Látky, ktoré tvoria bunkovú membránu. Bunková membrána: štruktúra a funkcie

Bunková membrána.

Bunková membrána oddeľuje obsah akejkoľvek bunky od vonkajšieho prostredia a zabezpečuje jej celistvosť; reguluje výmenu medzi bunkou a prostredím; intracelulárne membrány rozdeľujú bunku na špecializované uzavreté kompartmenty - kompartmenty alebo organely, v ktorých sú udržiavané určité podmienky prostredia.

Štruktúra.

Bunková membrána je dvojitá vrstva (dvojvrstva) molekúl triedy lipidov (tukov), z ktorých väčšinu tvoria takzvané komplexné lipidy - fosfolipidy. Molekuly lipidov majú hydrofilnú („hlava“) a hydrofóbnu („chvost“) časť. Počas tvorby membrán sa hydrofóbne časti molekúl otáčajú dovnútra, zatiaľ čo hydrofilné časti sa otáčajú smerom von. Membrány sú veľmi podobné štruktúry v rôznych organizmoch. Hrúbka membrány je 7-8 nm. (10-9 metrov)

hydrofilnosť- schopnosť látky zmáčať sa vodou.
hydrofóbnosť- neschopnosť látky zmáčať vodou.

Biologická membrána tiež obsahuje rôzne proteíny:
- integrálny (prenikajúci cez membránu)
- polointegrálne (ponorené na jednom konci do vonkajšej alebo vnútornej lipidovej vrstvy)
- povrchové (umiestnené na vonkajších alebo priľahlých vnútorných stranách membrány).
Niektoré proteíny sú bodmi kontaktu bunkovej membrány s cytoskeletom vo vnútri bunky a bunkovej steny (ak existuje) vonku.

cytoskelet- bunkové lešenie vo vnútri bunky.

Funkcie.

1) Bariéra- zabezpečuje regulovaný, selektívny, pasívny a aktívny metabolizmus s okolím.

2) Doprava- cez membránu dochádza k transportu látok do bunky a von z bunky.matrica - zabezpečuje určitú relatívnu polohu a orientáciu membránových bielkovín, ich optimálnu interakciu.

3) Mechanické- zabezpečuje autonómiu bunky, jej vnútrobunkových štruktúr, ako aj spojenie s inými bunkami (v tkanivách).Veľkú úlohu pri zabezpečovaní mechanickej funkcie zohráva medzibunková látka.

4) Receptor- niektoré proteíny v membráne sú receptory (molekuly, pomocou ktorých bunka vníma určité signály).

Napríklad hormóny cirkulujúce v krvi pôsobia len na cieľové bunky, ktoré majú receptory zodpovedajúce týmto hormónom. Neurotransmitery (chemikálie, ktoré vedú nervové impulzy) sa tiež viažu na špecifické receptorové proteíny na cieľových bunkách.

Hormóny- biologicky aktívne signálne chemikálie.

5) Enzymatické Membránové proteíny sú často enzýmy. Napríklad plazmatické membrány buniek črevného epitelu obsahujú tráviace enzýmy.

6) Realizácia tvorby a vedenia biopotenciálov.
Pomocou membrány sa v bunke udržiava konštantná koncentrácia iónov: koncentrácia iónu K + vo vnútri bunky je oveľa vyššia ako vonku a koncentrácia Na + je oveľa nižšia, čo je veľmi dôležité, pretože toto udržuje potenciálny rozdiel cez membránu a vytvára nervový impulz.

nervový impulz – vlna vzruchu prenášaná pozdĺž nervového vlákna.

7) Označenie buniek- na membráne sú antigény, ktoré fungujú ako markery - "štítky", ktoré umožňujú identifikovať bunku. Ide o glykoproteíny (čiže proteíny s rozvetvenými bočnými oligosacharidovými reťazcami, ktoré sú k nim pripojené), ktoré plnia úlohu „antén“. Vzhľadom na nespočetné množstvo konfigurácií bočných reťazcov je možné vytvoriť špecifický marker pre každý typ bunky. Pomocou markerov môžu bunky rozpoznať iné bunky a konať v zhode s nimi, napríklad pri tvorbe orgánov a tkanív. Umožňuje tiež imunitnému systému rozpoznať cudzie antigény.

vlastnosti priepustnosti.

