Ano ang gawa sa cell membrane. Mga lamad ng cell

Ang pangunahing yunit ng istruktura ng isang buhay na organismo ay isang cell, na isang naiibang seksyon ng cytoplasm na napapalibutan ng isang lamad ng cell. Sa view ng katotohanan na ang cell ay gumaganap ng isang set mahahalagang tungkulin, tulad ng pagpaparami, nutrisyon, paggalaw, ang shell ay dapat na plastic at siksik.

Kasaysayan ng pagtuklas at pananaliksik ng cell lamad

Noong 1925, gumawa ng matagumpay na eksperimento sina Grendel at Gorder upang matukoy ang "mga anino" ng mga erythrocytes, o mga walang laman na shell. Sa kabila ng maraming malalaking pagkakamali, natuklasan ng mga siyentipiko ang lipid bilayer. Ang kanilang trabaho ay ipinagpatuloy ni Danielli, Dawson noong 1935, Robertson noong 1960. Bilang resulta ng maraming taon ng trabaho at ang akumulasyon ng mga argumento noong 1972, lumikha si Singer at Nicholson ng isang fluid mosaic na modelo ng istraktura ng lamad. Kinumpirma ng mga karagdagang eksperimento at pag-aaral ang mga gawa ng mga siyentipiko.

Ibig sabihin

Ano ang cell membrane? Ang salitang ito ay nagsimulang gamitin higit sa isang daang taon na ang nakalilipas, isinalin mula sa Latin na nangangahulugang "pelikula", "balat". Kaya italaga ang hangganan ng cell, na isang natural na hadlang sa pagitan ng mga panloob na nilalaman at panlabas na kapaligiran. Ang istraktura ng lamad ng cell ay nagmumungkahi ng semi-permeability, dahil sa kung saan ang kahalumigmigan at mga sustansya at mga produkto ng pagkabulok ay maaaring malayang dumaan dito. Ang shell na ito ay maaaring tawaging pangunahing bahagi ng istruktura ng organisasyon ng cell.

Isaalang-alang ang mga pangunahing pag-andar ng lamad ng cell

1. Pinaghihiwalay ang mga panloob na nilalaman ng cell at ang mga bahagi ng panlabas na kapaligiran.

2. Tumutulong na mapanatili ang isang pare-parehong kemikal na komposisyon ng cell.

3. Kinokontrol ang tamang metabolismo.

4. Nagbibigay ng interconnection sa pagitan ng mga cell.

5. Kinikilala ang mga signal.

6. Proteksyon function.

"Plasma Shell"

Ang panlabas na lamad ng cell, na tinatawag ding plasma membrane, ay isang ultramicroscopic film na lima hanggang pitong nanometer ang kapal. Ito ay pangunahing binubuo ng mga compound ng protina, phospholide, tubig. Ang pelikula ay nababanat, madaling sumisipsip ng tubig, at mabilis ding naibalik ang integridad nito pagkatapos ng pinsala.

Nag-iiba sa isang unibersal na istraktura. Ang lamad na ito ay sumasakop sa isang posisyon sa hangganan, nakikilahok sa proseso ng pumipili na pagkamatagusin, paglabas ng mga produkto ng pagkabulok, synthesize ang mga ito. Ang kaugnayan sa "mga kapitbahay" at ang maaasahang proteksyon ng mga panloob na nilalaman mula sa pinsala ay ginagawa itong isang mahalagang bahagi sa bagay tulad ng istraktura ng cell. lamad ng cell ang mga organismo ng hayop kung minsan ay lumalabas na natatakpan ng pinakamanipis na layer - glycocalyx, na kinabibilangan ng mga protina at polysaccharides. Ang mga cell ng halaman sa labas ng lamad ay protektado ng isang cell wall na nagsisilbing suporta at nagpapanatili ng hugis. Ang pangunahing bahagi ng komposisyon nito ay hibla (cellulose) - isang polysaccharide na hindi matutunaw sa tubig.

Kaya, ang panlabas na lamad ng cell ay gumaganap ng pag-andar ng pagkumpuni, proteksyon at pakikipag-ugnayan sa iba pang mga selula.

Ang istraktura ng lamad ng cell

Ang kapal ng movable shell na ito ay nag-iiba mula anim hanggang sampung nanometer. Ang cell lamad ng isang cell ay may isang espesyal na komposisyon, ang batayan nito ay ang lipid bilayer. Ang mga hydrophobic tails, na hindi gumagalaw sa tubig, ay matatagpuan sa loob, habang ang mga hydrophilic na ulo, na nakikipag-ugnayan sa tubig, ay nakabukas palabas. Ang bawat lipid ay isang phospholipid, na resulta ng pakikipag-ugnayan ng mga sangkap tulad ng glycerol at sphingosine. Ang lipid scaffold ay malapit na napapalibutan ng mga protina, na matatagpuan sa isang hindi tuloy-tuloy na layer. Ang ilan sa kanila ay nahuhulog sa lipid layer, ang natitira ay dumadaan dito. Bilang resulta, nabuo ang mga lugar na natatagusan ng tubig. Ang mga pag-andar na ginagawa ng mga protina na ito ay iba. Ang ilan sa kanila ay mga enzyme, ang iba ay mga transport protein na nagdadala ng iba't ibang mga sangkap mula sa panlabas na kapaligiran hanggang sa cytoplasm at kabaliktaran.

Ang lamad ng cell ay pinapasok at malapit na konektado sa mga integral na protina, habang ang koneksyon sa mga peripheral ay hindi gaanong malakas. Ang mga protina na ito ay gumaganap ng isang mahalagang function, na kung saan ay upang mapanatili ang istraktura ng lamad, tumanggap at mag-convert ng mga signal mula sa kapaligiran, transportasyon ng mga sangkap, catalyzing reaksyon na nangyayari sa mga lamad.

Tambalan

Ang batayan ng lamad ng cell ay isang bimolecular layer. Dahil sa pagpapatuloy nito, ang cell ay may hadlang at mekanikal na katangian. Naka-on iba't ibang yugto ang bilayer na ito ay maaaring maputol sa mahahalagang function nito. Bilang isang resulta, ang mga depekto sa istruktura ng sa pamamagitan ng mga hydrophilic pores ay nabuo. Sa kasong ito, ganap na ang lahat ng mga pag-andar ng naturang bahagi bilang isang lamad ng cell ay maaaring magbago. Sa kasong ito, ang nucleus ay maaaring magdusa mula sa mga panlabas na impluwensya.

Ari-arian

Ang cell lamad ng isang cell ay may kawili-wiling mga tampok. Dahil sa pagkalikido nito, ang shell na ito ay hindi isang matibay na istraktura, at ang karamihan ng mga protina at lipid na bumubuo sa komposisyon nito ay malayang gumagalaw sa eroplano ng lamad.

Sa pangkalahatan, ang lamad ng cell ay walang simetrya, kaya ang komposisyon ng mga layer ng protina at lipid ay naiiba. Ang mga lamad ng plasma sa mga selula ng hayop ay may isang layer ng glycoprotein sa kanilang panlabas na bahagi, na gumaganap ng mga function ng receptor at signal, at gumaganap din ng isang mahalagang papel sa proseso ng pagsasama-sama ng mga cell sa tissue. Ang lamad ng cell ay polar sa labas ang singil ay positibo, at sa loob nito ay negatibo. Bilang karagdagan sa lahat ng nasa itaas, ang cell membrane ay may pumipili na pananaw.

