Ilalarawan ng artikulong ito ang mga tampok ng istraktura at paggana lamad ng cell. Tinatawag din na: plasmalemma, plasmalemma, biomembrane, cell lamad, panlabas na cell lamad, cell lamad. Ang lahat ng paunang data na ipinakita ay kinakailangan para sa isang malinaw na pag-unawa sa kurso ng mga proseso ng nervous excitation at pagsugpo, ang mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga synapses at receptors.

Ang plasmalemma ay isang tatlong-layer na lipoprotein membrane na naghihiwalay sa cell mula sa panlabas na kapaligiran. Nagsasagawa rin ito ng mga kinokontrol na palitan sa pagitan ng cell at ng panlabas na kapaligiran.

Ang biological membrane ay isang ultrathin bimolecular film na binubuo ng mga phospholipid, protina at polysaccharides. Ang mga pangunahing function nito ay barrier, mechanical at matrix.

Mga pangunahing katangian ng lamad ng cell:

- Pagkamatagusin ng lamad

- Semi-permeability ng lamad

- Selective membrane permeability

- Aktibong pagkamatagusin ng lamad

- Kinokontrol na pagkamatagusin

- Phagocytosis at pinocytosis ng lamad

- Exocytosis sa lamad ng cell

- Ang pagkakaroon ng mga potensyal na elektrikal at kemikal sa lamad ng cell

- Mga pagbabago sa potensyal na elektrikal ng lamad

- Pagkairita ng lamad. Ito ay dahil sa pagkakaroon ng mga tiyak na receptor sa lamad na nakikipag-ugnayan sa mga sangkap na nagbibigay ng senyas. Bilang resulta nito, ang estado ng parehong lamad mismo at ang buong cell ay madalas na nagbabago. Pagkatapos kumonekta sa lagands (control substances), ang mga molekular na receptor na matatagpuan sa lamad ay nagpapalitaw ng mga biochemical na proseso.

- Catalytic enzymatic aktibidad ng cell lamad. Ang mga enzyme ay kumikilos sa labas ng cell membrane at sa loob ng cell.

Mga pangunahing pag-andar ng lamad ng cell

Ang pangunahing bagay sa gawain ng lamad ng cell ay upang isagawa at kontrolin ang palitan sa pagitan ng cell at ng intercellular substance. Ito ay posible dahil sa pagkamatagusin ng lamad. Pagsasaayos bandwidth Ang lamad ay isinasagawa dahil sa regulated permeability ng cell membrane.

Istraktura ng cell lamad

Ang cell lamad ay may tatlong layer. Ang gitnang layer, ang mataba na layer, ay direktang nagsisilbing insulate ang cell. Hindi nito pinapayagang dumaan ang mga nalulusaw sa tubig, mga nalulusaw lamang sa taba.

Ang natitirang mga layer - ang ibaba at itaas na mga layer - ay mga pormasyon ng protina na nakakalat sa anyo ng mga isla sa mataba na layer. Sa pagitan ng mga islang ito ay may mga nakatagong transporter at ion tubules, na partikular na nagsisilbi para sa transportasyon ng mga nalulusaw sa tubig na mga sangkap kapwa sa cell mismo at lampas sa mga hangganan nito.

Sa mas detalyado, ang fat layer ng lamad ay binubuo ng phospholipids at sphingolipids.

Kahalagahan ng Mga Channel ng Membrane Ion

Dahil ang mga sangkap lamang na nalulusaw sa taba ay tumagos sa lipid film: mga gas, taba at alkohol, at ang cell ay dapat na patuloy na ipakilala at alisin ang mga sangkap na nalulusaw sa tubig, na kinabibilangan ng mga ion. Ito ay para sa mga layuning ito na naghahatid ng mga istruktura ng protina na nabuo ng iba pang dalawang layer ng lamad.

Ang nasabing mga istruktura ng protina ay binubuo ng 2 uri ng mga protina - mga bumubuo ng channel, na bumubuo ng mga butas sa lamad, at mga protina - mga transporter, na, sa tulong ng mga enzyme, ay nakakabit sa kanilang sarili at nagsasagawa sa pamamagitan ng mga kinakailangang sangkap.