Bunkové membrány majú selektívnu permeabilitu: pomaly cez ne prenikajú rôznymi spôsobmi:

• Glukóza je hlavným zdrojom energie.
• Aminokyseliny sú stavebnými kameňmi, ktoré tvoria všetky bielkoviny v tele.
• Mastné kyseliny – štrukturálne, energetické a iné funkcie.
• Glycerol – zadržiava vodu v tele a znižuje tvorbu moču.
• Ióny sú enzýmy pre reakcie.

Navyše samotné membrány tento proces do určitej miery aktívne regulujú – niektoré látky prechádzajú, iné nie. Existujú štyri hlavné mechanizmy na vstup látok do bunky alebo ich odstránenie z bunky von:

Mechanizmy pasívnej permeability:

1) Difúzia.

Variantom tohto mechanizmu je uľahčená difúzia, pri ktorej špecifická molekula pomáha látke prejsť cez membránu. Táto molekula môže mať kanál, ktorý umožňuje prechod len jedného typu látky.

Difúzia- proces vzájomného prenikania molekúl jednej látky medzi molekuly druhej.

Osmóza– proces jednosmernej difúzie cez semipermeabilnú membránu molekúl rozpúšťadla smerom k vyššej koncentrácii rozpustenej látky.

Membrána obklopujúca normálnu krvnú bunku je priepustná len pre molekuly vody, kyslík, niektoré živiny rozpustené v krvi a bunkové odpadové produkty.

Aktívne mechanizmy priepustnosti:

1) Aktívna doprava.

aktívny transport– prenos látky z oblasti s nízkou koncentráciou do oblasti s vysokou koncentráciou.

Aktívny transport vyžaduje energiu, pretože sa pohybuje z oblasti s nízkou koncentráciou do oblasti s vysokou koncentráciou. Na membráne sú špeciálne pumpové proteíny, ktoré aktívne pumpujú draselné ióny (K +) do bunky a pumpujú z nej sodíkové ióny (Na +), ATP slúži ako energia.

ATP– univerzálny zdroj energie pre všetky biochemické procesy. .(viac neskôr)

2) Endocytóza.

Častice, ktoré z nejakého dôvodu nie sú schopné prejsť cez bunkovú membránu, ale sú pre bunku nevyhnutné, môžu preniknúť cez membránu endocytózou.

Endocytóza– proces prijímania vonkajšieho materiálu bunkou.

Selektívna permeabilita membrány počas pasívneho transportu je spôsobená špeciálnymi kanálmi - integrálnymi proteínmi. Prenikajú cez membránu skrz-naskrz a vytvárajú akýsi priechod. Prvky K, Na a Cl majú svoje vlastné kanály. Vzhľadom na koncentračný gradient sa molekuly týchto prvkov pohybujú dovnútra a von z bunky. Pri podráždení sa kanály sodíkových iónov otvoria a dôjde k prudkému prílevu sodíkových iónov do bunky. To má za následok nerovnováhu membránového potenciálu. Potom sa membránový potenciál obnoví. Draslíkové kanály sú vždy otvorené, cez ktoré draselné ióny pomaly vstupujú do bunky.

Membránová štruktúra

Priepustnosť

aktívny transport

Osmóza

Endocytóza

Bunková membrána je štruktúra, ktorá pokrýva vonkajšiu časť bunky. Nazýva sa tiež cytolema alebo plazmolema.

Táto formácia je postavená z bilipidovej vrstvy (dvojvrstvy) s proteínmi zabudovanými v nej. Sacharidy, ktoré tvoria plazmalemu, sú vo viazanom stave.

Rozdelenie hlavných zložiek plazmatickej membrány je nasledovné: viac ako polovicu chemického zloženia tvoria proteíny, štvrtinu tvoria fosfolipidy a desatinu tvorí cholesterol.

Bunková membrána a jej typy

Bunková membrána je tenký film, ktorý je založený na vrstvách lipoproteínov a proteínov.

Podľa lokalizácie sa rozlišujú membránové organely, ktoré majú niektoré znaky v rastlinných a živočíšnych bunkách:

• mitochondrie;
• jadro;
• endoplazmatické retikulum;
• Golgiho komplex;
• lyzozómy;
• chloroplasty (v rastlinných bunkách).