Nangangahulugan ito na bilang karagdagan sa tubig, lamang tiyak na grupo mga molekula at ion ng mga dissolved substance. Ang konsentrasyon ng isang sangkap tulad ng sodium sa karamihan ng mga cell ay mas mababa kaysa sa panlabas na kapaligiran. Para sa mga potassium ions, isang kakaibang ratio ang katangian: ang kanilang bilang sa cell ay mas mataas kaysa sa kapaligiran. Kaugnay nito, ang mga sodium ions ay may posibilidad na tumagos sa cell membrane, at ang mga potassium ions ay may posibilidad na ilabas sa labas. Sa ilalim ng mga sitwasyong ito, ang lamad ay nagpapagana ng isang espesyal na sistema na gumaganap ng isang "pumping" na papel, na nag-level ng konsentrasyon ng mga sangkap: ang mga sodium ions ay pumped out sa ibabaw ng cell, at ang mga potassium ions ay pumped papasok. Ang tampok na ito ay kasama sa pinakamahalagang pag-andar ng lamad ng cell.

Ang tendensiyang ito ng sodium at potassium ions na lumipat papasok mula sa ibabaw ay may malaking papel sa pagdadala ng asukal at mga amino acid sa cell. Sa proseso ng aktibong pag-alis ng mga sodium ions mula sa cell, ang lamad ay lumilikha ng mga kondisyon para sa mga bagong pag-agos ng glucose at amino acid sa loob. Sa kabaligtaran, sa proseso ng paglilipat ng mga potassium ions sa cell, ang bilang ng mga "transporter" ng mga produkto ng pagkabulok mula sa loob ng cell patungo sa panlabas na kapaligiran ay napunan.

Paano pinapakain ang cell sa pamamagitan ng cell membrane?

Maraming mga cell ang kumukuha ng mga sangkap sa pamamagitan ng mga proseso tulad ng phagocytosis at pinocytosis. Gamit ang unang opsyon ng flexible panlabas na lamad ang isang maliit na depresyon ay nilikha kung saan matatagpuan ang nakuhang butil. Pagkatapos ay ang diameter ng recess ay nagiging mas malaki hanggang ang napapalibutan na particle ay pumasok sa cell cytoplasm. Sa pamamagitan ng phagocytosis, ang ilang protozoa, tulad ng amoeba, ay pinapakain, pati na rin mga selula ng dugo- leukocytes at phagocytes. Sa katulad na paraan, ang mga selula ay sumisipsip ng likido na naglalaman ng mga kinakailangang sustansya. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na pinocytosis.

Ang panlabas na lamad ay malapit na konektado sa endoplasmic reticulum ng cell.

Sa maraming uri ng mga pangunahing bahagi ng tissue, ang mga protrusions, fold, at microvilli ay matatagpuan sa ibabaw ng lamad. Ang mga cell ng halaman sa labas ng shell na ito ay natatakpan ng isa pa, makapal at malinaw na nakikita sa ilalim ng mikroskopyo. Ang hibla na kanilang ginawa ay tumutulong sa pagsuporta sa mga tisyu. pinagmulan ng halaman, halimbawa, kahoy. Ang mga selula ng hayop ay mayroon ding ilang panlabas na istruktura na nakaupo sa ibabaw ng lamad ng selula. Eksklusibong proteksiyon ang mga ito sa kalikasan, isang halimbawa nito ay ang chitin na nakapaloob sa mga integumentary cell ng mga insekto.

Bilang karagdagan sa lamad ng cell, mayroong isang intracellular membrane. Ang pag-andar nito ay hatiin ang cell sa ilang mga espesyal na saradong compartment - mga compartment o organelles, kung saan dapat mapanatili ang isang tiyak na kapaligiran.

Kaya, imposibleng labis na timbangin ang papel ng naturang bahagi ng pangunahing yunit ng isang buhay na organismo bilang isang lamad ng cell. Ang istraktura at mga pag-andar ay nagsasangkot ng isang makabuluhang pagpapalawak ng kabuuang lugar ng ibabaw ng cell, pagpapabuti metabolic proseso. Ang istrukturang molekular na ito ay binubuo ng mga protina at lipid. Ang paghihiwalay ng cell mula sa panlabas na kapaligiran, tinitiyak ng lamad ang integridad nito. Sa tulong nito, ang mga intercellular bond ay pinananatili sa isang sapat na malakas na antas, na bumubuo ng mga tisyu. Sa bagay na ito, maaari nating tapusin na ang isa sa pinakamahalagang tungkulin sa cell ay nilalaro ng cell membrane. Ang istraktura at mga function na ginagampanan nito ay radikal na naiiba sa iba't ibang mga cell, depende sa kanilang layunin. Sa pamamagitan ng mga tampok na ito, nakakamit ang iba't ibang aktibidad ng physiological ng mga lamad ng cell at ang kanilang mga tungkulin sa pagkakaroon ng mga selula at tisyu.

delimitasyon ( hadlang) - paghiwalayin ang mga nilalaman ng cellular mula sa panlabas na kapaligiran;

I-regulate ang palitan sa pagitan ng cell at ng kapaligiran;

Hatiin ang mga cell sa mga compartment, o compartment, na idinisenyo para sa ilang espesyal na metabolic pathway ( naghihiwalay);

Ito ang lugar ng ilang mga reaksiyong kemikal (magaan na reaksyon ng photosynthesis sa mga chloroplast, oxidative phosphorylation sa panahon ng paghinga sa mitochondria);

Magbigay ng komunikasyon sa pagitan ng mga selula sa mga tisyu ng mga multicellular na organismo;

Transportasyon- nagdadala ng transmembrane transport.

Receptor- ay ang site ng lokalisasyon ng mga receptor site na kinikilala ang panlabas na stimuli.

Transportasyon ng mga sangkap sa pamamagitan ng lamad ay isa sa mga nangungunang pag-andar ng lamad, na nagsisiguro sa pagpapalitan ng mga sangkap sa pagitan ng cell at ng panlabas na kapaligiran. Depende sa mga gastos sa enerhiya para sa paglipat ng mga sangkap, mayroong:

passive transport, o facilitated diffusion;

aktibo (pumipili) na transportasyon na may pakikilahok ng ATP at mga enzyme.

transportasyon sa packaging ng lamad. Mayroong endocytosis (papasok sa cell) at exocytosis (sa labas ng cell) - mga mekanismo na nagdadala ng malalaking particle at macromolecules sa pamamagitan ng lamad. Sa panahon ng endocytosis, ang lamad ng plasma ay bumubuo ng isang invagination, ang mga gilid nito ay nagsasama, at ang isang vesicle ay inilalagay sa cytoplasm. Ang vesicle ay tinatanggal mula sa cytoplasm ng isang solong lamad, na bahagi ng panlabas na cytoplasmic membrane. Makilala ang pagkakaiba sa pagitan ng phagocytosis at pinocytosis. Ang phagocytosis ay ang pagsipsip ng malalaking particle, sa halip solid. Halimbawa, ang phagocytosis ng mga lymphocytes, protozoa, atbp. Ang Pinocytosis ay ang proseso ng pagkuha at pagsipsip ng mga likidong patak na may mga sangkap na natunaw dito.

