Содержание
- Наружная тонкая мембрана или слой живой клетки называется клеточной мембраной.
- Она также известна как плазматическая мембрана в клетках животных.
- В клетках растений известна как плазмалемма.
- Термин «клеточная мембрана» был дан Нагели и Крамером (1885) для обозначения мембраны, покрывающей протопласт.
Есть два типа клеточной мембраны: цитоплазматическая мембрана: окружает всю протоплазму. Внутренняя мембрана: окружает различные клеточные органеллы и вакуоли.
- Внутри находятся белки, углеводы и нуклеиновые кислоты. Обычно они имеют большие размеры. Они растворимы в воде и состоят из заряда.
- Внешняя среда клетки немного отличается. Клетке также необходимы питательные вещества для своего роста и развития. Такие питательные вещества вместе с токсичными веществами, вредными для клетки, могут присутствовать во внешней среде.
- Может присутствовать ионы, кислоты и щелочи.
- Здесь клеточная мембрана действует как барьер.
- Небольшие молекулы, растворенные в жирах, могут проникать внутрь клеточной мембраны, но большие молекулы, растворимые в воде вещества, не могут проникать внутрь.
- Для них это непроницаемо. Таким образом, есть различные механизмы, с помощью которых такие вещества могут вводиться и выводиться.
- Присутствуют фасилитаторы и насосы.
- Он позволяет проникать внутрь только тем вещам, которые необходимы клеткам, но ограничивает попадание таких токсичных веществ.
- Все продукты жизнедеятельности камеры выводятся наружу.
- Клеточная мембрана помогает поддерживать гомеостаз.
- Он обеспечивает защиту всех внутренних органелл клетки.
Состав клеточной мембраны
- Большая часть клеточной мембраны состоит из 40-50% белков и 50-60% липидов.
- Мембранные липиды бывают трех типов: а) фосфолипиды б) гликолипиды в) стероиды.
- В разных мембранах пропорция липидов варьируется:
В состав плазматической мембраны входит:
- Фосфолипиды — 55%.
- Гликолипиды — 5%.
- Стероиды — 20%.
- Прочие липиды — 20%.
Состав бактериальной мембраны:
- Холестерин — 70%.
- Фосфолипиды — 30%.
Строение клеточной мембраны
Строение клеточной мембраны объясняется различными моделями:
- Триламинарная модель Даниэля Доусона.
- Мозаичная модель Сингера и Николсона.
- Клеточная мембрана Робертсона.
Триламинарная модель Даниэля Доусона
- Модель была предложена Даниэлем Доусоном и Хью Давсаном в 1935 году.
- Эта модель предлагает клеточную мембрану как твердую и стабильную структуру.
- В ней присутствует четыре молекулярных слоя, то есть два фосфолипидных и два белковых слоя.
- Состоит из фосфолипида. В его основе лежат физические и химические свойства плазматической мембраны.
- Плазматическая мембрана считается белок-липид-белок.
- Внешний и внутренний более плотный белок представляет собой монослой.
- Белок и липид присутствуют в паттерне PLLP.
- Молекулы белков содержат как полярные, так и неполярные боковые цепи.
- Они глобулярны и помогают придать стабильность плазматической мембране.
- Каждая молекула фосфолипида является полярной молекулой и состоит из гидрофильного и гидрофобного конца.
- Голова (глицерины) молекулы фосфолипида: они направлены в противоположные стороны.
- Они связаны с молекулами белка водородной связью, ионной связью и электростатической силой притяжения.
- Конец хвоста (жирные кислоты): удерживаются вместе, и лежат лицом друг к другу.
- Плазматическая мембрана представляет собой пористую мембрану с микроскопическими порами 7-10 A.
Недостатки модели Даниэля Доусона
- Клеточная мембрана — это динамическая, но не стабильная структура.
- Клеточная мембрана не является твердой структурой. Скорее это полутвердая структура.
- Это не объясняет функциональную специфичность и вариабельность биомембраны.
