Jaké jsou funkce vnější buněčné membrány? Struktura vnější buněčné membrány

Studium struktury buňky prokaryotické

V tomto článku budeme studovat strukturu a funkce vnější membrány buněk, které vstupují do povrchového aparátu různých typů buněk.

Jaké funkce má vnější membrána buněk

Jak bylo popsáno výše, vnější membrána je součástí povrchového aparátu každé buňky, která úspěšně odděluje svůj vnitřní obsah a chrání buněčné organely před nepříznivými okolními podmínkami. Další funkcí - je zajištění metabolismu mezi obsahu buněk a tkáňové tekutiny, takže vnější buněčné membrány zajišťuje transport molekul a iontů vstupujících do cytoplazmy, a také pomáhá odstranit toxiny a přebytek toxinů z buněk.

Struktura buněčné membrány

Membrány nebo plazmalemmy různých typů buněk jsou velmi odlišné. Zejména chemická struktura, stejně jako relativní obsah lipidů, glykoproteinů, proteinů a podle toho povaha receptorů, které se v nich vyskytují. Venkovní buněčná membrána, struktura a funkce který je určen především individuálním složením glykoproteinů, účastní se rozpoznání environmentálních podnětů a reakcí samotné buňky na jejich působení. Některé typy virů mohou interagovat s bílkovinami a glykolipidy buněčných membrán, v důsledku čehož pronikají do buňky. Herpes a chřipkové viry mohou používat plasmalem hostitelské buňky vybudovat vlastní ochranné kryty.

A viry a bakterie, takzvané bakteriofágy, se připojují k buněčné membráně a na místě kontaktu je rozpouštějí se zvláštním enzymem. Pak projde dírou molekula virové DNA.

Vlastnosti struktury eukaryotického plazmalemma

Připomeňme si, že vnější buněčná membrána vykonává funkci transportu, tedy přepravu látek v buněčné cytoplazmy a z něj do vnějšího prostředí. K provedení takového procesu je nutná zvláštní struktura. Plasmalemma je konstanta, univerzální pro všechny eukaryotických buněk systém povrchových zařízení. Jedná se o tenký (2-10 Nm), ale poměrně hustý vícevrstvý film, který pokrývá celou buňku. Jeho struktura byla studována v roce 1972 vědci jako D. Singer a G. Nicholson, také vytvořili tekuto-mozaikový model buněčné membrány.

Hlavní chemické sloučeniny, které ji tvoří, jsou uspořádané molekuly proteinů a určité fosfolipidy, které jsou rozptýleny kapalným lipidovým médiem a připomínají mozaiku. To znamená, že buněčná membrána se skládá ze dvou vrstev lipidů, nepolárních hydrofobních „ocásky“, které jsou uvnitř membrány, a polární hydrofilní hlavou obrácenými do cytoplazmy buněk a mezibuněčné tekutiny.

Lipidová vrstva proniká velkými molekulami bílkovin, které tvoří hydrofilní póry. Prostřednictvím nich se přepravují vodní roztoky glukózy a minerálních solí. Některé molekuly proteinu se nacházejí jak na vnějším, tak na vnitřním povrchu plasmalemmy. Takže na vnější buněčné membráně v buňkách všech organismů, které mají jádra, jsou molekuly sacharidů vázány kovalentními vazbami s glykolipidy a glykoproteiny. Obsah sacharidů v buněčných membránách se pohybuje od 2 do 10%.

Struktura plasmalemie prokaryotických organismů

Vnější buněčná membrána u prokaryot provádí podobné funkce na plasmatické buňky nukleární organismy, a to vnímání a předávání informací z vnějšího prostředí, transport iontů a roztoků do buňky a ven z, ochrana proti cizí cytoplazmy externě činidel. To může tvořit mezozomy - struktury, které vznikají, když je plazmalemma napadena uvnitř buňky. Mohou obsahovat enzymy podílející se na metabolických reakcích prokaryot, například při replikaci DNA, při syntéze proteinů.

Mesosomy také obsahují oxidační-redukční enzymy a fotosyntetické bakterie obsahují bakteriochlorofyl (v bakteriích) a phycobilin (v kyanobakteriích).

Role vnějších membrán v intercelulárních kontaktech

Přestože stále odpovídáme na to, co funguje vnější membrána buněk, pojďme se zabývat její rolí v buněčných článcích. Rostlinné buňky ve stěnách vnější buněčné membrány tvoří póry, které procházejí do celulózové vrstvy. Prostřednictvím nich může cytoplasma buňky uniknout ven, takové tenké kanály se nazývají plasmodesmata.