Exocytosis - ang proseso ng paglabas iba't ibang sangkap mula sa selda. Sa panahon ng exocytosis, ang lamad ng vesicle o vacuole ay sumasama sa panlabas na cytoplasmic membrane. Ang mga nilalaman ng vesicle ay inalis mula sa ibabaw ng cell, at ang lamad ay kasama sa panlabas na cytoplasmic membrane.

Sa kaibuturan passive Ang transportasyon ng mga hindi nakakargahang molekula ay ang pagkakaiba sa pagitan ng mga konsentrasyon ng hydrogen at mga singil, i.e. electrochemical gradient. Ang mga sangkap ay lilipat mula sa isang lugar na may mas mataas na gradient patungo sa isang lugar na may mas mababa. Ang bilis ng transportasyon ay nakasalalay sa pagkakaiba ng gradient.

Ang simpleng pagsasabog ay ang pagdadala ng mga sangkap nang direkta sa pamamagitan ng lipid bilayer. Katangian ng mga gas, non-polar o maliit na uncharged polar molecule, natutunaw sa taba. Mabilis na tumagos ang tubig sa bilayer, dahil. maliit ang molekula nito at neutral sa kuryente. Ang pagsasabog ng tubig sa mga lamad ay tinatawag na osmosis.

Ang pagsasabog sa pamamagitan ng mga channel ng lamad ay ang transportasyon ng mga sisingilin na molekula at mga ion (Na, K, Ca, Cl) na tumagos sa lamad dahil sa pagkakaroon nito ng mga espesyal na protina na bumubuo ng channel na bumubuo ng mga pores ng tubig.

Ang pinadali na pagsasabog ay ang transportasyon ng mga sangkap sa tulong ng mga espesyal na protina ng transportasyon. Ang bawat protina ay may pananagutan para sa isang mahigpit na tinukoy na molekula o grupo ng mga kaugnay na molekula, nakikipag-ugnayan dito at gumagalaw sa lamad. Halimbawa, ang mga asukal, amino acid, nucleotides at iba pang polar molecule.

aktibong transportasyon na isinasagawa ng mga protina - carrier (ATPase) laban sa isang electrochemical gradient, na may paggasta ng enerhiya. Ang pinagmulan nito ay mga molekulang ATP. Halimbawa, ang sodium-potassium pump.

Ang konsentrasyon ng potasa sa loob ng cell ay mas mataas kaysa sa labas nito, at sodium - vice versa. Samakatuwid, ang mga potassium at sodium cations ay passive na nagkakalat sa kahabaan ng gradient ng konsentrasyon sa pamamagitan ng mga pores ng tubig ng lamad. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang pagkamatagusin ng lamad para sa mga potassium ions ay mas mataas kaysa sa mga sodium ions. Alinsunod dito, ang potassium ay mas mabilis na lumalabas sa cell kaysa sa sodium sa cell. Gayunpaman, para sa normal na paggana ng cell, kinakailangan ang isang tiyak na ratio ng 3 potassium at 2 sodium ions. Samakatuwid, mayroong sodium-potassium pump sa lamad, na aktibong nagbobomba ng sodium palabas ng cell, at potassium sa cell. Ang pump na ito ay isang transmembrane membrane protein na may kakayahang mag-rearrange ng conformational. Samakatuwid, maaari itong ilakip sa sarili nito kapwa potassium ions at sodium ions (antiport). Ang proseso ay masinsinang enerhiya:

Ang mga sodium ions at isang molekula ng ATP ay pumapasok sa pump protein mula sa loob ng lamad, at mga potassium ions mula sa labas.

Ang mga sodium ions ay pinagsama sa isang molekula ng protina, at ang protina ay nakakakuha ng aktibidad ng ATPase, i.e. ang kakayahang magdulot ng ATP hydrolysis, na sinamahan ng pagpapalabas ng enerhiya na nagtutulak sa bomba.

Ang phosphate na inilabas sa panahon ng ATP hydrolysis ay nakakabit sa protina, i.e. phosphorylates ng isang protina.

Ang Phosphorylation ay nagdudulot ng pagbabago sa conformational sa protina, hindi nito kayang panatilihin ang mga sodium ions. Pinakawalan sila at lumabas ng selda.

Ang bagong conformation ng protina ay nagtataguyod ng pagdaragdag ng mga potassium ions dito.

Ang pagdaragdag ng mga potassium ions ay nagiging sanhi ng dephosphorylation ng protina. Muli niyang binago ang kanyang anyo.

Ang pagbabago sa conformation ng protina ay humahantong sa paglabas ng mga potassium ions sa loob ng cell.

Ang protina ay muling handa na ilakip ang mga sodium ions sa sarili nito.

Sa isang cycle ng operasyon, ang pump ay nagbobomba ng 3 sodium ions palabas ng cell at nagbomba ng 2 potassium ions.

Cytoplasm- isang obligadong bahagi ng cell, na nakapaloob sa pagitan ng surface apparatus ng cell at ng nucleus. Ito ay isang kumplikadong heterogenous structural complex, na binubuo ng:

hyaloplasm

organelles (permanenteng bahagi ng cytoplasm)

inclusions - pansamantalang bahagi ng cytoplasm.

cytoplasmic matrix(hyaloplasm) ay ang panloob na nilalaman ng cell - isang walang kulay, makapal at transparent na colloidal na solusyon. Ang mga bahagi ng cytoplasmic matrix ay nagsasagawa ng mga proseso ng biosynthesis sa cell, naglalaman ng mga enzyme na kinakailangan para sa pagbuo ng enerhiya, pangunahin dahil sa anaerobic glycolysis.

Mga pangunahing katangian ng cytoplasmic matrix.

Tinutukoy ang mga colloidal na katangian ng cell. Kasama ang mga intracellular membrane ng vacuolar system, maaari itong ituring bilang isang highly heterogenous o multiphase colloidal system.

Nagbibigay ng pagbabago sa lagkit ng cytoplasm, ang paglipat mula sa isang gel (mas makapal) sa isang sol (mas likido), na nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng panlabas at panloob na mga kadahilanan.

Nagbibigay ng cyclosis, amoeboid movement, cell division at paggalaw ng pigment sa chromatophores.

Tinutukoy ang polarity ng lokasyon ng mga bahagi ng intracellular.

Nagbibigay ng mga mekanikal na katangian ng mga cell - pagkalastiko, kakayahang pagsamahin, katigasan.

Mga organel- mga permanenteng istruktura ng cellular na tinitiyak ang pagganap ng mga partikular na function ng cell. Depende sa mga tampok ng istraktura, mayroong:

membranous organelles - may istraktura ng lamad. Maaari silang maging single-membrane (ER, Golgi apparatus, lysosomes, vacuoles ng mga cell ng halaman). Dobleng lamad (mitochondria, plastids, nucleus).

Non-membrane organelles - walang istraktura ng lamad (chromosome, ribosome, cell center, cytoskeleton).