Existuje aj vnútorná a vonkajšia (plazmolema) bunková membrána.

Štruktúra bunkovej membrány

Bunková membrána obsahuje sacharidy, ktoré ju pokrývajú vo forme glykokalyx. Ide o supramembránovú štruktúru, ktorá plní bariérovú funkciu. Proteíny, ktoré sa tu nachádzajú, sú vo voľnom stave. Neviazané proteíny sa zúčastňujú enzymatických reakcií, ktoré zabezpečujú extracelulárny rozklad látok.

Proteíny cytoplazmatickej membrány sú reprezentované glykoproteínmi. Podľa chemického zloženia sa izolujú proteíny, ktoré sú úplne zahrnuté v lipidovej vrstve (v celom rozsahu) - integrálne proteíny. Tiež periférne, nedosahujúce jeden z povrchov plazmalemy.

Prvé fungujú ako receptory, viažu sa na neurotransmitery, hormóny a iné látky. Inzerčné proteíny sú nevyhnutné pre konštrukciu iónových kanálov, cez ktoré sú transportované ióny a hydrofilné substráty. Posledne menované sú enzýmy, ktoré katalyzujú intracelulárne reakcie.

Základné vlastnosti plazmatickej membrány

Lipidová dvojvrstva zabraňuje prenikaniu vody. Lipidy sú hydrofóbne zlúčeniny prítomné v bunke ako fosfolipidy. Fosfátová skupina je obrátená smerom von a pozostáva z dvoch vrstiev: vonkajšej, smerujúcej do extracelulárneho prostredia, a vnútornej, ohraničujúcej vnútrobunkový obsah.

Oblasti rozpustné vo vode sa nazývajú hydrofilné hlavy. Miesta mastných kyselín sú nasmerované dovnútra bunky vo forme hydrofóbnych chvostov. Hydrofóbna časť interaguje so susednými lipidmi, čo zabezpečuje ich vzájomné spojenie. Dvojitá vrstva má selektívnu priepustnosť v rôznych oblastiach.

Takže v strede je membrána nepriepustná pre glukózu a močovinu, hydrofóbne látky tu voľne prechádzajú: oxid uhličitý, kyslík, alkohol. Dôležitý je cholesterol, jeho obsah určuje viskozitu plazmatickej membrány.

Funkcie vonkajšej membrány bunky

Charakteristiky funkcií sú stručne uvedené v tabuľke:

Aký význam má bunková membrána

Bunková membrána sa podieľa na udržiavaní homeostázy vďaka vysokej selektivite látok vstupujúcich a opúšťajúcich bunku (v biológii sa to nazýva selektívna permeabilita).

Výrastky plazmolemy rozdeľujú bunku na kompartmenty (kompartmenty) zodpovedné za vykonávanie určitých funkcií. Špecificky usporiadané membrány, zodpovedajúce schéme tekutina-mozaika, zabezpečujú integritu bunky.

Základnou stavebnou jednotkou živého organizmu je bunka, ktorá je diferencovaným úsekom cytoplazmy obklopeným bunkovou membránou. Vzhľadom na to, že bunka plní mnoho dôležitých funkcií, ako je rozmnožovanie, výživa, pohyb, obal musí byť plastický a hustý.

História objavu a výskumu bunkovej membrány

V roku 1925 Grendel a Gorder uskutočnili úspešný experiment na identifikáciu „tieňov“ erytrocytov, čiže prázdnych schránok. Napriek niekoľkým hrubým chybám vedci objavili lipidovú dvojvrstvu. V ich práci pokračovali Danielli, Dawson v roku 1935, Robertson v roku 1960. V dôsledku dlhoročnej práce a nahromadenia argumentov v roku 1972 vytvorili Singer a Nicholson model fluidnej mozaiky štruktúry membrány. Ďalšie experimenty a štúdie potvrdili prácu vedcov.

Význam

Čo je bunková membrána? Toto slovo sa začalo používať pred viac ako sto rokmi, v preklade z latinčiny znamená „film“, „koža“. Označte teda hranicu bunky, ktorá je prirodzenou bariérou medzi vnútorným obsahom a vonkajším prostredím. Štruktúra bunkovej membrány naznačuje polopriepustnosť, vďaka ktorej môže cez ňu voľne prechádzať vlhkosť, živiny a produkty rozkladu. Túto škrupinu možno nazvať hlavnou štrukturálnou zložkou organizácie bunky.