Maging malusog at epektibo para sa iyong sarili!

Ang labas ng cell ay natatakpan ng isang plasma membrane (o panlabas na cell lamad) na may kapal na 6-10 nm.

Ang cell lamad ay isang siksik na pelikula ng mga protina at lipid (pangunahin ang mga phospholipid). Ang mga molekula ng lipid ay nakaayos sa isang maayos na paraan - patayo sa ibabaw, sa dalawang layer, upang ang kanilang mga bahagi na masinsinang nakikipag-ugnayan sa tubig (hydrophilic) ay nakadirekta palabas, at ang kanilang mga bahagi na hindi gumagalaw sa tubig (hydrophobic) ay nakadirekta sa loob.

Ang mga molekula ng protina ay matatagpuan sa isang hindi tuloy-tuloy na layer sa ibabaw ng lipid framework sa magkabilang panig. Ang ilan sa kanila ay nahuhulog sa layer ng lipid, at ang ilan ay dumadaan dito, na bumubuo ng mga lugar na natatagusan ng tubig. Ang mga protina na ito ay gumaganap ng iba't ibang mga function - ang ilan sa kanila ay mga enzyme, ang iba ay mga transport protein na kasangkot sa paglipat ng ilang mga sangkap mula sa kapaligiran sa cytoplasm at sa kabilang direksyon.

Mga pangunahing pag-andar ng lamad ng cell

Ang isa sa mga pangunahing katangian ng biological membranes ay selective permeability (semi-permeability)- ang ilang mga sangkap ay dumaan sa kanila nang may kahirapan, ang iba ay madali at kahit na patungo sa mas mataas na konsentrasyon. Kaya, para sa karamihan ng mga cell, ang konsentrasyon ng mga Na ion sa loob ay makabuluhang mas mababa kaysa sa kapaligiran. Ang kabaligtaran na relasyon ay tipikal para sa mga K ion: ang kanilang konsentrasyon sa loob ng cell ay mas mataas kaysa sa labas. Samakatuwid, ang mga Na ion ay palaging may posibilidad na tumagos sa cell, at ang mga K ion ay palaging may posibilidad na lumabas. Ang pagkakapantay-pantay ng mga konsentrasyon ng mga ion na ito ay pinipigilan ng pagkakaroon sa lamad ng isang espesyal na sistema na gumaganap ng papel ng isang bomba, na nagbomba ng mga Na ions palabas ng cell at sabay na nagbomba ng mga K ion sa loob.

Ang tendensya ng mga Na ions na lumipat mula sa labas patungo sa loob ay ginagamit upang maghatid ng mga asukal at amino acid sa cell. Sa aktibong pag-alis ng mga Na ions mula sa cell, ang mga kondisyon ay nilikha para sa pagpasok ng glucose at amino acids dito.

Sa maraming mga cell, ang mga sangkap ay hinihigop din ng phagocytosis at pinocytosis. Sa phagocytosis ang nababaluktot na panlabas na lamad ay bumubuo ng isang maliit na depresyon kung saan nahuhulog ang nakuhang butil. Ang recess na ito ay tumataas, at, napapalibutan ng isang seksyon ng panlabas na lamad, ang particle ay nahuhulog sa cytoplasm ng cell. Ang phenomenon ng phagocytosis ay katangian ng amoebas at ilang iba pang protozoa, pati na rin ang mga leukocytes (phagocytes). Ang mga cell ay sumisipsip ng mga likido na naglalaman ng mga sangkap na kinakailangan para sa cell sa katulad na paraan. Ang kababalaghang ito ay tinawag pinocytosis.

Ang mga panlabas na lamad ng iba't ibang mga selula ay makabuluhang naiiba sa pareho komposisyong kemikal kanilang mga protina at lipid, at sa pamamagitan ng kanilang kamag-anak na nilalaman. Ang mga tampok na ito ay tumutukoy sa pagkakaiba-iba sa aktibidad ng pisyolohikal ng mga lamad ng iba't ibang mga selula at ang kanilang papel sa buhay ng mga selula at tisyu.