General purpose organelles - katangian ng lahat ng mga cell: nucleus, mitochondria, cell center, Golgi apparatus, ribosomes, ER, lysosomes. Kung ang mga organelle ay katangian ng ilang uri ng mga selula, tinatawag silang mga espesyal na organel (halimbawa, myofibrils na kumukuha ng fiber ng kalamnan).

Endoplasmic reticulum- isang solong tuluy-tuloy na istraktura, ang lamad na bumubuo ng maraming invaginations at folds na mukhang tubules, microvacuoles at malalaking cisterns. Ang mga lamad ng EPS, sa isang banda, ay nauugnay sa cell cytoplasmic membrane, at sa kabilang banda, sa panlabas na kaluban nuclear membrane.

Mayroong dalawang uri ng EPS - magaspang at makinis.

Sa magaspang o butil-butil na ER, ang mga cistern at tubules ay nauugnay sa mga ribosom. ay ang panlabas na bahagi ng lamad. Walang koneksyon sa mga ribosom sa isang makinis o agranular na EPS. Ito ang loob ng lamad.

Panlabas na lamad ng cell (plasmalemma, cytolemma, plasma membrane) ng mga selula ng hayop natatakpan sa labas (i.e., sa gilid na hindi nakikipag-ugnayan sa cytoplasm) na may isang layer ng oligosaccharide chain na covalently na nakakabit sa mga protina ng lamad (glycoproteins) at, sa mas mababang lawak, sa mga lipid (glycolipids). Tinatawag itong carbohydrate coating ng lamad glycocalyx. Ang layunin ng glycocalyx ay hindi pa masyadong malinaw; may isang pagpapalagay na ang istrakturang ito ay nakikibahagi sa mga proseso ng intercellular recognition.

Sa mga selula ng halaman sa ibabaw ng panlabas na lamad ng cell ay isang siksik na selulusa na layer na may mga pores kung saan ang komunikasyon ay isinasagawa sa pagitan ng mga kalapit na selula sa pamamagitan ng mga cytoplasmic bridge.

Mga cell mga kabute sa ibabaw ng plasmalemma - isang siksik na layer chitin.

Sa bakterya – mureina.

Mga katangian ng biological membranes

1. Kakayahang mag-ipon ng sarili pagkatapos ng mapanirang epekto. Ang pag-aari na ito ay tinutukoy ng mga katangiang physicochemical ng mga molekulang phospholipid, na nasa may tubig na solusyon ay pinagsama-sama upang ang mga hydrophilic na dulo ng mga molekula ay lumiko palabas, at ang mga hydrophobic na dulo ay lumiko papasok. Ang mga protina ay maaaring isama sa mga yari na phospholipid layer. Ang kakayahang mag-ipon ng sarili ay mahalaga sa antas ng cellular.

2. Semi-permeability(selectivity sa paghahatid ng mga ion at molekula). Tinitiyak ang pagpapanatili ng katatagan ng ionic at molekular na komposisyon sa cell.

3. Pagkalikido ng lamad. Ang mga lamad ay hindi matibay na mga istruktura; sila ay patuloy na nagbabago dahil sa pag-ikot at oscillatory na paggalaw ng mga molekula ng lipid at protina. Nagbibigay ito ng mataas na rate ng daloy ng enzymatic at iba pa mga proseso ng kemikal sa mga lamad.

4. Ang mga fragment ng lamad ay walang libreng dulo, dahil sarado sila sa mga bula.

Mga pag-andar ng panlabas na lamad ng cell (plasmalemma)

Ang mga pangunahing tungkulin ng plasmalemma ay ang mga sumusunod: 1) barrier, 2) receptor, 3) exchange, 4) transport.

1. pag-andar ng hadlang. Ito ay ipinahayag sa katotohanan na ang plasmalemma ay naglilimita sa mga nilalaman ng cell, na naghihiwalay dito mula sa panlabas na kapaligiran, at ang mga intracellular membrane ay naghahati sa cytoplasm sa magkahiwalay na reaksyonaryo. mga compartment.

2. function ng receptor. Ang isa sa pinakamahalagang pag-andar ng plasmalemma ay upang matiyak ang komunikasyon (koneksyon) ng cell sa panlabas na kapaligiran sa pamamagitan ng receptor apparatus na naroroon sa mga lamad, na may likas na protina o glycoprotein. Ang pangunahing pag-andar ng mga pagbuo ng receptor ng plasmalemma ay ang pagkilala sa mga panlabas na signal, dahil sa kung saan ang mga cell ay wastong nakatuon at bumubuo ng mga tisyu sa proseso ng pagkita ng kaibhan. Ang aktibidad ng iba't ibang mga sistema ng regulasyon, pati na rin ang pagbuo ng isang immune response, ay nauugnay sa function ng receptor.

pagpapalit function ay tinutukoy ng nilalaman ng mga protina ng enzyme sa mga biological membrane, na mga biological catalyst. Ang kanilang aktibidad ay nag-iiba depende sa pH ng daluyan, temperatura, presyon, ang konsentrasyon ng parehong substrate at ang enzyme mismo. Tinutukoy ng mga enzyme ang intensity ng mga pangunahing reaksyon metabolismo, pati na rin oryentasyon.

Pag-andar ng transportasyon ng mga lamad. Ang lamad ay nagbibigay ng pumipili na pagtagos sa cell at mula sa cell patungo sa kapaligiran ng iba't ibang mga kemikal. Ang transportasyon ng mga sangkap ay kinakailangan upang mapanatili ang naaangkop na pH sa cell, ang tamang konsentrasyon ng ionic, na nagsisiguro sa kahusayan ng mga cellular enzymes. Ang transportasyon ay nagbibigay ng mga sustansya na nagsisilbing pinagmumulan ng enerhiya, gayundin ang materyal para sa pagbuo ng iba't ibang bahagi ng cellular. Depende ito sa pag-alis ng nakakalason na basura mula sa cell, ang pagtatago ng iba't ibang kapaki-pakinabang na mga sangkap at ang paglikha ng mga ionic gradient na kinakailangan para sa aktibidad ng nerve at kalamnan. Ang mga pagbabago sa bilis ng paglipat ng mga sangkap ay maaaring humantong sa mga kaguluhan sa mga bioenergetic na proseso, metabolismo ng tubig-asin, excitability at iba pang mga proseso. Ang pagwawasto ng mga pagbabagong ito ay sumasailalim sa pagkilos ng maraming gamot.

Mayroong dalawang pangunahing paraan kung saan ang mga sangkap ay pumapasok sa cell at palabas ng cell patungo sa panlabas na kapaligiran;

passive na transportasyon,

aktibong transportasyon.

Passive na transportasyon napupunta sa kahabaan ng gradient ng kemikal o electrochemical na konsentrasyon nang walang paggasta ng enerhiya ng ATP. Kung ang molekula ng transported substance ay walang bayad, kung gayon ang direksyon ng passive transport ay tinutukoy lamang ng pagkakaiba sa konsentrasyon ng sangkap na ito sa magkabilang panig ng lamad (chemical concentration gradient). Kung ang molekula ay sinisingil, kung gayon ang transportasyon nito ay apektado ng parehong gradient ng konsentrasyon ng kemikal at ang gradient ng kuryente (potensyal ng lamad).

Ang parehong mga gradient na magkasama ay bumubuo ng isang electrochemical gradient. Ang passive transport ng mga substance ay maaaring isagawa sa dalawang paraan: simpleng diffusion at facilitated diffusion.