Zvážte hlavné funkcie bunkovej membrány

1. Oddeľuje vnútorný obsah bunky a zložky vonkajšieho prostredia.

2. Pomáha udržiavať stále chemické zloženie bunky.

3. Reguluje správny metabolizmus.

4. Poskytuje prepojenie medzi bunkami.

5. Rozpoznáva signály.

6. Ochranná funkcia.

"Plazmová škrupina"

Vonkajšia bunková membrána, nazývaná aj plazmatická membrána, je ultramikroskopický film s hrúbkou päť až sedem nanometrov. Pozostáva hlavne z bielkovinových zlúčenín, fosfolidov, vody. Fólia je elastická, ľahko absorbuje vodu a tiež rýchlo obnovuje svoju celistvosť po poškodení.

Líši sa univerzálnou štruktúrou. Táto membrána zaujíma hraničnú polohu, zúčastňuje sa procesu selektívnej permeability, vylučovania produktov rozpadu, syntetizuje ich. Vzťah k "susedom" a spoľahlivá ochrana vnútorného obsahu pred poškodením z neho robí dôležitú zložku v takej záležitosti, ako je štruktúra bunky. Bunková membrána živočíšnych organizmov je niekedy pokrytá najtenšou vrstvou - glykokalyxom, ktorý zahŕňa proteíny a polysacharidy. Rastlinné bunky mimo membrány sú chránené bunkovou stenou, ktorá pôsobí ako opora a udržuje tvar. Hlavnou zložkou jeho zloženia je vláknina (celulóza) – polysacharid, ktorý je nerozpustný vo vode.

Vonkajšia bunková membrána teda plní funkciu opravy, ochrany a interakcie s inými bunkami.

Štruktúra bunkovej membrány

Hrúbka tohto pohyblivého obalu sa pohybuje od šiestich do desiatich nanometrov. Bunková membrána bunky má špeciálne zloženie, ktorého základom je lipidová dvojvrstva. Hydrofóbne chvosty, ktoré sú inertné voči vode, sú umiestnené vo vnútri, zatiaľ čo hydrofilné hlavy, ktoré interagujú s vodou, sú otočené smerom von. Každý lipid je fosfolipid, ktorý je výsledkom interakcie látok, ako je glycerol a sfingozín. Lipidový skelet je tesne obklopený proteínmi, ktoré sú umiestnené v nesúvislej vrstve. Niektoré z nich sú ponorené do lipidovej vrstvy, ostatné ňou prechádzajú. V dôsledku toho sa vytvárajú vodopriepustné oblasti. Funkcie vykonávané týmito proteínmi sú rôzne. Časť z nich tvoria enzýmy, zvyšok transportné proteíny, ktoré prenášajú rôzne látky z vonkajšieho prostredia do cytoplazmy a naopak.

Bunková membrána je preniknutá a úzko spojená s integrálnymi proteínmi, zatiaľ čo spojenie s periférnymi je menej silné. Tieto proteíny plnia dôležitú funkciu, ktorou je udržiavanie štruktúry membrány, prijímanie a konverzia signálov z prostredia, transport látok a katalyzovanie reakcií, ktoré na membránach prebiehajú.

Zlúčenina

Základom bunkovej membrány je bimolekulárna vrstva. Bunka má vďaka svojej kontinuite bariérové ​​a mechanické vlastnosti. V rôznych fázach života môže byť táto dvojvrstva narušená. V dôsledku toho sa vytvárajú štrukturálne defekty priechodných hydrofilných pórov. V tomto prípade sa môžu zmeniť absolútne všetky funkcie takejto zložky, ako je bunková membrána. V tomto prípade môže jadro trpieť vonkajšími vplyvmi.

Vlastnosti

Bunková membrána bunky má zaujímavé vlastnosti. Vďaka svojej tekutosti táto škrupina nie je tuhou štruktúrou a hlavná časť proteínov a lipidov, ktoré tvoria jej zloženie, sa voľne pohybuje po rovine membrány.

