Ειδικά η δομή και λειτουργία των κυτταρικών μεμβρανών

Το 1972 προτάθηκε η θεωρία ότι η εν μέρει διαπερατή μεμβράνη που περιβάλλει το κύτταρο και να εκτελεί μια σειρά από βασικά καθήκοντα, και η δομή και λειτουργία των κυτταρικών μεμβρανών είναι σημαντικά θέματα που αφορούν την εύρυθμη λειτουργία όλων των κυττάρων του σώματος. κυτταρική θεωρία έγινε ευρέως διαδεδομένη τον 17ο αιώνα, με την εφεύρεση του μικροσκοπίου. Είναι έμαθε ότι οι φυτικών και ζωικών ιστών αποτελούνται από κύτταρα, αλλά λόγω της χαμηλής ανάλυσης της συσκευής ήταν αδύνατο να δούμε οποιαδήποτε εμπόδια γύρω από τα κύτταρα των ζώων. Στο 20ο αιώνα, η χημική φύση της μεμβράνης διερευνήθηκε με περισσότερες λεπτομέρειες, διαπιστώθηκε ότι βάση του είναι τα λιπίδια.

Δομή και λειτουργία των κυτταρικών μεμβρανών

Η κυτταρική μεμβράνη περιβάλλει το κυτταρόπλασμα των ζωντανών κυττάρων, φυσικό διαχωρισμό ενδοκυτταρικών συστατικών από το εξωτερικό περιβάλλον. Μύκητες, βακτήρια και φυτά έχουν επίσης κυτταρικών τοιχωμάτων τα οποία προστατεύουν και να αποτρέψει τη διέλευση μεγάλων μορίων. Οι κυτταρικές μεμβράνες παίζουν επίσης ρόλο στη διαμόρφωση του κυτταροσκελετού και επισυνάπτεται στα εξωκυτταρική μήτρα άλλες ζωτικές σωματίδια. Αυτό είναι απαραίτητο για να τους κρατήσει μαζί για να σχηματίσουν ιστούς και όργανα. Χαρακτηριστικά της δομής της κυτταρικής μεμβράνης περιλαμβάνουν διαπερατότητα. Η κύρια λειτουργία τους είναι να προστατεύουν. Η μεμβράνη αποτελείται από ένα φωσφολιπίδιο στρώμα με ενσωματωμένες πρωτεΐνες. Αυτό το μέρος εμπλέκεται σε διεργασίες όπως προσκόλληση κυττάρου, αγωγιμότητα ιόντων και των συστημάτων σηματοδότησης και χρησιμεύει ως επιφάνεια τοποθέτησης για αρκετές εξωκυτταρικές δομές, συμπεριλαμβανομένων γλυκοκάλιξης τοίχου και εσωτερική κυτταροσκελετού. Η μεμβράνη διατηρεί επίσης το δυναμικό των κυττάρων, εργάζεται ως επιλεκτικό φίλτρο. Είναι επιλεκτικά διαπερατή από ιόντα και οργανικά μόρια και ελέγχει την κίνηση των σωματιδίων.

Βιολογικοί μηχανισμοί που περιλαμβάνουν κυτταρική μεμβράνη

1. παθητική διάχυση: Ορισμένες ουσίες (μικρά μόρια, ιόντα) όπως το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) και το οξυγόνο (Ο2), μπορεί να διαπεράσει την μεμβράνη του πλάσματος με διάχυση. Το περίβλημα δρα ως φραγμός σε ορισμένα μόρια και ιόντα, μπορούν να συγκεντρώνεται και στις δύο πλευρές.

2. Τα κανάλια διαμεμβρανική πρωτεΐνη και μεταφορείς: θρεπτικά συστατικά, όπως γλυκόζη ή αμινοξέα, θα πρέπει να μπει στο κλουβί, και ορισμένα μεταβολικά προϊόντα πρέπει να φύγουν.

3. ενδοκυττάρωσης - είναι η διαδικασία με την οποία απορροφώνται μόρια. ελαφρά παραμόρφωση (εγκολεασμός) δημιουργείται στη μεμβράνη πλάσματος, όπου η ουσία που πρόκειται να μεταφερθεί, έχει καταποθεί. Αυτό απαιτεί ενέργεια, και ως εκ τούτου, είναι μια μορφή ενεργού μεταφοράς.