Sa simpleng pagsasabog ang mga ion ng asin at tubig ay maaaring tumagos sa mga piling channel. Ang mga channel na ito ay nabuo ng ilang transmembrane protein na bumubuo ng mga end-to-end na mga daanan ng transportasyon na bukas nang permanente o sa loob lamang ng maikling panahon. Sa pamamagitan ng mga pumipili na channel, ang iba't ibang mga molekula ay tumagos, na may sukat at singil na naaayon sa mga channel.

May isa pang paraan ng simpleng pagsasabog - ito ang pagsasabog ng mga sangkap sa pamamagitan ng lipid bilayer, kung saan madaling dumaan ang mga natutunaw na taba at tubig. Ang lipid bilayer ay hindi natatagusan ng mga naka-charge na molekula (ions), at kasabay nito, ang mga hindi nakakargahang maliliit na molekula ay maaaring malayang magkalat, at kung mas maliit ang molekula, mas mabilis itong maihatid. Ang medyo mataas na rate ng pagsasabog ng tubig sa pamamagitan ng lipid bilayer ay tiyak dahil sa maliit na sukat ng mga molekula nito at ang kawalan ng singil.

Sa pinadali na pagsasabog ang mga protina ay kasangkot sa transportasyon ng mga sangkap - mga carrier na gumagana sa prinsipyo ng "ping-pong". Sa kasong ito, ang protina ay umiiral sa dalawang conformational state: sa "pong" na estado, ang mga nagbubuklod na site ng transported substance ay bukas sa labas ng bilayer, at sa "ping" na estado, ang parehong mga site ay bukas sa kabilang gilid. Ang prosesong ito ay nababaligtad. Mula sa aling bahagi ang lugar na nagbubuklod ng isang substansiya ay magbubukas sa isang partikular na oras ay depende sa gradient ng konsentrasyon ng sangkap na ito.

Sa ganitong paraan, ang mga asukal at amino acid ay dumadaan sa lamad.

Sa pinadali na pagsasabog, ang rate ng transportasyon ng mga sangkap ay tumataas nang malaki kumpara sa simpleng pagsasabog.

Bilang karagdagan sa mga protina ng carrier, ang ilang mga antibiotic, tulad ng gramicidin at valinomycin, ay kasangkot sa pinadali na pagsasabog.

Dahil nagbibigay sila ng ion transport, tinawag sila ionophores.

Aktibong transportasyon ng mga sangkap sa cell. Ang ganitong uri ng transportasyon ay palaging kasama ang halaga ng enerhiya. Ang pinagmumulan ng enerhiya na kailangan para sa aktibong transportasyon ay ATP. Ang isang tampok na katangian ng ganitong uri ng transportasyon ay na ito ay isinasagawa sa dalawang paraan:

sa tulong ng mga enzyme na tinatawag na ATPase;

transportasyon sa packaging ng lamad (endocytosis).

SA ang panlabas na lamad ng cell ay naglalaman ng mga protina ng enzyme tulad ng ATPase, na ang tungkulin ay magbigay ng aktibong transportasyon mga ion laban sa isang gradient ng konsentrasyon. Dahil nagbibigay sila ng transportasyon ng mga ions, ang prosesong ito ay tinatawag na isang ion pump.

Mayroong apat na pangunahing sistema ng transportasyon ng ion sa selula ng hayop. Tatlo sa kanila ang nagbibigay ng paglipat sa pamamagitan ng biological membranes.Na + at K +, Ca +, H +, at ang pang-apat - ang paglipat ng mga proton sa panahon ng operasyon ng mitochondrial respiratory chain.

Ang isang halimbawa ng isang aktibong mekanismo ng transportasyon ng ion ay sodium-potassium pump sa mga selula ng hayop. Ito ay nagpapanatili ng isang pare-pareho na konsentrasyon ng sodium at potassium ions sa cell, na naiiba sa konsentrasyon ng mga sangkap na ito sa kapaligiran: karaniwan, mayroong mas kaunting mga sodium ions sa cell kaysa sa kapaligiran, at mas maraming potasa.

Bilang resulta, ayon sa mga batas ng simpleng pagsasabog, ang potassium ay may posibilidad na umalis sa cell, at ang sodium ay kumakalat sa cell. Sa kaibahan sa simpleng diffusion, ang sodium-potassium pump ay patuloy na nagbobomba ng sodium mula sa cell at nag-iinject ng potassium: para sa tatlong molecule ng sodium na itinapon, mayroong dalawang molecule ng potassium na ipinapasok sa cell.

Ang transportasyon ng sodium-potassium ions na ito ay sinisiguro ng ATP-dependent enzyme, na naka-localize sa lamad sa paraang tumagos sa buong kapal nito. Ang sodium at ATP ay pumapasok sa enzyme na ito mula sa loob ng lamad, at potassium mula sa sa labas.

Ang paglipat ng sodium at potassium sa buong lamad ay nangyayari bilang isang resulta ng mga pagbabago sa conformational na nararanasan ng sodium-potassium-dependent ATPase, na ina-activate kapag ang konsentrasyon ng sodium sa loob ng cell o potassium sa kapaligiran ay tumaas.

Ang ATP hydrolysis ay kinakailangan para mapagana ang pump na ito. Ang prosesong ito ay ibinibigay ng parehong enzyme na sodium-potassium-dependent ATP-ase. Kasabay nito, higit sa isang-katlo ng ATP na natupok ng selula ng hayop sa pamamahinga ay ginugol sa gawain ng sodium - potassium pump.

Ang paglabag sa wastong paggana ng sodium - potassium pump ay humahantong sa iba't ibang malubhang sakit.

Ang kahusayan ng pump na ito ay lumampas sa 50%, na hindi nakamit ng mga pinaka-advanced na makina na nilikha ng tao.

Maraming mga aktibong sistema ng transportasyon ay hinihimok ng enerhiya na nakaimbak sa mga ionic gradient sa halip na sa pamamagitan ng direktang hydrolysis ng ATP. Ang lahat ng mga ito ay gumagana bilang mga sistema ng cotransport (na nagpapadali sa transportasyon ng mga mababang molekular na timbang na mga compound). Halimbawa, ang aktibong transportasyon ng ilang mga asukal at amino acid sa mga selula ng hayop ay tinutukoy ng gradient ng sodium ion, at kung mas mataas ang gradient ng sodium ion, mas malaki ang rate ng pagsipsip ng glucose. Sa kabaligtaran, kung ang konsentrasyon ng sodium sa intercellular space ay makabuluhang bumababa, hihinto ang transportasyon ng glucose. Sa kasong ito, ang sodium ay dapat sumali sa sodium - dependent glucose carrier protein, na mayroong dalawang binding site: isa para sa glucose, ang isa para sa sodium. Ang mga sodium ions na tumagos sa cell ay nag-aambag sa pagpapakilala ng carrier protein sa cell kasama ng glucose. Ang mga sodium ions na pumasok sa cell kasama ang glucose ay ibinubo pabalik ng sodium-potassium-dependent ATPase, na, sa pamamagitan ng pagpapanatili ng sodium concentration gradient, ay hindi direktang kinokontrol ang transportasyon ng glucose.

