­ку­ляр­ный слой за­клю­чен между двумя сло­я­ми бел­ко­вых мо­ле­кул (см. Рис. 5).

Какое строение имеет мембрана клетки

Рис. 5. Мо­дель мем­бра­ны, пред­ло­жен­ная Да­у­со­ном и Да­ни­эл­ли

С по­яв­ле­ни­ем элек­трон­но­го мик­ро­ско­па от­кры­лась воз­мож­ность по­зна­ко­мить­ся со стро­е­ни­ем мем­бра­ны, и тогда об­на­ру­жи­лось, что мем­бра­ны жи­вот­ных и рас­ти­тель­ных кле­ток вы­гля­дят как трех­слой­ная струк­ту­ра (см. Рис. 6).

Какое строение имеет мембрана клетки

Рис. 6. Мем­бра­на клет­ки под мик­ро­ско­пом

В 1959 году био­лог Дж. Д. Ро­берт­сон, объ­еди­нив имев­ши­е­ся в то время дан­ные, вы­дви­нул ги­по­те­зу о стро­е­нии «эле­мен­тар­ной мем­бра­ны», в ко­то­рой он по­сту­ли­ро­вал струк­ту­ру, общую для всех био­ло­ги­че­ских мем­бран.

По­сту­ла­ты Ро­берт­со­на о стро­е­нии «эле­мен­тар­ной мем­бра­ны»

1. Все мем­бра­ны имеют тол­щи­ну около 7,5 нм.

2. В элек­трон­ном мик­ро­ско­пе все они пред­став­ля­ют­ся трех­слой­ны­ми.

3. Трех­слой­ный вид мем­бра­ны есть ре­зуль­тат имен­но того рас­по­ло­же­ния бел­ков и по­ляр­ных ли­пи­дов, ко­то­рое преду­смат­ри­ва­ла мо­дель Да­у­со­на и Да­ни­эл­ли – цен­траль­ный ли­пид­ный бис­лой за­клю­чен между двумя сло­я­ми белка.

Эта ги­по­те­за о стро­е­нии «эле­мен­тар­ной мем­бра­ны» пре­тер­пе­ла раз­лич­ные из­ме­не­ния, и в 1972 году была вы­дви­ну­та жид­кост­но-мо­за­ич­ная мо­дель мем­бра­ны (см. Рис. 7), ко­то­рая сей­час яв­ля­ет­ся об­ще­при­знан­ной.

Какое строение имеет мембрана клетки

Рис. 7. Жид­кост­но-мо­за­ич­ная мо­дель мем­бра­ны

 Мембранные белки

В ли­пид­ный бис­лой мем­бра­ны по­гру­же­ны мо­ле­ку­лы бел­ков, они об­ра­зу­ют по­движ­ную мо­за­и­ку. По рас­по­ло­же­нию в мем­бране и спо­со­бу вза­и­мо­дей­ствия с ли­пид­ным бис­ло­ем белки можно раз­де­лить на:

— по­верх­ност­ные (или пе­ри­фе­ри­че­ские) мем­бран­ные белки, свя­зан­ные с гид­ро­филь­ной по­верх­но­стью ли­пид­но­го бис­лоя;

— ин­те­граль­ные (мем­бран­ные) белки, по­гру­жен­ные в гид­ро­фоб­ную об­ласть бис­лоя.

Ин­те­граль­ные белки раз­ли­ча­ют­ся по сте­пе­ни по­гру­жен­но­сти их в гид­ро­фоб­ную об­ласть бис­лоя. Они могут быть пол­но­стью по­гру­же­ны (ин­те­граль­ные) или ча­стич­но по­гру­же­ны (по­лу­ин­те­граль­ные), а также могут про­ни­зы­вать мем­бра­ну на­сквозь (транс­мем­бран­ные).

Мем­бран­ные белки по своим функ­ци­ям можно раз­де­лить на две груп­пы:

— струк­тур­ные белки. Они вхо­дят в со­став кле­точ­ных мем­бран и участ­ву­ют в под­дер­жа­нии их струк­ту­ры.

— ди­на­ми­че­ские белки. Они на­хо­дят­ся на мем­бра­нах и участ­ву­ют в про­ис­хо­дя­щих на ней про­цес­сах.

Вы­де­ля­ют три клас­са ди­на­ми­че­ских бел­ков.

1. Ре­цеп­тор­ные. С по­мо­щью этих бел­ков клет­ка вос­при­ни­ма­ет раз­лич­ные воз­дей­ствия на свою по­верх­ность. То есть они спе­ци­фи­че­ски свя­зы­ва­ют такие со­еди­не­ния, как гор­мо­ны, ней­ро­ме­ди­а­то­ры, ток­си­ны на на­руж­ной сто­роне мем­бра­ны, что слу­жит сиг­на­лом для из­ме­не­ния раз­лич­ных про­цес­сов внут­ри клет­ки или самой мем­бра­ны.

