Клітинні мембрани

Мембрани клітин - це еластичні утво­ри товщиною 7-10 нм, що складаються переважно з ліпідів та білків.

Клітинна оболонка забезпечує виконання наступних функцій: розмежу­вальну, бар'єрну, захисну, транспортну, рецепторну.

Будова клітинних мембран.

Мембранна має складну будову і складається з жирів і білків. Причому ліпіди розташовані в 2 шари всередині, а білкі з внутрішнього і зовнішнього боків.

Ліпідні компоненти мембран.

Основою усіх клітинних мембран є ліпіди, вони становлять близько 45% від маси мембран.. 40-90 % усіх ліпідів складають фосфоліпіди і незначну частину - гліколіпіди.

Гідро­фобні частини (або гідрофобні хвости) молекул обернені одна до одної і представлені жирними кислотами або холестерином.

Гідрофільні частини ( гідрофільні головки) дивляться назовні і всередину клітини. (представлені гліцерином, залишком фосфорної кислоти, аміноспирту та жирними кислотами).

Тому через мембрани можуть проникати жиророзчинні речовини, а водорозчинні речовини і гідрофільні іони не в змозі перебороти гідрофобну область; вони попадають усередину клітини по спеціальних каналах проникності білкової природи.

Бімолекулярний шар ліпідів є матриксом, каркасом мембрани, в який за­нурені білкові молекули, що утворюють канали для води і йонів, формують йонні насоси тощо.

Білки мембран.

Ззовні і зсередини до ліпідів прилягають два білкові шари. Частка білків становить близько 55% речовини мембран.

Білки виконують функції:

• іонних каналів,

• помп,

• ензимів,

• рецепторів.

Білки мембрани бувають двох видів:

• інтегральні,

• периферійні.

Інтегральні білки про­низують мембрану наскрізь. Вони можуть входити до складу іонних каналів, виконувати роль ензимів та переносників через мембрану великих молекул. Більшість з них за своїм хімічним складом є глікопротеїнами.

Периферійні білки вбудовані на різну глибину між ліпідами. Вони локалізовані на поверхні мембрани і зв'язані з нею переважно слабкими електростатичними силами.

Периферійні білки переважно представлені ензимами (ацетилхолінестераза, фосфатази тощо).

За функціональними особливостями мембранні білки всіх клітин ділять на 5 класів ( див. рис 2.1):

- білки-насоси,

- білки-канали,

- білки-рецептори,

- ферменти і

- структурні білки.

Білки-насоси витрачають метаболічну енергію АТФ для переміщення іонів і моле­кул проти концентраційних і електрохіміч­них градієнтів і підтримують необхідні кон­центрації цих молекул у клітині.

Білки-канали являють собою шляхи ви­біркового перенесення іонів і заряджених молекул, канал відкривається або закривається. Багато білків-каналів зв'язані з білками - рецепторами .

Білки-ферменти: володіють високою каталітичною активністю, полегшують або уповільнюють протікання хімічних реакцій як у самій мембрані, так і на її поверхні.

Структурні білки: забезпечують поєднання клітин у тканини і органи. Вони також відіграють важливу роль у підтриманні разом з білками цитоскелета форми клітин.

Скорочувальні білки, що мають АТФазну активність, тобто здатність розщеплювати АТФ із утворенням АДФ і фосфату, беруть участь у процесі екзоцитозу.

Білки-рецептори ( є периферичними білками) представлені білкови­ми молекулами, які "впізнають" ту чи іншу біологічно активну речовину – ліганд ( гормон, БАР, тощо), контактують з ним, кодують і передають інформацію про характер цих взаємодій у клітину.

Рецептори мембрани здатні сприймати хімічні або електричні сигнали. Результатом цього є хімічна модифікація мембранних білків й утворення "посередників" - месенджерів - речовин, що забезпечують зміну швидкості та напрямку біохімічних процесів у клітині , а значить, зміну її функції.