Transport ng mga sangkap sa packaging ng lamad. Ang malalaking molekula ng biopolymer ay halos hindi makakapasok sa plasmalemma ng alinman sa mga inilarawan sa itaas na mekanismo ng transportasyon ng mga sangkap sa cell. Ang mga ito ay nakuha ng cell at hinihigop sa pakete ng lamad, na tinatawag na endositosis. Ang huli ay pormal na nahahati sa phagocytosis at pinocytosis. Ang pagkuha ng mga solidong particle ng cell ay phagocytosis, at likido - pinocytosis. Sa panahon ng endocytosis, ang mga sumusunod na yugto ay sinusunod:

pagtanggap ng hinihigop na sangkap dahil sa mga receptor sa lamad ng cell;

invagination ng lamad na may pagbuo ng isang bubble (vesicles);

paghihiwalay ng endocytic vesicle mula sa lamad na may paggasta ng enerhiya - pagbuo ng phagosome at pagpapanumbalik ng integridad ng lamad;

Pagsasama ng phagosome na may lysosome at pagbuo mga phagolysosome (digestive vacuole) kung saan nangyayari ang pagtunaw ng mga hinihigop na particle;

pag-alis ng hindi natutunaw na materyal sa phagolysosome mula sa cell ( exocytosis).

Sa kaharian ng hayop endositosis ay isang katangiang paraan ng pagpapakain ng maraming unicellular na organismo (halimbawa, sa amoebas), at sa mga multicellular na organismo ang ganitong uri ng pagtunaw ng mga particle ng pagkain ay matatagpuan sa mga endodermal na selula sa mga coelenterates. Tulad ng para sa mga mammal at tao, mayroon silang isang reticulo-histio-endothelial system ng mga cell na may kakayahang endocytosis. Ang mga halimbawa ay mga leukocyte ng dugo at mga selulang Kupffer ng atay. Ang huli ay linya sa tinatawag na sinusoidal capillaries ng atay at kumukuha ng iba't ibang mga dayuhang particle na nasuspinde sa dugo. Exocytosis- ito rin ay isang paraan ng pag-alis mula sa cell ng isang multicellular na organismo ang substrate na itinago nito, na kinakailangan para sa paggana ng iba pang mga selula, tisyu at organo.

9.5.1. Ang isa sa mga pangunahing pag-andar ng mga lamad ay ang pakikilahok sa transportasyon ng mga sangkap. Ang prosesong ito ay ibinibigay ng tatlong pangunahing mekanismo: simpleng pagsasabog, pinadali na pagsasabog at aktibong transportasyon (Larawan 9.10). Tandaan pangunahing tampok ng mga mekanismong ito at mga halimbawa ng mga dinadalang sangkap sa bawat kaso.

Larawan 9.10. Mga mekanismo ng transportasyon ng mga molekula sa buong lamad

simpleng pagsasabog- paglipat ng mga sangkap sa pamamagitan ng lamad nang walang pakikilahok ng mga espesyal na mekanismo. Ang transportasyon ay nangyayari sa isang gradient ng konsentrasyon nang walang pagkonsumo ng enerhiya. Maliit na biomolecules - H2O, CO2, O2, urea, hydrophobic low molekular weight substances ay dinadala sa pamamagitan ng simpleng diffusion. Ang rate ng simpleng pagsasabog ay proporsyonal sa gradient ng konsentrasyon.

Pinadali ang pagsasabog- ang paglipat ng mga sangkap sa buong lamad gamit ang mga channel ng protina o mga espesyal na protina ng carrier. Isinasagawa ito kasama ang gradient ng konsentrasyon nang walang pagkonsumo ng enerhiya. Ang mga monosaccharides, amino acid, nucleotides, gliserol, ilang mga ion ay dinadala. Ang saturation kinetics ay katangian - sa isang tiyak na (saturating) na konsentrasyon ng inilipat na sangkap, ang lahat ng mga molekula ng carrier ay nakikibahagi sa paglipat at ang bilis ng transportasyon ay umabot sa isang limitadong halaga.

aktibong transportasyon- nangangailangan din ng pakikilahok ng mga espesyal na protina ng carrier, ngunit ang paglipat ay nangyayari laban sa isang gradient ng konsentrasyon at samakatuwid ay nangangailangan ng enerhiya. Sa tulong ng mekanismong ito, ang Na+, K+, Ca2+, Mg2+ ions ay dinadala sa pamamagitan ng cell membrane, at mga proton sa pamamagitan ng mitochondrial membrane. Ang aktibong transportasyon ng mga sangkap ay nailalarawan sa pamamagitan ng saturation kinetics.

9.5.2. Isang halimbawa pamamaraang Transportasyon, na nagdadala ng aktibong transportasyon ng mga ion, ay Na +, K + -adenosine triphosphatase (Na +, K + -ATPase o Na +, K + - pump). Ang protina na ito ay matatagpuan sa kapal ng lamad ng plasma at nagagawang catalyze ang reaksyon ng ATP hydrolysis. Ang enerhiya na inilabas sa panahon ng hydrolysis ng 1 ATP molecule ay ginagamit upang ilipat ang 3 Na + ions mula sa cell patungo sa extracellular space at 2 K + ions sa tapat na direksyon (Larawan 9.11). Bilang resulta ng pagkilos ng Na + , K + -ATPase, isang pagkakaiba sa konsentrasyon ang nalikha sa pagitan ng cytosol ng cell at ng extracellular fluid. Dahil ang transportasyon ng mga ions ay hindi katumbas, isang pagkakaiba sa mga potensyal na elektrikal ay lumitaw. Kaya, lumitaw ang isang potensyal na electrochemical, na kung saan ay ang kabuuan ng enerhiya ng pagkakaiba sa mga potensyal na elektrikal Δφ at ang enerhiya ng pagkakaiba sa mga konsentrasyon ng mga sangkap ΔС sa magkabilang panig ng lamad.

Larawan 9.11. Scheme ng Na+, K+ -pump.

9.5.3. Ilipat sa pamamagitan ng mga lamad ng mga particle at macromolecular compound

Kasama ng transportasyon organikong bagay at mga ion na isinasagawa ng mga carrier, mayroong isang napakaespesyal na mekanismo sa cell na idinisenyo para sa pagsipsip ng cell at pag-alis mula dito ng mga high-molecular compound sa pamamagitan ng pagbabago ng hugis ng biomembrane. Ang ganitong mekanismo ay tinatawag transportasyon ng vesicular.

Larawan 9.12. Mga uri ng vesicular transport: 1 - endocytosis; 2 - exocytosis.

Sa panahon ng paglipat ng mga macromolecule, nangyayari ang sunud-sunod na pagbuo at pagsasanib ng mga vesicle (vesicles) na napapalibutan ng isang lamad. Ayon sa direksyon ng transportasyon at likas na katangian ng mga inilipat na sangkap, ang mga sumusunod na uri ng vesicular transport ay nakikilala:

Endositosis(Figure 9.12, 1) - ang paglipat ng mga sangkap sa cell. Depende sa laki ng mga nagresultang vesicle, mayroong:

A) pinocytosis - pagsipsip ng likido at dissolved macromolecules (protina, polysaccharides, mga nucleic acid) gamit ang maliliit na bula (150 nm ang lapad);

b) phagocytosis — pagsipsip ng malalaking particle, tulad ng mga microorganism o cell debris. Sa kasong ito, ang mga malalaking vesicle ay nabuo, na tinatawag na mga phagosome na may diameter na higit sa 250 nm.

