Всички живи клетки се отделят от околната среда, наречена повърхността на клетъчната мембрана. Освен това, за еукариоти обикновено образува няколко отделения вътре в клетките. Те са представени от редица субклетъчни органели, мембранно-ограничена, например, ядрото и митохондриите. Мембраните са организирани не само статично интерфейс, но също така включват активни биохимични системи, отговорни за процеси като селективен транспорт на вещества и от клетки, свързването на хормони и други регулаторни молекули, ензимна реакция, предаването на нервни импулси на системата и т.н. , Има различни видове мембрани се различават по осъществяване на функциите си. функция на мембрани поради тяхната структура.
Мембраните се състоят от липиди и протеинови молекули, които варира относителното количество на (1.5-4.5 + протеин - липид до 3/4 - 1/4 от протеин + - липиди) в различни мембрани. Въглехидрати, съдържащи под формата на гликопротеини и гликолипиди представляват 0.5-10% от материала на мембраната.
Основната част на липидите в мембраните представени фосфолипиди, гликолипиди и холестерол. Структурата на тези липиди е представена по-долу:
Структурата на липиди мембранните
мембранни липиди са две различни части от структурата: неполярен хидрофобен "опашка" и полярен хидрофилен "глава". Тази двойна природа на съединения, наречени амфифилен. Липидите образуват структура двуслойна мембрана. Всеки слой се състои от комплексни липиди разположени така, че неполярните хидрофобни "опашките" на молекулите са в близък контакт един с друг. Просто се свържете с хидрофилни остатъци. Всички взаимодействия са нековалентни в природата. Две монослоеве ориентират "опашка към опашка", така че в резултат двуслойни структура, имаща вътрешна част и две неполярен полярен повърхност. мембранни протеини, включени в липидния двоен слой от следните два начина:
- свързани с хидрофилна повърхност на липидния двоен слой - мембранни протеини на повърхността
- потопен в хидрофобен регион на двуслойни - мембранни протеини неразделна.
Техните повърхностни протеини с хидрофилни аминокиселинни остатъци са свързани чрез нековалентни връзки с хидрофилни групи на липидния двоен слой. Интегрална протеини се различават по степента на абсорбция в хидрофобната част на двоен слой. Те могат да бъдат разположени от двете страни на мембраната и частично потопен в мембрана или пробита през мембраната. В потопена част интегрални протеини съдържа голямо количество аминокиселини с хидрофобни остатъци, които осигуряват хидрофобно взаимодействие с липидните мембрани. Хидрофобно взаимодействие се поддържа в конкретен ориентация мембранни протеини. Хидрофилен стърчаща част на протеина не може да се движи в хидрофобен слой. Част мембранни протеини са ковалентно свързани монозахаридни остатъци и олигозахаридни вериги или са гликопротеини. Примери на протеини и липиди в режим на мембрана представени на фигурата:
Структурата на плазмената мембрана
Въпреки че всяка от липиден монослой се образува, ориентирани по същия начин, обаче, липидния състав на монослоевете са различни. Например, плазмената мембрана на еритроцити фосфатидилхолини преобладава във външния слой и фосфатидилсерини във вътрешния слой на мембраната. въглехидратна част на протеин и липид са подредени върху външната страна на мембраната. Нещо повече, протеини мембрана повърхностни различават по състав. Степента на такава асиметрия на мембраните е различна в различните типове мембрани и може да варира по време на активността на клетка и стареенето. Мобилност (скованост) и мембрана течливост също зависи от състава. Повишена твърдост е причинена от увеличаване на съотношението на наситени и ненаситени мастни киселини и холестерол. Физични свойства на мембраните зависи от местоположението на протеините в липидния слой. мембранни липиди могат да дифундира в слой, успоредна на повърхността на мембраната (латерална дифузия). Протеините също са способни да латерална дифузия. Напречният дифузията е силно ограничено в мембраните.
Транспорт на вещества в и извън клетката и между цитоплазмата и различните субклетъчни органели (митохондрии, ядро и т.н.), предоставени от мембрани. Ако мембраната бяха глухи бариера, вътреклетъчното пространство щеше да е недостъпна за хранителни вещества и отпадъчни продукти не могат да бъдат отстранени от клетката. В същото време, че ще бъде невъзможно да се натрупване на определени вещества в клетката при пълно проникване. Транспортни свойства на полу-пропускащата мембрана характеризирани. някои от съединенията могат да проникнат през него, докато други - не:
мембранната пропускливост на различни вещества,
Една от основните функции на мембрани - регулирането на прехвърлянето на вещества. Има два метода за транспорт на вещества през мембраната: пасивна и активна транспорт на:
Превоз на вещества през мембраната
Пасивен транспорт. Ако веществото се движи през мембраната от района на висока концентрация на страна ниска концентрация (т.е., градиент на концентрация на веществото) без разходите на енергия от клетката, след това се нарича пасивен транспорт или дифузия. Има два вида на дифузия: прости и леки.
Обикновено дифузия характеристика на малки неутрални молекули (Н2 О, СО2. О2) и хидрофобни нискомолекулни органични вещества. Тези молекули могат да се провеждат без взаимодействие с мембранни протеини през порите на мембраната или канали, докато градиент на концентрация ще се поддържа.
Улеснена дифузия. Характерно за хидрофилни молекули, които се транспортират през мембраната като градиент на концентрацията, но чрез специални мембранни протеини - вектори. За да се улесни разпространението, за разлика от прост, характеризиращ се с висока селективност, като носител протеин свързващ сайт е комплементарна на транспортирания вещество, и прехвърлянето се придружава от конформационни промени на протеина. Един възможен механизъм на улеснена дифузия може да бъде, както следва: транспорт протеин (translocase) свързващи вещества, след това се приближава от противоположната страна на мембраната, свободен от вещество, което се оригиналната структура отново и е готова да изпълнява функцията транспорт. Малко се знае за това как движението на самия протеин. Друг възможен механизъм включва прехвърляне на няколко от протеини-носители. В този случай, първоначално свързан съединение се преминава от един протеин към друг, последователно контакт първо с един и след това с друг протеин, докато тя е на противоположната страна на мембраната.
Активен транспорт възниква в случаите, когато прехвърлянето се извършва срещу градиента на концентрация. Такова прехвърляне се изисква разход на енергия от клетката. Активен транспорт се използва за натрупване на вещества вътре в клетката. Източникът на енергия е често в Азиатско-тихоокеанския регион. За активен транспорт с изключение на доставката на енергия трябва да бъде част от мембранни протеини. Един от активни транспортни системи в клетката на животното е отговорен за трансфера на йони Na + и К + през клетъчната мембрана. Тази система се нарича Na + - K + - помпата. Той е отговорен за поддържане на състава на вътреклетъчната среда, където концентрацията на К + е по-висока от Na +.
Механизмът на действие на Na +. K + -ATPase
Свързани статии