SA panlabas na lamad konektado ng endoplasmic reticulum ng cell. Sa tulong ng mga panlabas na lamad, ang iba't ibang uri ng mga intercellular contact ay isinasagawa, i.e. komunikasyon sa pagitan ng mga indibidwal na selula.

Maraming mga uri ng mga cell ang nailalarawan sa pamamagitan ng presensya sa kanilang ibabaw malaking dami protrusions, folds, microvilli. Nag-aambag sila sa parehong makabuluhang pagtaas sa lugar ng ibabaw ng cell at pinahusay na metabolismo, pati na rin ang mas malakas na koneksyon sa pagitan ng mga indibidwal na mga cell at isa't isa.

Ang mga selula ng halaman ay may makapal na lamad sa labas ng lamad ng selula, malinaw na nakikita sa ilalim ng isang optical mikroskopyo, na binubuo ng hibla (cellulose). Lumilikha sila ng isang malakas na suporta para sa mga tisyu ng halaman (kahoy).

Ang ilang mga selula ng hayop ay mayroon ding ilang mga panlabas na istruktura na matatagpuan sa ibabaw ng lamad ng selula at may likas na proteksiyon. Ang isang halimbawa ay ang chitin ng mga integumentary cell ng insekto.

Mga function ng cell lamad (maikli)

Mga lamad ng cell: ang kanilang istraktura at pag-andar

Ang mga lamad ay lubhang malapot at kasabay nito ay mga plastik na istruktura na pumapalibot sa lahat ng mga buhay na selula. Mga pag-andar ng mga lamad ng cell:

1. Ang plasma membrane ay isang hadlang na nagpapanatili ng iba't ibang komposisyon ng extra- at intracellular na kapaligiran.

2. Ang mga lamad ay bumubuo ng mga espesyal na compartment sa loob ng cell, i.e. maraming organelles - mitochondria, lysosomes, Golgi complex, endoplasmic reticulum, nuclear membranes.

3. Ang mga enzyme na kasangkot sa conversion ng enerhiya sa mga proseso tulad ng oxidative phosphorylation at photosynthesis ay naisalokal sa mga lamad.

Istraktura ng lamad

Noong 1972, iminungkahi ng Singer at Nicholson ang isang fluid mosaic na modelo ng istraktura ng lamad. Ayon sa modelong ito, ang mga gumaganang lamad ay isang dalawang-dimensional na solusyon ng mga globular integral na protina na natunaw sa isang likidong phospholipid matrix. Kaya, ang batayan ng mga lamad ay isang bimolecular lipid layer, na may nakaayos na pag-aayos ng mga molekula.

Sa kasong ito, ang hydrophilic layer ay nabuo ng polar head ng phospholipids (isang phosphate residue na may choline, ethanolamine o serine na nakakabit dito) pati na rin ang carbohydrate na bahagi ng glycolipids. At ang hydrophobic layer - hydrocarbon radicals mga fatty acid at sphingosine phospholipids at glycolipids.

Mga katangian ng lamad:

1. Selective permeability. Ang saradong bilayer ay nagbibigay ng isa sa mga pangunahing katangian ng lamad: ito ay impermeable sa karamihan ng mga molekulang nalulusaw sa tubig, dahil hindi sila natutunaw sa hydrophobic core nito. Ang mga gas tulad ng oxygen, CO 2 at nitrogen ay may kakayahang madaling tumagos sa mga selula dahil sa maliit na sukat ng kanilang mga molekula at mahinang pakikipag-ugnayan sa mga solvent. Ang mga molekula na may likas na lipid, tulad ng mga steroid hormone, ay madaling tumagos sa bilayer.

2. Pagkatubig. Ang lipid bilayer ay may likidong mala-kristal na istraktura, dahil ang lipid layer ay karaniwang likido, ngunit mayroon itong mga lugar ng solidification, katulad ng mga kristal na istruktura. Bagaman ang posisyon ng mga molekula ng lipid ay iniutos, napapanatili nila ang kakayahang lumipat. Dalawang uri ng phospholipid movements ang posible: somersault (tinatawag na "flip-flop" sa scientific literature) at lateral diffusion. Sa unang kaso, ang mga molekulang phospholipid na sumasalungat sa isa't isa sa bimolecular layer ay bumaling (o somersault) patungo sa isa't isa at nagbabago ng mga lugar sa lamad, i.e. ang labas ay nagiging panloob at vice versa. Ang ganitong mga pagtalon ay nagsasangkot ng paggasta ng enerhiya at napakabihirang mangyari. Mas madalas, ang mga pag-ikot sa paligid ng axis (pag-ikot) at lateral diffusion ay sinusunod - paggalaw sa loob ng layer na kahanay sa ibabaw ng lamad.