2. Транс­порт­ные. Эти белки транс­пор­ти­ру­ют через мем­бра­ну те или иные ве­ще­ства, также они об­ра­зо­вы­ва­ют ка­на­лы, через ко­то­рые осу­ществ­ля­ет­ся транс­порт раз­лич­ных ионов в клет­ку и из нее.

3. Фер­мен­та­тив­ные. Это бел­ки-фер­мен­ты, ко­то­рые на­хо­дят­ся в мем­бране и участ­ву­ют в раз­лич­ных хи­ми­че­ских про­цес­сах.

Транс­порт ве­ществ через мем­бра­ну

Ли­пид­ные бис­лои в зна­чи­тель­ной сте­пе­ни непро­ни­ца­е­мы для мно­гих ве­ществ, по­это­му тре­бу­ет­ся боль­шое ко­ли­че­ство энер­ге­ти­че­ских за­трат для пе­ре­но­са ве­ществ через мем­бра­ну, а также тре­бу­ет­ся воз­ник­но­ве­ние раз­лич­ных струк­тур.

Раз­ли­ча­ют два типа транс­пор­та: пас­сив­ный и ак­тив­ный.

Пас­сив­ный транс­порт

Пас­сив­ный транс­порт – это пе­ре­нос мо­ле­кул по гра­ди­ен­ту кон­цен­тра­ции. То есть он опре­де­ля­ет­ся толь­ко раз­но­стью кон­цен­тра­ции пе­ре­но­си­мо­го ве­ще­ства на про­ти­во­по­лож­ных сто­ро­нах мем­бра­ны и осу­ществ­ля­ет­ся без за­трат энер­гии.

Су­ще­ству­ет два вида пас­сив­но­го транс­пор­та:

— про­стая диф­фу­зия (см. Рис. 8), ко­то­рая про­ис­хо­дит без уча­стия мем­бран­но­го белка. Ме­ха­низ­мом про­стой диф­фу­зии осу­ществ­ля­ет­ся транс­мем­бран­ный пе­ре­нос газов (кис­ло­ро­да и уг­ле­кис­ло­го газа), воды и неко­то­рых про­стых ор­га­ни­че­ских ионов. Про­стая диф­фу­зия от­ли­ча­ет­ся низ­кой ско­ро­стью.

Какое строение имеет мембрана клетки

Рис. 8. Про­стая диф­фу­зия

— об­лег­чен­ная диф­фу­зия (см. Рис. 9) от­ли­ча­ет­ся от про­стой тем, что про­хо­дит с уча­сти­ем бел­ков-пе­ре­нос­чи­ков. Этот про­цесс спе­ци­фи­чен и про­те­ка­ет с более вы­со­кой ско­ро­стью, чем про­стая диф­фу­зия.

Какое строение имеет мембрана клетки

Рис. 9. Об­лег­чен­ная диф­фу­зия

Из­вест­ны два типа мем­бран­ных транс­порт­ных бел­ков: бел­ки-пе­ре­нос­чи­ки (транс­ло­ка­зы) и белки ка­на­ло­об­ра­зу­ю­щие. Транс­порт­ные белки свя­зы­ва­ют спе­ци­фи­че­ские ве­ще­ства и пе­ре­но­сят их через мем­бра­ну по гра­ди­ен­ту их кон­цен­тра­ции, и, сле­до­ва­тель­но, для осу­ществ­ле­ния этого про­цес­са, как и при про­стой диф­фу­зии, не тре­бу­ет­ся за­тра­ты энер­гии АТФ.

 Перенос через мембрану макромолекул и частиц: эндоцитоз и экзоцитоз

Пи­ще­вые ча­сти­цы не могут прой­ти через мем­бра­ну, они про­ни­ка­ют в клет­ку путем эн­до­ци­то­за (см. Рис. 10). При эн­до­ци­то­зе плаз­ма­ти­че­ская мем­бра­на об­ра­зу­ет впя­чи­ва­ния и вы­ро­сты, за­хва­ты­ва­ет твер­дую ча­сти­цу пищи. Во­круг пи­ще­во­го ко­моч­ка фор­ми­ру­ет­ся ва­ку­оль (или пу­зы­рек), ко­то­рая далее отшну­ро­вы­ва­ет­ся от плаз­ма­ти­че­ской мем­бра­ны, и твер­дая ча­стич­ка в ва­ку­о­ли ока­зы­ва­ет­ся внут­ри клет­ки.

Какое строение имеет мембрана клетки

Рис. 10. Эн­до­ци­тоз

Раз­ли­ча­ют два типа эн­до­ци­то­за.

1. Фа­го­ци­тоз – по­гло­ще­ние твер­дых ча­стиц. Спе­ци­а­ли­зи­ро­ван­ные клет­ки, осу­ществ­ля­ю­щие фа­го­ци­тоз, на­зы­ва­ют­ся фа­го­ци­та­ми.

2. Пи­но­ци­тоз – по­гло­ще­ние жид­ко­го ма­те­ри­а­ла (рас­твор, кол­ло­ид­ный рас­твор, сус­пен­зии).