Vo všeobecnosti je bunková membrána asymetrická, takže zloženie proteínovej a lipidovej vrstvy je odlišné. Plazmatické membrány v živočíšnych bunkách majú na svojej vonkajšej strane glykoproteínovú vrstvu, ktorá plní receptorové a signálne funkcie a tiež hrá dôležitú úlohu v procese spájania buniek do tkaniva. Bunková membrána je polárna, to znamená, že náboj zvonku je kladný a zvnútra záporný. Okrem všetkého vyššie uvedeného má bunková membrána selektívny pohľad.

To znamená, že okrem vody sa do bunky dostane len určitá skupina molekúl a iónov rozpustených látok. Koncentrácia látky, akou je sodík, je vo väčšine buniek oveľa nižšia ako vo vonkajšom prostredí. Pre draselné ióny je charakteristický iný pomer: ich počet v bunke je oveľa vyšší ako v prostredí. V tomto ohľade majú sodné ióny tendenciu prenikať cez bunkovú membránu a draselné ióny majú tendenciu sa uvoľňovať von. Za týchto okolností membrána aktivuje špeciálny systém, ktorý plní „čerpaciu“ úlohu, vyrovnáva koncentráciu látok: ióny sodíka sa pumpujú na povrch bunky a draselné ióny sa pumpujú dovnútra. Táto vlastnosť je zahrnutá medzi najdôležitejšie funkcie bunkovej membrány.

Táto tendencia sodíkových a draselných iónov pohybovať sa smerom dovnútra z povrchu hrá veľkú úlohu pri transporte cukru a aminokyselín do bunky. V procese aktívneho odstraňovania sodných iónov z bunky membrána vytvára podmienky pre nové prítoky glukózy a aminokyselín dovnútra. Naopak, v procese prenosu iónov draslíka do bunky sa počet „prenášačov“ produktov rozpadu z vnútra bunky do vonkajšieho prostredia dopĺňa.

Ako je bunka vyživovaná cez bunkovú membránu?

Mnohé bunky prijímajú látky prostredníctvom procesov, ako je fagocytóza a pinocytóza. V prvom variante je ohybnou vonkajšou membránou vytvorené malé vybranie, v ktorom sa nachádza zachytená častica. Potom sa priemer priehlbiny zväčšuje, až kým obklopená častica nevstúpi do bunkovej cytoplazmy. Prostredníctvom fagocytózy sa kŕmia niektoré prvoky, ako je améba, ako aj krvinky - leukocyty a fagocyty. Podobne bunky absorbujú tekutinu, ktorá obsahuje potrebné živiny. Tento jav sa nazýva pinocytóza.

Vonkajšia membrána je tesne spojená s endoplazmatickým retikulom bunky.

V mnohých typoch základných zložiek tkaniva sa na povrchu membrány nachádzajú výbežky, záhyby a mikroklky. Rastlinné bunky na vonkajšej strane tejto škrupiny sú pokryté ďalšou, silnou a jasne viditeľnou pod mikroskopom. Vlákno, z ktorého sú vyrobené, pomáha vytvárať podporu pre rastlinné tkanivá, ako je drevo. Živočíšne bunky majú tiež množstvo vonkajších štruktúr, ktoré sedia na vrchnej časti bunkovej membrány. Majú výlučne ochranný charakter, príkladom toho je chitín obsiahnutý v kožných bunkách hmyzu.

Okrem bunkovej membrány existuje intracelulárna membrána. Jeho funkciou je rozdeliť bunku na niekoľko špecializovaných uzavretých kompartmentov – kompartmentov alebo organel, kde musí byť zachované určité prostredie.

Nie je teda možné preceňovať úlohu takej zložky základnej jednotky živého organizmu, akou je bunková membrána. Štruktúra a funkcie znamenajú výrazné rozšírenie celkovej plochy povrchu bunky, zlepšenie metabolických procesov. Táto molekulárna štruktúra pozostáva z proteínov a lipidov. Membrána, ktorá oddeľuje bunku od vonkajšieho prostredia, zabezpečuje jej integritu. S jeho pomocou sa medzibunkové väzby udržiavajú na dostatočne silnej úrovni a tvoria tkanivá. V tejto súvislosti môžeme konštatovať, že jednu z najdôležitejších úloh v bunke zohráva bunková membrána. Štruktúra a funkcie, ktoré vykonáva, sú v rôznych bunkách radikálne odlišné v závislosti od ich účelu. Prostredníctvom týchto znakov sa dosahuje rôznorodá fyziologická aktivita bunkových membrán a ich úlohy v existencii buniek a tkanív.