3. Kawalaan ng simetrya ng lamad. Ang mga ibabaw ng parehong lamad ay naiiba sa komposisyon ng mga lipid, protina at carbohydrates (transverse asymmetry). Halimbawa, ang phosphatidylcholines ay nangingibabaw sa panlabas na layer, habang ang phosphatidylethanolamines at phosphatidylserines ay nangingibabaw sa panloob na layer. Ang mga bahagi ng carbohydrate ng glycoproteins at glycolipids ay dumarating sa panlabas na ibabaw, na bumubuo ng tuluy-tuloy na istraktura na tinatawag na glycocalyx. Walang mga carbohydrates sa panloob na ibabaw. Ang mga protina - ang mga receptor ng hormone ay matatagpuan sa panlabas na ibabaw ng lamad ng plasma, at ang mga enzyme na kinokontrol nila - adenylate cyclase, phospholipase C - sa panloob na ibabaw, atbp.

Mga protina ng lamad

Ang mga phospholipid ng lamad ay kumikilos bilang isang solvent para sa mga protina ng lamad, na lumilikha ng isang microenvironment kung saan maaaring gumana ang huli. Ang bilang ng iba't ibang mga protina sa lamad ay nag-iiba mula 6-8 sa sarcoplasmic reticulum hanggang higit sa 100 sa lamad ng plasma. Ito ay mga enzyme, transport protein, structural protein, antigens, kabilang ang mga antigen ng pangunahing histocompatibility system, mga receptor para sa iba't ibang mga molekula.

Batay sa kanilang lokalisasyon sa lamad, ang mga protina ay nahahati sa integral (bahagyang o ganap na nalubog sa lamad) at peripheral (na matatagpuan sa ibabaw nito). Ang ilang mahalagang protina ay nagtatahi ng lamad nang maraming beses. Halimbawa, ang retinal photoreceptor at β 2-adrenergic receptor ay tumatawid sa bilayer ng 7 beses.

Paglilipat ng bagay at impormasyon sa mga lamad

Ang mga lamad ng cell ay hindi mahigpit na saradong mga partisyon. Ang isa sa mga pangunahing pag-andar ng mga lamad ay ang regulasyon ng paglipat ng mga sangkap at impormasyon. Ang paggalaw ng transmembrane ng maliliit na molekula ay nangyayari 1) sa pamamagitan ng pagsasabog, pasibo o pinadali, at 2) sa pamamagitan ng aktibong transportasyon. Ang paggalaw ng transmembrane ng malalaking molekula ay isinasagawa 1) sa pamamagitan ng endocytosis at 2) sa pamamagitan ng exocytosis. Ang paghahatid ng signal sa mga lamad ay isinasagawa gamit ang mga receptor na naisalokal sa panlabas na ibabaw ng lamad ng plasma. Sa kasong ito, ang signal ay maaaring sumasailalim sa pagbabagong-anyo (halimbawa, glucagon cAMP), o ito ay internalized, kasama ng endocytosis (halimbawa, LDL - LDL receptor).

Ang simpleng pagsasabog ay ang pagtagos ng mga sangkap sa isang cell kasama ang isang electrochemical gradient. Sa kasong ito, walang kinakailangang gastos sa enerhiya. Ang rate ng simpleng pagsasabog ay tinutukoy ng 1) ang transmembrane concentration gradient ng substance at 2) ang solubility nito sa hydrophobic layer ng lamad.