Ang Pinocytosis ay katangian ng karamihan sa mga eukaryotic na selula, habang ang mga malalaking particle ay hinihigop ng mga dalubhasang selula - leukocytes at macrophage. Sa unang yugto ng endocytosis, ang mga sangkap o mga particle ay na-adsorbed sa ibabaw ng lamad; ang prosesong ito ay nangyayari nang walang pagkonsumo ng enerhiya. Sa susunod na yugto, ang lamad na may adsorbed substance ay lumalalim sa cytoplasm; ang mga resultang lokal na invaginations ng plasma lamad ay laced mula sa ibabaw ng cell, na bumubuo ng mga vesicle, na pagkatapos ay lumipat sa cell. Ang prosesong ito ay konektado sa pamamagitan ng isang sistema ng mga microfilament at umaasa sa enerhiya. Ang mga vesicle at phagosomes na pumapasok sa cell ay maaaring sumanib sa mga lysosome. Ang mga enzyme na nakapaloob sa mga lysosome ay sumisira sa mga sangkap na nasa mga vesicle at phagosome sa mga produktong mababa ang molecular weight (amino acids, monosaccharides, nucleotides), na dinadala sa cytosol, kung saan maaari silang magamit ng cell.

Exocytosis(Figure 9.12, 2) - ang paglipat ng mga particle at malalaking compound mula sa cell. Ang prosesong ito, tulad ng endocytosis, ay nagpapatuloy sa pagsipsip ng enerhiya. Ang mga pangunahing uri ng exocytosis ay:

A) pagtatago - pag-alis mula sa cell ng mga compound na nalulusaw sa tubig na ginagamit o nakakaapekto sa iba pang mga selula ng katawan. Maaari itong isagawa ng parehong hindi espesyal na mga cell at mga cell mga glandula ng Endocrine, mauhog gastrointestinal tract, inangkop para sa pagtatago ng mga sangkap na kanilang ginagawa (mga hormone, neurotransmitter, proenzymes) depende sa mga partikular na pangangailangan ng katawan.

Ang mga sikretong protina ay na-synthesize sa mga ribosom na nauugnay sa mga lamad ng magaspang na endoplasmic reticulum. Ang mga protina na ito ay dinadala sa Golgi apparatus, kung saan sila ay binago, puro, pinagsunod-sunod, at pagkatapos ay nakabalot sa mga vesicle, na nahati sa cytosol at pagkatapos ay nagsasama sa lamad ng plasma upang ang mga nilalaman ng mga vesicle ay nasa labas ng cell.

Hindi tulad ng mga macromolecule, ang maliliit na sikretong particle, tulad ng mga proton, ay dinadala palabas ng cell gamit ang pinadali na pagsasabog at mga aktibong mekanismo ng transportasyon.

b) paglabas - pag-alis mula sa cell ng mga sangkap na hindi maaaring gamitin (halimbawa, ang pag-alis ng isang reticular substance mula sa reticulocytes sa panahon ng erythropoiesis, na isang pinagsama-samang labi ng mga organelles). Ang mekanismo ng paglabas, tila, ay binubuo sa katotohanan na sa una ang mga excreted na particle ay nasa cytoplasmic vesicle, na pagkatapos ay sumasama sa lamad ng plasma.

lamad ng cell

Larawan ng isang cell membrane. Ang mga maliliit na asul at puting bola ay tumutugma sa hydrophobic na "mga ulo" ng mga phospholipid, at ang mga linya na nakakabit sa kanila ay tumutugma sa hydrophilic na "mga buntot". Ang figure ay nagpapakita lamang ng mga integral na protina ng lamad (mga pulang globule at dilaw na helice). Mga dilaw na oval na tuldok sa loob ng lamad - mga molekula ng kolesterol Dilaw-berdeng mga tanikala ng mga kuwintas sa labas ng lamad - mga oligosaccharide chain na bumubuo sa glycocalyx

Kasama rin sa biological membrane ang iba't ibang mga protina: integral (nakapasok sa lamad sa pamamagitan ng), semi-integral (nalulubog sa isang dulo sa panlabas o panloob na layer ng lipid), ibabaw (na matatagpuan sa panlabas o katabi ng panloob na panig mga lamad). Ang ilang mga protina ay ang mga punto ng pakikipag-ugnay ng lamad ng cell na may cytoskeleton sa loob ng cell, at ang cell wall (kung mayroon man) sa labas. Ang ilan sa mga integral na protina ay gumaganap bilang mga channel ng ion, iba't ibang transporter, at mga receptor.