4. Εξωκύττωση: εμφανίζεται σε διαφορετικά κύτταρα για να απομακρυνθούν τα υπολείμματα δεν έχει υποστεί πέψη ουσιών που ασκήθηκε ενδοκύτωση να εκκρίνουν ουσίες, όπως ορμόνες, ένζυμα, και το υλικό μεταφοράς σε όλη τη διαδρομή μέσω του φράγματος κυττάρου.

μοριακή δομή

μεμβράνη κυττάρου - μια βιολογική κέλυφος που αποτελείται ουσιαστικά από φωσφολιπίδιο και διαχωρισμό του περιεχομένου όλων των κυττάρων από το περιβάλλον. Η διαδικασία του σχηματισμού λαμβάνει χώρα αυθόρμητα κάτω από κανονικές συνθήκες. Για να κατανοήσουμε τη διαδικασία αυτή και σωστά περιγράφουν τη δομή και λειτουργία των κυτταρικών μεμβρανών, καθώς και τις ιδιότητες που είναι αναγκαίες για να εκτιμήσει τη φύση του φωσφολιπιδίου δομή, η οποία είναι χαρακτηριστική του δομικού πόλωσης. Όταν φωσφολιπίδια στο υδατικό περιβάλλον του κυτταροπλάσματος επιτευχθεί κρίσιμη συγκέντρωση, αυτά συνδυάζονται σε μικκύλια, τα οποία είναι πιο σταθερά σε ένα υδατικό περιβάλλον.

ιδιότητες της μεμβράνης

• Σταθερότητα. Αυτό σημαίνει ότι μετά το σχηματισμό της κατάρρευσης της μεμβράνης είναι απίθανη.
• Δύναμη. Το λιπιδικό περίβλημα αρκετά ισχυρή για να εμποδίζει τη διέλευση των πολικών ουσιών, που σχηματίζονται μέσω του συνοριακού δεν μπορεί να περάσει σαν διαλυμένες ουσίες (ιόντα, γλυκόζη, αμινοξέα), και ένα πολύ μεγαλύτερο μόρια (πρωτεΐνες).
• Η δυναμική φύση. Αυτή είναι ίσως η πιο σημαντική ιδιότητα, αν λάβουμε υπόψη τη δομή του κυττάρου. Η κυτταρική μεμβράνη μπορεί να εκτεθεί σε διαφορετικά στελέχη, και μπορεί να διπλωθεί για να κάμψει και να μην σπάσει. Σε ειδικές περιπτώσεις, όπως η σύντηξη των κυστιδίων εκκολαπτόμενος ή μπορεί να σπάσει, αλλά μόνο προσωρινά. Σε θερμοκρασία δωματίου, τα λιπιδικά συστατικά βρίσκονται σε συνεχή, χαοτική κίνηση, σχηματίζοντας ένα σταθερό όριο ρευστού.

Υγρό ψηφιδωτό μοντέλο

Μιλώντας για τη δομή και λειτουργία των κυτταρικών μεμβρανών, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι στη σημερινή παρουσίαση της μεμβράνης όπως το ψηφιδωτό μοντέλο ρευστού, εξετάστηκε από τους επιστήμονες το 1972 από τους Singer και Nicholson. Η θεωρία τους εκφράζει τα τρία κύρια χαρακτηριστικά της δομής της μεμβράνης. Ενσωματωμένες μεμβρανικές πρωτεΐνες συμβάλλουν στο μωσαϊκό μοτίβο για τη μεμβράνη, και είναι ικανά να πλευρική κίνηση στο επίπεδο λόγω της ασταθούς φύσης του οργανισμού λιπιδίου. Διαμεμβρανικές πρωτεΐνες είναι επίσης δυνητικά κινητά. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της δομής της μεμβράνης είναι ασυμμετρία της. Ποια είναι η δομή του κυττάρου; Η κυτταρική μεμβράνη, πυρήνα, πρωτεΐνη και ούτω καθεξής. Κύτταρο είναι θεμελιώδης μονάδα της ζωής, και όλοι οι οργανισμοί αποτελούνται από ένα ή πολλαπλά κύτταρα, καθένα από τα οποία έχει ένα φυσικό φράγμα που το χωρίζει από το περιβάλλον. Αυτό το εξωτερικό όριο του κυττάρου καλείται επίσης η μεμβράνη πλάσματος. Αποτελείται από τέσσερις διαφορετικούς τύπους μορίων: φωσφολιπίδια, χοληστερόλη, πρωτεΐνες και υδατάνθρακες. Fluid μωσαϊκό μοντέλο περιγράφει τη δομή της κυτταρικής μεμβράνης ως εξής: ευέλικτη και ελαστική, η συνοχή μοιάζει με ένα φυτικό έλαιο, έτσι ώστε όλα τα μεμονωμένα μόρια απλά επιπλέουν σε ένα υγρό μέσο, και είναι σε θέση να κινείται πλευρικά εντός αυτού του κελύφους. Μωσαϊκό αντιπροσωπεύει κάτι που συγκροτείται από πολλά διαφορετικά μέρη. Στην μεμβράνη πλάσματος παρουσιάζεται φωσφολιπίδια, μόρια χοληστερόλης, πρωτεΐνες και υδατάνθρακες.