Sa pinadali na pagsasabog, ang mga sangkap ay dinadala sa buong lamad kasama ang isang gradient ng konsentrasyon, nang walang paggasta ng enerhiya, ngunit sa tulong ng mga espesyal na protina ng carrier ng lamad. Samakatuwid, ang pinadali na pagsasabog ay naiiba sa passive diffusion sa isang bilang ng mga parameter: 1) ang pinadali na pagsasabog ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na pagpili, dahil ang carrier protein ay may aktibong sentrong pantulong sa sangkap na dinadala; 2) ang rate ng facilitated diffusion ay maaaring umabot sa isang talampas, dahil ang bilang ng mga molekula ng carrier ay limitado.

Ang ilang mga transport protein ay naglilipat lamang ng isang sangkap mula sa isang gilid ng lamad patungo sa isa pa. Ang simpleng paglipat na ito ay tinatawag na passive uniport. Ang isang halimbawa ng isang uniport ay ang GLUT - mga transporter ng glucose na nagdadala ng glucose sa mga lamad ng cell. Ang iba pang mga protina ay gumaganap bilang mga sistema ng co-transport kung saan ang transportasyon ng isang sangkap ay nakasalalay sa sabay-sabay o sunud-sunod na transportasyon ng isa pang sangkap, alinman sa parehong direksyon, na tinatawag na passive symport, o sa kabaligtaran na direksyon, na tinatawag na passive antiport. Ang mga translocase ng panloob na mitochondrial membrane, sa partikular na ADP/ATP translocase, ay gumagana sa pamamagitan ng mekanismo ng passive antiport.

Sa panahon ng aktibong transportasyon, ang paglipat ng isang sangkap ay nangyayari laban sa isang gradient ng konsentrasyon at samakatuwid ay nauugnay sa mga gastos sa enerhiya. Kung ang paglipat ng mga ligand sa buong lamad ay nauugnay sa paggasta ng enerhiya ng ATP, kung gayon ang naturang paglipat ay tinatawag na pangunahing aktibong transportasyon. Ang isang halimbawa ay ang Na + K + -ATPase at Ca 2+ -ATPase, na naisalokal sa plasma membrane ng mga selula ng tao, at ang H + ,K + -ATPase ng gastric mucosa.

Pangalawang aktibong transportasyon. Ang transportasyon ng ilang mga sangkap laban sa isang gradient ng konsentrasyon ay nakasalalay sa sabay-sabay o sunud-sunod na transportasyon ng Na + (sodium ions) kasama ang gradient ng konsentrasyon. Bukod dito, kung ang ligand ay inilipat sa parehong direksyon tulad ng Na +, ang proseso ay tinatawag na aktibong symport. Ayon sa mekanismo ng aktibong symport, ang glucose ay nasisipsip mula sa lumen ng bituka, kung saan mababa ang konsentrasyon nito. Kung ang ligand ay inilipat sa direksyon na kabaligtaran sa mga sodium ions, kung gayon ang prosesong ito ay tinatawag na aktibong antiport. Ang isang halimbawa ay ang Na + ,Ca 2+ exchanger ng plasma membrane.

9.5.1. Ang isa sa mga pangunahing pag-andar ng mga lamad ay ang pakikilahok sa paglipat ng mga sangkap. Ang prosesong ito ay nakakamit sa pamamagitan ng tatlong pangunahing mekanismo: simpleng diffusion, facilitated diffusion at aktibong transportasyon (Larawan 9.10). Tandaan ang pinakamahalagang katangian ng mga mekanismong ito at mga halimbawa ng mga sangkap na dinadala 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. Sa pamamagitan ng simpleng pagsasabog, ang mga maliliit na biomolecules ay dinadala - H2O, CO2, O2, urea, hydrophobic low-molecular substance. Ang rate ng simpleng pagsasabog ay proporsyonal sa gradient ng konsentrasyon.

Pinadali ang pagsasabog- paglilipat 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, glycerol, at ilang mga ion ay dinadala. Ang saturation kinetics ay katangian - sa isang tiyak (saturating) na konsentrasyon ng transported substance, ang lahat ng mga molekula ng carrier ay nakikibahagi sa paglipat at ang bilis ng transportasyon ay umabot sa isang maximum na halaga.