Mga pag-andar

• hadlang - nagbibigay ng regulated, selective, passive at active metabolism sa kapaligiran. Halimbawa, pinoprotektahan ng peroxisome membrane ang cytoplasm mula sa mga peroxide na mapanganib sa cell. Nangangahulugan ang selective permeability na ang permeability ng isang lamad sa iba't ibang mga atomo o molekula ay nakasalalay sa kanilang sukat, singil ng kuryente at mga katangian ng kemikal. Tinitiyak ng selective permeability ang paghihiwalay ng cell at cellular compartments mula sa kapaligiran at nagbibigay sa kanila ng mga kinakailangang sangkap.
• transportasyon - sa pamamagitan ng lamad mayroong isang transportasyon ng mga sangkap sa cell at palabas ng cell. Ang transportasyon sa mga lamad ay nagbibigay ng: paghahatid sustansya, pag-alis ng mga pangwakas na produkto ng metabolismo, pagtatago ng iba't ibang mga sangkap, paglikha ng mga ionic gradients, pagpapanatili ng pinakamainam na konsentrasyon ng mga ions sa cell, na kinakailangan para sa paggana ng mga cellular enzymes.
  Ang mga particle na sa ilang kadahilanan ay hindi makatawid sa phospholipid bilayer (halimbawa, dahil sa hydrophilic properties, dahil ang lamad ay hydrophobic sa loob at hindi pinapayagan ang hydrophilic substance na dumaan, o dahil sa kanilang malaking sukat), ngunit kinakailangan para sa cell , ay maaaring tumagos sa lamad sa pamamagitan ng mga espesyal na carrier protein (transporter) at channel protein o sa pamamagitan ng endocytosis.
  Sa passive transport, ang mga sangkap ay tumatawid sa lipid bilayer nang walang paggasta ng enerhiya kasama ang gradient ng konsentrasyon sa pamamagitan ng pagsasabog. Ang isang variant ng mekanismong ito ay pinadali ang pagsasabog, kung saan ang isang tiyak na molekula ay tumutulong sa isang sangkap na dumaan sa lamad. Maaaring may channel ang molekula na ito na nagpapahintulot lamang sa isang uri ng substance na dumaan.
  Ang aktibong transportasyon ay nangangailangan ng enerhiya, dahil ito ay nangyayari laban sa isang gradient ng konsentrasyon. May mga espesyal na pump protein sa lamad, kabilang ang ATPase, na aktibong nagbomba ng potassium ions (K +) sa cell at nagbomba ng sodium ions (Na +) palabas dito.
• matrix - nagbibigay ng isang tiyak na kamag-anak na posisyon at oryentasyon ng mga protina ng lamad, ang kanilang pinakamainam na pakikipag-ugnayan.
• mekanikal - tinitiyak ang awtonomiya ng cell, ang mga intracellular na istruktura nito, pati na rin ang koneksyon sa iba pang mga cell (sa mga tisyu). Ang mga pader ng cell ay may mahalagang papel sa pagbibigay ng mekanikal na function, at sa mga hayop - intercellular substance.
• enerhiya - sa panahon ng photosynthesis sa mga chloroplast at cellular respiration sa mitochondria, ang mga sistema ng paglipat ng enerhiya ay nagpapatakbo sa kanilang mga lamad, kung saan ang mga protina ay nakikilahok din;
• receptor - ilang mga protina na matatagpuan sa lamad ay mga receptor (mga molekula kung saan nakikita ng cell ang ilang mga signal).
  Halimbawa, ang mga hormone na umiikot sa dugo ay kumikilos lamang sa mga target na selula na may mga receptor na tumutugma sa mga hormone na ito. Mga Neurotransmitter ( mga kemikal na sangkap, na tinitiyak ang pagpapadaloy ng mga nerve impulses) ay nagbubuklod din sa mga partikular na protina ng receptor ng mga target na selula.
• enzymatic - ang mga protina ng lamad ay kadalasang mga enzyme. Halimbawa, mga lamad ng plasma Ang mga epithelial cell ng bituka ay naglalaman ng mga digestive enzymes.
• pagpapatupad ng henerasyon at pagpapadaloy ng mga biopotential.
  Sa tulong ng lamad, ang isang pare-parehong konsentrasyon ng mga ion ay pinananatili sa cell: ang konsentrasyon ng K + ion sa loob ng cell ay mas mataas kaysa sa labas, at ang konsentrasyon ng Na + ay mas mababa, na napakahalaga, dahil pinapanatili nito ang potensyal na pagkakaiba sa buong lamad at bumubuo ng isang nerve impulse.
• cell marking - may mga antigen sa lamad na nagsisilbing marker - "mga label" na nagpapahintulot sa cell na makilala. Ito ay mga glycoprotein (iyon ay, mga protina na may mga branched oligosaccharide side chain na nakakabit sa kanila) na gumaganap ng papel na "mga antena". Dahil sa napakaraming mga configuration ng side chain, posibleng gumawa ng partikular na marker para sa bawat uri ng cell. Sa tulong ng mga marker, maaaring makilala ng mga cell ang iba pang mga cell at kumilos kasabay ng mga ito, halimbawa, kapag bumubuo ng mga organo at tisyu. Pinapayagan din nito ang immune system na makilala ang mga dayuhang antigens.

Istraktura at komposisyon ng biomembranes

Ang mga lamad ay binubuo ng tatlong klase ng mga lipid: phospholipids, glycolipids, at cholesterol. Phospholipids at glycolipids (lipids na may carbohydrates na nakakabit sa kanila) ay binubuo ng dalawang mahabang hydrophobic hydrocarbon "tails" na nauugnay sa isang charged hydrophilic "head". Pinatitigas ng kolesterol ang lamad sa pamamagitan ng pag-okupa sa libreng puwang sa pagitan ng mga hydrophobic lipid tail at pinipigilan ang mga ito na yumuko. Samakatuwid, ang mga lamad na may mababang nilalaman ng kolesterol ay mas nababaluktot, habang ang mga may mataas na nilalaman ng kolesterol ay mas matibay at malutong. Ang kolesterol ay nagsisilbi rin bilang "stopper" na pumipigil sa paggalaw ng mga polar molecule mula at papunta sa cell. Ang isang mahalagang bahagi ng lamad ay binubuo ng mga protina na tumatagos dito at responsable para sa iba't ibang katangian ng mga lamad. Ang kanilang komposisyon at oryentasyon sa iba't ibang mga lamad ay naiiba.

Ang mga lamad ng cell ay madalas na walang simetriko, iyon ay, ang mga layer ay naiiba sa komposisyon ng lipid, ang paglipat ng isang indibidwal na molekula mula sa isang layer patungo sa isa pa (ang tinatawag na tsinelas) ay mahirap.

Mga organel ng lamad

Ang mga ito ay sarado na solong o magkakaugnay na mga seksyon ng cytoplasm, na pinaghihiwalay mula sa hyaloplasm ng mga lamad. Kabilang sa mga single-membrane organelles ang endoplasmic reticulum, Golgi apparatus, lysosomes, vacuoles, peroxisomes; sa dalawang-lamad - nucleus, mitochondria, plastids. Ang istraktura ng mga lamad ng iba't ibang organelles ay naiiba sa komposisyon ng mga lipid at mga protina ng lamad.

Selective permeability

Ang mga lamad ng cell ay may pumipili na pagkamatagusin: ang glucose, amino acid, fatty acid, gliserol at mga ion ay dahan-dahang kumakalat sa kanila, at ang mga lamad mismo ay aktibong kinokontrol ang prosesong ito sa isang tiyak na lawak - ang ilang mga sangkap ay dumadaan, habang ang iba ay hindi. Mayroong apat na pangunahing mekanismo para sa pagpasok ng mga sangkap sa cell o ang kanilang pag-alis mula sa cell patungo sa labas: pagsasabog, osmosis, aktibong transportasyon at exo- o endocytosis. Ang unang dalawang proseso ay pasibo sa kalikasan, iyon ay, hindi sila nangangailangan ng enerhiya; ang huling dalawa ay mga aktibong proseso na nauugnay sa pagkonsumo ng enerhiya.

Ang pumipili na pagkamatagusin ng lamad sa panahon ng passive transport ay dahil sa mga espesyal na channel - integral na mga protina. Sila ay tumagos sa lamad sa pamamagitan at sa pamamagitan ng, na bumubuo ng isang uri ng daanan. Ang mga elementong K, Na at Cl ay may sariling mga channel. Sa paggalang sa gradient ng konsentrasyon, ang mga molekula ng mga elementong ito ay gumagalaw sa loob at labas ng cell. Kapag inis, ang mga channel ng sodium ion ay bubukas, at mayroong isang matalim na pag-agos ng mga sodium ions sa cell. Nagreresulta ito sa isang kawalan ng timbang sa potensyal ng lamad. Pagkatapos nito, ang potensyal ng lamad ay naibalik. Palaging bukas ang mga channel ng potassium, kung saan dahan-dahang pumapasok ang mga potassium ions sa cell.

Tingnan din

Panitikan

• Antonov V. F., Smirnova E. N., Shevchenko E. V. Lipid membranes sa panahon ng mga phase transition. - M .: Nauka, 1994.
• Gennis R. Mga biomembrane. Molecular structure at functions: pagsasalin mula sa English. = Mga biomembrane. Molecular structure at function (ni Robert B. Gennis). - 1st edition. - M .: Mir, 1997. - ISBN 5-03-002419-0
• Ivanov V. G., Berestovsky T. N. lipid bilayer biological na lamad. - M .: Nauka, 1982.
• Rubin A. B. Biophysics, aklat-aralin sa 2 vols. - 3rd edition, binago at pinalawak. - M .: Moscow University Press, 2004. -