Pre nikoho nie je tajomstvom, že všetky živé bytosti na našej planéte sa skladajú z ich buniek, z týchto nespočetných „“ organických látok. Bunky sú zase obklopené špeciálnym ochranným obalom - membránou, ktorá hrá veľmi dôležitú úlohu v živote bunky a funkcie bunkovej membrány sa neobmedzujú len na ochranu bunky, ale predstavujú najkomplexnejší mechanizmus zapojený. pri reprodukcii, výžive a regenerácii buniek.

Čo je bunková membrána

Samotné slovo „membrána“ je preložené z latinčiny ako „film“, hoci membrána nie je len druh filmu, v ktorom je bunka zabalená, ale kombinácia dvoch filmov, ktoré sú navzájom prepojené a majú rôzne vlastnosti. Bunková membrána je v skutočnosti trojvrstvový lipoproteínový (tukový proteín) obal, ktorý oddeľuje každú bunku od susedných buniek a prostredia a vykonáva riadenú výmenu medzi bunkami a prostredím, toto je akademická definícia toho, čo bunka membrána je.

Hodnota membrány je jednoducho obrovská, pretože nielenže oddeľuje jednu bunku od druhej, ale zabezpečuje aj interakciu bunky ako s inými bunkami, tak aj s prostredím.

História výskumu bunkových membrán

Dôležitý príspevok k štúdiu bunkovej membrány urobili dvaja nemeckí vedci Gorter a Grendel už v roku 1925. Vtedy sa im podarilo uskutočniť komplexný biologický experiment na červených krvinkách – erytrocytoch, počas ktorého vedci dostali takzvané „tiene“, prázdne obaly erytrocytov, ktoré sa poskladali do jednej kôpky a zmerali povrch, a tiež vypočítal množstvo lipidov v nich. Vedci na základe množstva získaných lipidov dospeli k záveru, že ich stačí na dvojitú vrstvu bunkovej membrány.

V roku 1935 ďalšia dvojica výskumníkov bunkových membrán, tentoraz Američania Daniel a Dawson, po sérii dlhých experimentov určila obsah bielkovín v bunkovej membráne. Inak sa nedalo vysvetliť, prečo má membrána také vysoké povrchové napätie. Vedci šikovne predstavili model bunkovej membrány v podobe sendviča, v ktorom úlohu chleba zohrávajú homogénne lipidovo-proteínové vrstvy a medzi nimi je namiesto masla prázdnota.

V roku 1950, s príchodom elektronickej teórie Daniela a Dawsona, už bolo možné potvrdiť praktické pozorovania – na mikrosnímkach bunkovej membrány boli jasne viditeľné vrstvy lipidových a proteínových hlavičiek a tiež prázdny priestor medzi nimi.

V roku 1960 americký biológ J. Robertson vypracoval teóriu o trojvrstvovej štruktúre bunkových membrán, ktorá bola dlho považovaná za jedinú pravdivú, no s ďalším rozvojom vedy sa začali objavovať pochybnosti o jej neomylnosti. Takže napríklad z hľadiska buniek by bolo ťažké a namáhavé prepraviť potrebné užitočné látky cez celý „sendvič“

A až v roku 1972 boli americkí biológovia S. Singer a G. Nicholson schopní vysvetliť nezrovnalosti Robertsonovej teórie pomocou nového fluidno-mozaikového modelu bunkovej membrány. Zistili najmä, že bunková membrána nie je zložením homogénna, navyše je asymetrická a naplnená kvapalinou. Okrem toho sú bunky v neustálom pohybe. A notoricky známe proteíny, ktoré tvoria bunkovú membránu, majú rôzne štruktúry a funkcie.

Vlastnosti a funkcie bunkovej membrány

Teraz sa pozrime, aké funkcie vykonáva bunková membrána:

Bariérová funkcia bunkovej membrány - membrána ako skutočná pohraničná stráž stráži hranice bunky, oneskoruje, neprepúšťa škodlivé alebo jednoducho nevhodné molekuly.