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

9.5.2. 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 malalim sa lamad ng plasma at may kakayahang mag-catalyze ng 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, ang pagkakaiba ng konsentrasyon ay nalikha sa pagitan ng cell cytosol at ng extracellular fluid. Dahil ang paglipat ng mga ion ay hindi katumbas, ang isang de-koryenteng potensyal na pagkakaiba ay nangyayari. Kaya, lumitaw ang isang potensyal na electrochemical, na binubuo ng enerhiya ng pagkakaiba sa mga potensyal na elektrikal Δφ at ang enerhiya ng pagkakaiba sa mga konsentrasyon ng mga sangkap ΔC sa magkabilang panig ng lamad.

Larawan 9.11. Na+, K+ pump diagram.

9.5.3. Transport ng mga particle at mataas na molekular na timbang compound sa mga lamad

Kasama ng transportasyon organikong bagay at mga ion na isinasagawa ng mga carrier, mayroong isang napakaespesyal na mekanismo sa cell na idinisenyo upang sumipsip ng mga high-molecular compound sa cell at mag-alis ng mga high-molecular compound mula dito sa pamamagitan ng pagbabago ng hugis ng biomembrane. Ang mekanismong ito ay tinatawag transportasyon ng vesicular.

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

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

Endositosis(Larawan 9.12, 1) - paglipat ng mga sangkap sa cell. Depende sa laki ng mga nagresultang vesicle, sila ay nakikilala:

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 na tinatawag na phagosome na may diameter na higit sa 250 nm ay nabuo.

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 hiwalay 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 nagbabagsak ng mga sangkap na nasa mga vesicle at phagosome sa mga mababang molekular na timbang na mga produkto (amino acids, monosaccharides, nucleotides), na dinadala sa cytosol, kung saan maaari silang magamit ng cell.

Exocytosis(Figure 9.12, 2) - paglilipat ng mga particle at malalaking compound mula sa cell. Ang prosesong ito, tulad ng endocytosis, ay nangyayari 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. Maaaring 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 inilabas 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 mga mekanismo ng pinadali na pagsasabog at aktibong transportasyon.

b) paglabas - pag-alis mula sa cell ng mga sangkap na hindi maaaring gamitin (halimbawa, sa panahon ng erythropoiesis, pag-alis mula sa reticulocytes ng mesh substance, na kung saan ay pinagsama-samang labi ng mga organelles). Ang mekanismo ng paglabas ay lumilitaw na ang mga excreted na particle ay unang nakulong sa isang cytoplasmic vesicle, na pagkatapos ay nagsasama sa lamad ng plasma.

Pangkalahatan biyolohikal na lamad nabuo sa pamamagitan ng isang double layer ng phospholipid molecules na may kabuuang kapal na 6 microns. Sa kasong ito, ang mga hydrophobic na buntot ng mga molekulang phospholipid ay nakabukas sa loob, patungo sa isa't isa, at ang mga polar hydrophilic na ulo ay nakabukas palabas ng lamad, patungo sa tubig. Ang mga lipid ay nagbibigay ng mahalaga katangian ng physicochemical mga lamad, lalo na ang kanilang pagkalikido sa temperatura ng katawan. Naka-embed sa loob ng lipid bilayer na ito ay mga protina.

Sila ay nahahati sa integral(tumagos sa buong lipid bilayer), semi-integral(tumagos hanggang sa kalahati ng lipid bilayer), o ibabaw (matatagpuan sa panloob o panlabas na ibabaw ng lipid bilayer).

Sa kasong ito, ang mga molekula ng protina ay matatagpuan sa isang mosaic pattern sa lipid bilayer at maaaring "lumulutang" sa "lipid sea" tulad ng mga iceberg, dahil sa pagkalikido ng mga lamad. Ayon sa kanilang pag-andar, ang mga protina na ito ay maaaring istruktural(panatilihin ang isang tiyak na istraktura ng lamad), receptor(bumubuo ng mga receptor para sa biologically active substances), transportasyon(transport substance sa buong lamad) at enzymatic(mag-catalyze ng ilang mga reaksiyong kemikal). Ito ang kasalukuyang pinaka kinikilala modelo ng fluid mosaic Ang biological membrane ay iminungkahi noong 1972 nina Singer at Nikolson.