- Модель не объясняет такие движения, как активный перенос и перемещение водорастворимых веществ.
- Активный и объемный перенос материала через мембрану не может быть объяснен.
Мозаичная модель Зингера и Николсона
- Модель была предложена Зингером и Николсоном в 1972 году.
- Эта модель предполагает, что клеточная мембрана представляет собой квазифлюидную (полутвердую) и динамическую структуру.
- Эта модель также известна как белковые айсберги в море фосфолипидов.
- В этой модели липиды и интегральные белки расположены в мозаичном стиле.
- Между липидами и белками существует взаимодействие, которое приводит к текучести мембраны.
- Присутствуют два типа глобулярных белков, которые встроены в фосфолипидные бислои.
Мембранные белки бывают двух типов:
- Собственный белок.
- Внешний белок.
Собственный белок
- Внутри фосфолипидного бислоя эти внутренние белки встроены внутрь.
- Внутренние или интегральные белки или туннельные белки растворимы по своей природе. Интегральные белки образуют канал для прохождения воды, ионов и других водорастворимых растворенных веществ небольшого размера.
- Состоит из двух частей: гидрофильная голова: полярная по своей природе. Выступает из клеточной мембраны. Гидрофобный хвост: неполярный по своей природе. Находятся внутри мембраны, обращенной к центру.
Внешний белок
- Присутствуют на двух поверхностях мембраны в плавающей форме.
- Внешние белки прикреплены к фосфорильной поверхности.
- Они тоже электрически заряжены. Ионные связи или кальциевые мостики помогают в прикреплении.
- Они прикреплены неплотно.
- Их еще называют периферическими белками.
- Они расположены вне липидного бислоя.
- Они растворимы в природе.
Мембранные белки бывают пяти типов:
- Структурный белок: помогает поддерживать стабильность.
- Белок канала: он участвует в транспортировке воды и некоторых растворенных веществ.
- Белки-переносчики: для активной транспортировки.
- Ферменты: для различной метаболической активности.
- Рецепторный белок: для транспортировки гормонов и проведения нервных импульсов.
Преимущества мозаичной модели
- Эта модель объясняет динамическую и полужидкую структуру.
- Объясняется изменчивость клеточной мембраны.
- Объясняет перенос растворенного вещества и растворителя через клеточную мембрану.
- Объясняет активный и объемный перенос материала через клеточную мембрану.
- Соотношение липид: белок поддерживает эту модель.
Эта жидкая мозаичная модель является научной и широко принятой моделью клеточной мембраны.
Функции клеточной мембраны
Распознавание клеток
- В клеточной мембране присутствуют гликолипиды и гликопротеины. Это помогает в распознавании клетки.
- Это важно во время защиты от микробов и образования тканей.
- Связывание лигандов со специфическими рецепторами вызывает передачу сигнала.
Группа крови
На основе антигенов, присутствующих в клеточной мембране, можно определить группы крови и разделить их на A, B, AB, O.
Пищеварение
- В желудочно-кишечном тракте присутствуют микроворсинки.
- Это модифицированная клеточная мембрана, которая помогает переваривать пищевые продукты.
Передвижение
У амебы для передвижения присутствуют псевдоподии, которые представляют собой измененную структуру клеточной мембраны.
Активный носитель
Белок-носитель, присутствующий в клеточной мембране, помогает в активном переносе материалов.
Экзоцитоз
Это помогает в удалении шлаков и секреторных материалов.
Осмос
Он показывает полупроницаемую активность для транспортировки воды путем осмоса.
Диффузия
- Обмен газов с внешней средой происходит путем диффузии.
- Диффузия бывает двух типов: простая диффузия и облегченная диффузия.
Метаболизм
- Клеточная мембрана выполняет метаболические функции.
- На поверхности клетки присутствует несколько ферментов, которые участвуют в расщеплении внеклеточных питательных веществ.
- Некоторые участвуют в биосинтезе клеточной стенки.
- В случае прокариот дыхательные ферменты обнаруживаются в плазматической мембране.