Transportná funkcia bunkovej membrány – membrána je nielen pohraničnou strážou pri bránach bunky, ale aj akýmsi colným kontrolným bodom, cez ktorý neustále prechádza výmena užitočných látok s inými bunkami a prostredím.

Funkcia matice - je to bunková membrána, ktorá určuje umiestnenie voči sebe navzájom, reguluje interakciu medzi nimi.

Mechanická funkcia - je zodpovedná za obmedzenie jednej bunky od druhej a paralelne za správne spojenie buniek medzi sebou, za ich formovanie do homogénneho tkaniva.

Ochranná funkcia bunkovej membrány je základom pre budovanie ochranného štítu bunky. V prírode môže byť táto funkcia príkladom tvrdého dreva, hustej kože, ochranného obalu, to všetko vďaka ochrannej funkcii membrány.

Enzymatická funkcia je ďalšou dôležitou funkciou, ktorú vykonávajú niektoré bunkové proteíny. Napríklad v dôsledku tejto funkcie dochádza k syntéze tráviacich enzýmov v črevnom epiteli.

Okrem toho sa bunkový metabolizmus uskutočňuje cez bunkovú membránu, ktorá môže prebiehať v troch rôznych reakciách:

• Fagocytóza je bunková výmena, pri ktorej fagocytárne bunky vložené do membrány zachytávajú a trávia rôzne živiny.
• Pinocytóza - je proces zachytenia bunkovou membránou, molekuly tekutiny v kontakte s ňou. Na tento účel sa na povrchu membrány vytvárajú špeciálne úponky, ktoré akoby obklopovali kvapku kvapaliny a vytvárali bublinu, ktorú membrána následne „prehltne“.
• Exocytóza – je reverzný proces, kedy bunka uvoľňuje sekrečnú funkčnú tekutinu cez membránu na povrch.

Štruktúra bunkovej membrány

V bunkovej membráne sú tri triedy lipidov:

• fosfolipidy (sú kombináciou tukov a fosforu),
• glykolipidy (kombinácia tukov a sacharidov),
• cholesterolu.

Fosfolipidy a glykolipidy zase pozostávajú z hydrofilnej hlavy, do ktorej zasahujú dva dlhé hydrofóbne chvosty. Cholesterol na druhej strane zaberá priestor medzi týmito chvostmi a bráni im v ohýbaní, to všetko v niektorých prípadoch spôsobuje, že membrána určitých buniek je veľmi pevná. K tomu všetkému molekuly cholesterolu regulujú štruktúru bunkovej membrány.

Ale nech je to akokoľvek, najdôležitejšou súčasťou štruktúry bunkovej membrány je proteín, alebo skôr rôzne proteíny, ktoré zohrávajú rôzne dôležité úlohy. Napriek rôznorodosti proteínov obsiahnutých v membráne existuje niečo, čo ich spája – prstencové lipidy sa nachádzajú okolo všetkých membránových proteínov. Prstencové lipidy sú špeciálne štruktúrované tuky, ktoré slúžia ako akási ochranná škrupina pre bielkoviny, bez ktorej by jednoducho nefungovali.

Štruktúra bunkovej membrány má tri vrstvy: základom bunkovej membrány je homogénna tekutá lipidová vrstva. Bielkoviny ho pokrývajú z oboch strán ako mozaika. Sú to bielkoviny, ktoré okrem funkcií opísaných vyššie zohrávajú aj úlohu zvláštnych kanálikov, ktorými cez membránu prechádzajú látky, ktoré nie sú schopné preniknúť do tekutej vrstvy membrány. Patria sem napríklad ióny draslíka a sodíka, pre ich prienik cez membránu príroda poskytuje špeciálne iónové kanály bunkových membrán. Inými slovami, proteíny zabezpečujú priepustnosť bunkových membrán.

Ak sa pozrieme na bunkovú membránu cez mikroskop, uvidíme vrstvu lipidov tvorenú malými guľovitými molekulami, na ktorých plávajú bielkoviny ako na mori. Teraz viete, aké látky sú súčasťou bunkovej membrány.

Bunková membrána, video

A na záver vzdelávacie video o bunkovej membráne.

bunková membrána- ide o bunkovú membránu, ktorá plní tieto funkcie: oddelenie obsahu bunky od vonkajšieho prostredia, selektívny transport látok (výmena s vonkajším prostredím pre bunku), miesto niektorých biochemických reakcií, integrácia buniek do tkanív a recepcie.