Ang mga lamad ay nagsasagawa ng function ng demarcation sa cell. Hinahati nila ang cell sa mga compartment, kung saan ang mga proseso at mga reaksiyong kemikal ay maaaring mangyari nang nakapag-iisa sa bawat isa. Halimbawa, ang mga agresibong hydrolytic enzymes ng lysosomes, na may kakayahang sirain ang karamihan sa mga organikong molekula, ay pinaghihiwalay mula sa natitirang bahagi ng cytoplasm ng isang lamad. Kung ito ay nawasak, ang self-digestion at cell death ay nangyayari.

Ang pagkakaroon ng isang pangkalahatang structural plan, ang iba't ibang biological cell membrane ay naiiba sa kanilang kemikal na komposisyon, organisasyon at mga katangian, depende sa mga function ng mga istruktura na kanilang nabuo.

Plasma lamad, istraktura, pag-andar.

Ang Cytolemma ay isang biological membrane na pumapalibot sa cell mula sa labas. Ito ang pinakamakapal (10 nm) at pinaka kumplikadong organisadong lamad ng cell. Ito ay batay sa isang unibersal na biological lamad na pinahiran sa labas glycocalyx, at mula sa loob, mula sa gilid ng cytoplasm, submembrane layer(Larawan 2-1B). Glycocalyx(3-4 nm makapal) ay kinakatawan ng panlabas, carbohydrate na mga rehiyon ng mga kumplikadong protina - glycoproteins at glycolipids na bumubuo sa lamad. Ang mga carbohydrate chain na ito ay gumaganap ng papel na ginagampanan ng mga receptor na nagsisiguro na ang cell ay kinikilala ang kalapit na mga cell at intercellular substance at nakikipag-ugnayan sa kanila. Kasama rin sa layer na ito ang mga surface at semi-integral na protina, ang mga functional na rehiyon kung saan matatagpuan sa supramembrane zone (halimbawa, immunoglobulins). Ang glycocalyx ay naglalaman ng histocompatibility receptors, receptors para sa maraming hormones at neurotransmitters.

Submembranous, cortical layer nabuo ng mga microtubule, microfibrils at contractile microfilament, na bahagi ng cell cytoskeleton. Ang layer ng submembrane ay nagpapanatili ng hugis ng cell, lumilikha ng pagkalastiko nito, at tinitiyak ang mga pagbabago sa ibabaw ng cell. Dahil dito, ang cell ay nakikilahok sa endo- at exocytosis, pagtatago, at paggalaw.

Ang cytolemma ay gumaganap isang grupo ng mga function:

1) delimiting (naghihiwalay ang cytolemma, nililimitahan ang cell mula sa kapaligiran at tinitiyak ang koneksyon nito sa panlabas na kapaligiran);

2) pagkilala ng cell na ito ng iba pang mga cell at pagkakabit sa kanila;

3) pagkilala ng cell ng intercellular substance at attachment sa mga elemento nito (fibers, basement membrane);

4) transportasyon ng mga sangkap at mga particle sa loob at labas ng cytoplasm;

5) pakikipag-ugnayan sa mga molekula ng pagbibigay ng senyas (mga hormone, mediator, cytokine) dahil sa pagkakaroon ng mga tiyak na receptor para sa kanila sa ibabaw nito;

1. tinitiyak ang paggalaw ng cell (pagbuo ng pseudopodia) dahil sa koneksyon ng cytolemma sa mga contractile na elemento ng cytoskeleton.

Ang cytolemma ay naglalaman ng marami mga receptor, kung saan biologically aktibong sangkap (ligand, signaling molecules, first messenger: hormones, mediators, growth factors) kumikilos sa cell. Ang mga receptor ay genetically determined macromolecular sensors (proteins, glyco- at lipoproteins) na binuo sa cytolemma o matatagpuan sa loob ng cell at dalubhasa sa pagdama ng mga partikular na signal ng isang kemikal o pisikal na kalikasan. Ang mga biologically active substance, kapag nakikipag-ugnayan sa isang receptor, ay nagiging sanhi ng isang kaskad ng mga biochemical na pagbabago sa cell, na nagiging isang tiyak na physiological response (pagbabago sa function ng cell).

