8: Строение и функции клеточной мембраны.

Структурной основой мембран является двойной слой липидов, в который включены молекулы белка. К липидам относится большая группа органических веществ, обладающих плохой растворимостью в воде и хорошей растворимостью в органических растворителях. Состав липидов, входящих в мембраны клеток, очень разнообразен. Характерными представителями липидов, встречающихся в клеточных мембранах, являются фосфолипиды, сфингомиелины и холестерин (в растительных клетках не обнаружен). Характерной особенностью липидов мембран является разделение их молекулы на две функционально различные части: неполярные хвосты, состоящие из жирных кислот, и заряженные полярные головки.

Обязательным компонентом клеточных мембран являются белки. В среднем они составляют 50% массы мембраны.

Выявлено два типа мембранных белков. Белки первого типа, называемые периферическими белками, связаны с мембраной в основном ионными взаимодействиями. Мембранные белки второго типа называют интегральными белками. Эти протеины или погружены в толщу липидного бислоя, или пронизывают мембрану насквозь (трансмембранные белки). Интегральные белки перемещаются в плоскости мембраны.

Функции мембран:

1. Ограничение клетки от внешней среды, поддержание формы клетки;

2. Обеспечение транспорта различных веществ как внутрь клетки, так и из нее. Различают активный и пассивный типы транспорта. К пассивным механизмам относят диффузию, облегченную диффузию и осмос, к активным – работу белковых ионных насосов, эндоцитоз и экзоцитоз;

3. Восприятие сигналов и передача их внутрь клетки;

4. Отдельные участки плазматической мембраны принимают участие в построении специальных отростков клетки, таких, как микроворсинки, реснички, рецепторные выросты и др.;

5. играет важную роль при делении клетки;

6. принимает участие в образовании межклеточных взаимодействий у многоклеточных организмов, что способствует формированию тканей.

7. Участие в биохимических процессах, поскольку большинство ферментов связано с мембранами;

8. Формирование мембранных структур клетки.

9: Транспорт веществ через цитоплазматическую мембрану (механизмы активного и пассивного транспорта). Понятие о метаболизме клетки.

Кле́точная мембра́наотделяет содержимое любой клетки от внешней среды, обеспечивая ее целостность; регулируют обмен между клеткой и средой; внутриклеточные мембраны разделяют клетку на специализированные замкнутые отсеки — компартменты или органеллы, в которых поддерживаются определенные условия внутриклеточной среды.

Пассивный транспорт:

Диффузия – проникновение веществ через мембрану по градиенту концентрации. Простая диффузия – это проникновение небольших молекул сквозь билипидный слой белков. Облегченная диффузия – это проникновение веществ с помощью белков переносчиков.

Осмос- проникновение в клетку воды по осмотическому давлению. Белки аквопорины – усиливают осмос.

Избирательная проницаемость мембраны при пассивном транспорте обусловлена специальными каналами — интегральными белками. Они пронизывают мембрану насквозь, образовывая своего рода проход. Для элементов K, Na и Cl есть свои каналы.

Активный транспорт:

1.эндоцитоз - активный специфический процесс, при котором клеточная мембрана выпучивается внутрь клетки, формируя окаймлённые ямки. Внутриклеточная сторона окаймлённой ямки содержит набор адаптивных белков. Макромолекулы, связывающиеся со специфическими рецепторами на поверхности клетки, проходят внутрь со значительно большей скоростью, чем вещества, поступающие в клетки за счет пиноцитоза. Внешняя сторона мембраны при этом включает специфические рецепторы. При связывании лиганда из окружающей клетку среды окаймлённые ямки формируют внутриклеточные везикулы (окаймлённые пузырьки). Рецептор-опосредованный эндоцитоз включается для быстрого и контролируемого поглощения клеткой соответствующего лиганда. Эти пузырьки быстро теряют свою кайму и сливаются между собой, образуя более крупные пузырьки — эндосомы. После чего эндосомы сливаются с первичными лизосомами, в результате чего формируются вторичные лизосомы.

Сюда также относится фагоцитоз - процесс поглощения клеткой твёрдых объектов. Вокруг поглощаемого объекта образуется большая внутриклеточная вакуоль (фагосома). Путем слияния фагосомы с первичной лизосомой образуется вторичная лизосома. И пиноцитоз - процесс поглощения клеткой жидкой фазы из окружающей среды.

2. Экзоцитоз (выделение веществ из клетки)- у эукариот клеточный процесс, при котором внутриклеточные везикулы (мембранные пузырьки) сливаются с внешней клеточной мембраной. При экзоцитозе содержимое секреторных везикул (экзоцитозных пузырьков) выделяется наружу, а их мембрана сливается с клеточной мембраной. У прокариот везикулярный механизм экзоцитоза не встречается, у них экзоцитозом называют встраивание белков в клеточную мембрану, выделение белков из клетки во внешнюю среду или в периплазматическое пространство.