Díky tomu je spojení mezi sousedními rostlinnými buňkami velmi silné. V lidských a zvířecích buňkách se kontaktní místa sousedních buněčných membrán nazývají desmosomy. Jsou charakteristické pro endotelové a epiteliální buňky a také se vyskytují v kardiomyocytech.

Pomocné formace plasmalemmy

Rozumět tomu, co rozlišuje rostlinné buňky od zvířat, pomáhá zkoumat strukturální rysy jejich plazmalemů, které závisí na tom, jakým způsobem funguje vnější membrána buněk. Nad těmito živočišnými buňkami je vrstva glykokalyxu. Je tvořena molekuly polysacharidů navázaných na proteiny a lipidy vnější buněčné membrány. přilnavost Vzhledem glykokalyx (holí) nastává mezi buňkami, což vede k tvorbě tkání, a tak se podílí na signalizační funkci plazmatické membrány - vnější podněty rozpoznávání prostředí.

Jak probíhá pasivní transport určitých látek prostřednictvím buněčných membrán

Jak již bylo řečeno, vnější membrána buněk se účastní procesu přenosu látek mezi buňkou a vnějším prostředím. Existují dva druhy transportu plasmalemou: pasivní (difúze) a aktivní transport. První zahrnuje difúzi, usnadňuje difúzi a osmózu. Pohyb látek podél koncentračního gradientu závisí především na hmotnosti a velikosti molekul, které procházejí buněčnou membránou. Například malé nepolární molekuly se snadno rozpouštějí v průměrné lipidové vrstvě plasmalemmy, pohybují se přes ni a nacházejí se v cytoplazmě.

Velké molekuly organických látek pronikají do cytoplazmy pomocí speciálních nosičových proteinů. Mají specifickou specifičnost a spojují se s částicemi nebo ionty, pasivně je procházejí membránou podél koncentračního gradientu (pasivní transport) bez vynaložení energie. Tento proces je základem vlastností plazma-lemmy, jako je selektivní propustnost. V procesu pasivního transportu se energie molekul ATP nepoužívá a buňka ji ukládá pro jiné metabolické reakce.

Aktivní transport chemických látek přes plazmovou membránu

Vzhledem k tomu, že vnější buněčná membrána zajišťuje transport molekul a iontů z prostředí do buňky a zpět, je možné odstranit produkty disimilace, které jsou toxiny, směrem ven, to znamená do mezibuněčné tekutiny. Aktivní transport probíhá proti koncentračnímu gradientu a vyžaduje použití energie ve formě molekul ATP. Zahrnuje také nosné proteiny nazvané ATP-ases, které jsou také enzymy.

Příkladem takového transportu je čerpadlo sodíku a draslíku (sodíkové ionty procházejí z cytoplazmy do vnějšího prostředí a ionty draslíku jsou čerpány do cytoplazmy). Epitelové buňky střeva a ledviny jsou schopné toho. Odrůdy tohoto druhu dopravy jsou procesy pinocytózy a fagocytózy. Tak, studovat, jaké funkce jsou prováděny vnější buněčné membrány, může být stanoveno, že procesy jsou schopné fagocytózy a pino- heterotrofních prvoků, jakož i buňky vyšších živočišných organismů, například leukocyty.

Bioelektrické procesy v buněčných membránách

Je zjištěno, že existuje potenciální rozdíl mezi vnějším povrchem plasmalemmy (je pozitivně nabitý) a vrstvou blízké stěny cytoplazmy, která je negativně nabitá. To se nazývalo klidovým potenciálem a je neodmyslitelné ve všech živých buňkách. Neurální tkáň má nejen schopnost odpočinku, ale je také schopna provádět slabé biologické proudy, což se nazývá excitační proces. Externí membrány nervových buněk - neurony, které přijímají podráždění z receptorů, začínají měnit náboje: sodíkové ionty masivně vstupují do buňky a povrch plazma-lemmy se stává elektro-negativním. V blízkosti stěnové vrstvy cytoplazmy, kvůli nadbytku kationtů, je kladný náboj. To vysvětluje, proč se externí buněčná membrána neuronu nabije, což způsobuje nervové impulsy, které jsou základem procesu buzení.