Ang lahat ng mga receptor ay may pangkalahatang plano sa istruktura at binubuo ng tatlong bahagi: 1) supramembrane, na nakikipag-ugnayan sa sangkap (ligand); 2) intramembrane, nagsasagawa ng paglipat ng signal at 3) intracellular, na nalubog sa cytoplasm.

Mga uri ng intercellular contact.

Ang cytolemma ay kasangkot din sa pagbuo ng mga espesyal na istruktura - mga intercellular na koneksyon, mga contact, na nagsisiguro ng malapit na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga katabing cell. Makilala simple lang At kumplikado mga intercellular na koneksyon. SA simple lang Sa intercellular junctions, ang mga cytolemmas ng mga cell ay lumalapit sa layo na 15-20 nm at ang mga molekula ng kanilang glycocalyx ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa (Fig. 2-3). Minsan ang protrusion ng cytolemma ng isang cell ay pumapasok sa recess ng isang katabing cell, na bumubuo ng mga tulis-tulis at parang daliri na mga koneksyon ("lock-type" na mga koneksyon).

Kumplikado Mayroong ilang mga uri ng intercellular na koneksyon: pagla-lock, interlocking At komunikasyon(Larawan 2-3). SA pagla-lock Kasama sa mga compound mahigpit na pakikipag-ugnayan o locking zone. Sa kasong ito, ang mga integral na protina ng glycocalyx ng mga kalapit na selula ay bumubuo ng isang uri ng cellular network kasama ang perimeter ng mga kalapit na selula. epithelial cells sa kanilang mga apikal na bahagi. Salamat dito, ang mga intercellular gaps ay sarado at nililimitahan mula sa panlabas na kapaligiran (Larawan 2-3).

kanin. 2-3. Iba't ibang uri mga intercellular na koneksyon.

1. Simpleng koneksyon.
2. Mahigpit na koneksyon.
3. Malagkit na sinturon.
4. Desmosome.
5. Hemidesmosoma.
6. Koneksyon ng slot (komunikasyon).
7. Microvilli.

(Ayon kay Yu. I. Afanasyev, N. A. Yurina).

SA magkakasama, kasama ang mga koneksyon sa anchoring pandikit sinturon At desmosomes. Malagkit na sinturon matatagpuan sa paligid ng mga apikal na bahagi ng single-layer epithelial cells. Sa zone na ito, ang integral glycoproteins ng glycocalyx ng mga kalapit na cell ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa, at ang mga submembrane protein, kabilang ang mga bundle ng actin microfilament, ay lumalapit sa kanila mula sa cytoplasm. Desmosomes (mga adhesion spot)– nakapares na mga istruktura na may sukat na humigit-kumulang 0.5 microns. Sa kanila, ang mga glycoprotein ng cytolemma ng mga kalapit na mga cell ay malapit na nakikipag-ugnayan, at mula sa gilid ng mga cell sa mga lugar na ito, ang mga bundle ng intermediate filament ng cell cytoskeleton ay pinagtagpi sa cytolemma (Fig. 2-3).

SA mga koneksyon sa komunikasyon isama gap junctions (nexuses) at synapses. Mga Nexus may sukat na 0.5-3 microns. Sa kanila, ang mga cytolemmas ng mga kalapit na selula ay lumalapit sa 2-3 nm at mayroong maraming mga channel ng ion. Sa pamamagitan ng mga ito, ang mga ion ay maaaring dumaan mula sa isang cell patungo sa isa pa, na nagpapadala ng paggulo, halimbawa, sa pagitan ng mga myocardial cells. Synapses katangian ng nerve tissue at magkita sa pagitan mga selula ng nerbiyos, pati na rin sa pagitan ng nerve at effector cells (kalamnan, glandular). Mayroon silang synaptic cleft, kung saan, sa panahon ng pagpasa ng isang nerve impulse, ang isang neurotransmitter ay inilabas mula sa presynaptic na bahagi ng synapse, na nagpapadala. salpok ng ugat sa isa pang cell (para sa higit pang mga detalye, tingnan ang kabanata na “Nervous Tissue”).