Эк­зо­ци­тоз (см. Рис. 11) – про­цесс, об­рат­ный эн­до­ци­то­зу. Ве­ще­ства, син­те­зи­ро­ван­ные в клет­ке, на­при­мер гор­мо­ны, упа­ко­вы­ва­ют­ся в мем­бран­ные пу­зырь­ки, ко­то­рые под­хо­дят к кле­точ­ной мем­бране, встра­и­ва­ют­ся в нее, и со­дер­жи­мое пу­зырь­ка вы­бра­сы­ва­ет­ся из клет­ки. Таким же об­ра­зом клет­ка может из­бав­лять­ся от ненуж­ных ей про­дук­тов об­ме­на.

Какое строение имеет мембрана клетки

Рис. 11. Эк­зо­ци­тоз

Ак­тив­ный транс­порт

В от­ли­чие от об­лег­чен­ной диф­фу­зии, ак­тив­ный транс­порт – это пе­ре­ме­ще­ние ве­ществ про­тив гра­ди­ен­та кон­цен­тра­ции. При этом ве­ще­ства пе­ре­хо­дят из об­ла­сти с мень­шей их кон­цен­тра­ци­ей в об­ласть с боль­шей кон­цен­тра­ци­ей. По­сколь­ку такое пе­ре­ме­ще­ние про­ис­хо­дит в на­прав­ле­нии, про­ти­во­по­лож­ном нор­маль­ной диф­фу­зии, клет­ка долж­на при этом за­тра­чи­вать энер­гию.

Среди при­ме­ров ак­тив­но­го транс­пор­та лучше всего изу­чен так на­зы­ва­е­мый на­трий-ка­ли­е­вый насос. Этот насос от­ка­чи­ва­ет ионы на­трия из клет­ки и на­ка­чи­ва­ет в клет­ку ионы калия, ис­поль­зуя при этом энер­гию АТФ.

 Основные функции клеточной мембраны

1. Струк­тур­ная (кле­точ­ная мем­бра­на от­де­ля­ет клет­ку от окру­жа­ю­щей среды).

2. Транс­порт­ная (через кле­точ­ную мем­бра­ну осу­ществ­ля­ет­ся транс­порт ве­ществ, при­чем кле­точ­ная мем­бра­на яв­ля­ет­ся вы­со­ко­из­би­ра­тель­ным филь­тром).

3. Ре­цеп­тор­ная (на­хо­дя­щи­е­ся на по­верх­но­сти мем­бра­ны ре­цеп­то­ры вос­при­ни­ма­ют внеш­ние воз­дей­ствия, пе­ре­да­ют эту ин­фор­ма­цию внутрь клет­ки, поз­во­ляя ей быст­ро ре­а­ги­ро­вать на из­ме­не­ния окру­жа­ю­щей среды).

 Другие функции мембраны

По­ми­мо пе­ре­чис­лен­ных выше мем­бра­на вы­пол­ня­ет также ме­та­бо­ли­че­скую и энер­го­пре­об­ра­зу­ю­щую функ­цию.

Ме­та­бо­ли­че­ская функ­ция

Био­ло­ги­че­ские мем­бра­ны прямо или кос­вен­но участ­ву­ют в про­цес­сах ме­та­бо­ли­че­ских пре­вра­ще­ний ве­ществ в клет­ке, по­сколь­ку боль­шин­ство фер­мен­тов свя­за­ны с мем­бра­на­ми.

Ли­пид­ное окру­же­ние фер­мен­тов в мем­бране со­зда­ет опре­де­лен­ные усло­вия для их функ­ци­о­ни­ро­ва­ния, на­кла­ды­ва­ет огра­ни­че­ния на ак­тив­ность мем­бран­ных бел­ков и таким об­ра­зом ока­зы­ва­ет ре­гу­ля­тор­ное дей­ствие на про­цес­сы ме­та­бо­лиз­ма.

Энер­го­пре­об­ра­зу­ю­щая функ­ция

Важ­ней­шей функ­ци­ей мно­гих био­мем­бран слу­жит пре­вра­ще­ние одной формы энер­гии в дру­гую.

К энер­го­пре­об­ра­зу­ю­щим мем­бра­нам от­но­сят­ся внут­рен­ние мем­бра­ны ми­то­хон­дрий, ти­ла­ко­и­ды хло­ро­пла­стов (см. Рис. 12).

Какое строение имеет мембрана клетки

Рис. 12. Ми­то­хон­дрия и хло­ро­пласт

 источник конспекта -http://interneturok.ru/ru/school/biology/10-klass/bosnovy-citologii-b/stroenie-kletki-kletochnaya-membrana?seconds=0&chapter_id=98

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=b20prXGMWTI

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=92P9KPolJNU

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=eEVlPQLIs0U

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=eaWiCILxsVM

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=tSvhkZOuTrA

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=tlNX1zWiC40

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=w04rilTkJfg

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=r6e62gWd1wo

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=XISKZxKS3r0

источник презентации — http://www.myshared.ru/slide/download/

Источник: www.kursoteka.ru