Bunkové membrány sa delia na plazmatické (intracelulárne) a vonkajšie. Hlavnou vlastnosťou akejkoľvek membrány je polopriepustnosť, to znamená schopnosť prechádzať iba určitými látkami. To umožňuje selektívnu výmenu medzi bunkou a vonkajším prostredím alebo výmenu medzi kompartmentmi bunky.

Plazmatické membrány sú lipoproteínové štruktúry. Lipidy spontánne vytvárajú dvojvrstvu (dvojvrstvu), v nej „plávajú“ membránové proteíny. V membránach je niekoľko tisíc rôznych proteínov: štruktúrne, nosiče, enzýmy atď. Medzi molekulami proteínov sú póry, cez ktoré prechádzajú hydrofilné látky (lipidová dvojvrstva bráni ich priamemu prenikaniu do bunky). Na niektoré molekuly na povrchu membrány sú naviazané glykozylové skupiny (monosacharidy a polysacharidy), ktoré sa podieľajú na procese rozpoznávania buniek pri tvorbe tkaniva.

Membrány sa líšia svojou hrúbkou, zvyčajne medzi 5 a 10 nm. Hrúbka je určená veľkosťou molekuly amfifilného lipidu a je 5,3 nm. Ďalšie zvýšenie hrúbky membrány je spôsobené veľkosťou komplexov membránových proteínov. V závislosti od vonkajších podmienok (cholesterol je regulátor) sa štruktúra dvojvrstvy môže meniť tak, že sa stáva hustejšou alebo tekutejšou - od toho závisí rýchlosť pohybu látok po membránach.

Medzi bunkové membrány patria: plazmalema, karyolema, membrány endoplazmatického retikula, Golgiho aparát, lyzozómy, peroxizómy, mitochondrie, inklúzie atď.

Lipidy sú nerozpustné vo vode (hydrofóbnosť), ale ľahko rozpustné v organických rozpúšťadlách a tukoch (lipofilita). Zloženie lipidov v rôznych membránach nie je rovnaké. Plazmatická membrána napríklad obsahuje veľa cholesterolu. Z lipidov v membráne sú to najčastejšie fosfolipidy (glycerofosfatidy), sfingomyelíny (sfingolipidy), glykolipidy a cholesterol.

Fosfolipidy, sfingomyelíny, glykolipidy pozostávajú z dvoch funkčne odlišných častí: hydrofóbne nepolárne, ktoré nenesú náboje - "chvosty" pozostávajúce z mastných kyselín, a hydrofilné, obsahujúce nabité polárne "hlavy" - alkoholové skupiny (napríklad glycerol).

Hydrofóbna časť molekuly sa zvyčajne skladá z dvoch mastných kyselín. Jedna z kyselín je obmedzujúca a druhá je nenasýtená. To určuje schopnosť lipidov spontánne vytvárať dvojvrstvové (bilipidové) membránové štruktúry. Membránové lipidy plnia tieto funkcie: bariéra, transport, mikroprostredie proteínov, elektrický odpor membrány.

Membrány sa navzájom líšia súborom proteínových molekúl. Mnohé membránové proteíny pozostávajú z oblastí bohatých na polárne aminokyseliny (prenášajúce náboj) a oblastí s nepolárnymi aminokyselinami (glycín, alanín, valín, leucín). Takéto proteíny v lipidových vrstvách membrán sú umiestnené tak, že ich nepolárne oblasti sú akoby ponorené do "tukovej" časti membrány, kde sa nachádzajú hydrofóbne oblasti lipidov. Polárna (hydrofilná) časť týchto proteínov interaguje s lipidovými hlavami a je otočená smerom k vodnej fáze.

Biologické membrány majú spoločné vlastnosti:

membrány sú uzavreté systémy, ktoré nedovoľujú, aby sa obsah bunky a jej kompartmentov premiešal. Porušenie integrity membrány môže viesť k bunkovej smrti;

povrchová (rovinná, laterálna) pohyblivosť. V membránach dochádza k nepretržitému pohybu látok po povrchu;

asymetria membrány. Štruktúra vonkajších a povrchových vrstiev je chemicky, štruktúrne a funkčne heterogénna.