φωσφολιπίδια

Τα φωσφολιπίδια αποτελούν τη βασική δομή της κυτταρικής μεμβράνης. Αυτά τα μόρια έχουν δύο διαφορετικές άκρο: μία κεφαλή και μια ουρά. Το άκρο της κεφαλής περιλαμβάνει μία φωσφορική ομάδα και είναι υδρόφιλο. Αυτό σημαίνει ότι έλκεται από τα μόρια του νερού. Η ουρά αποτελείται από υδρογόνο και άτομα άνθρακα, που ονομάζεται αλυσίδες των λιπαρών οξέων. Αυτές οι αλυσίδες είναι υδρόφοβα, που δεν τους αρέσει να αναμειγνύεται με τα μόρια του νερού. Αυτή η διαδικασία είναι παρόμοια με αυτό που συμβαίνει όταν ρίχνουμε το λάδι στο νερό, που σημαίνει ότι δεν διαλύεται σε αυτό. Χαρακτηριστικά της δομής της κυτταρικής μεμβράνης που σχετίζονται με τη λεγόμενη διπλή στιβάδα λιπιδίου, το οποίο αποτελείται από φωσφολιπίδια. Υδρόφιλες κεφαλές φωσφορικό είναι πάντα τοποθετημένα όπου υπάρχει νερό στη μορφή του ενδοκυτταρικού και εξωκυτταρικού υγρού. Οι υδρόφοβες ουρές των φωσφολιπιδίων στην μεμβράνη οργανώνεται κατά τέτοιο τρόπο που τους κρατά μακριά από το νερό.

Χοληστερόλη, πρωτεΐνες και υδατάνθρακες

Ακούγοντας τη λέξη «χοληστερίνη», οι άνθρωποι συνήθως πιστεύουν ότι είναι κακό. Αλλά στην πραγματικότητα, η χοληστερόλη είναι ένα σημαντικό συστατικό των κυτταρικών μεμβρανών. μόριό του αποτελείται από τέσσερις δακτυλίους από άτομα υδρογόνου και άνθρακα. Αυτοί είναι υδρόφοβα και βρίσκονται μεταξύ των υδρόφοβες ουρές στη λιπιδική διστρωματική. Η σημασία τους είναι να διατηρηθεί η συνοχή, ενισχύουν τη μεμβράνη, την πρόληψη διασταύρωση. μόρια χοληστερόλης κατέχουν επίσης το φωσφολιπίδιο ουρές από το να έρχονται σε επαφή και στερεοποιείται. Αυτό εξασφαλίζει ρευστότητα και την ευελιξία. μεμβρανικές πρωτεΐνες έχουν μια λειτουργία των ενζύμων για την επιτάχυνση των χημικών αντιδράσεων, δρουν ως υποδοχείς για ειδικά μόρια ή τις ουσίες που μεταφέρονται μέσω της κυτταρικής μεμβράνης.

Υδατάνθρακες, ή σάκχαρα, βρίσκονται μόνο στην εξωκυτταρική πλευρά της μεμβράνης του κυττάρου. Μαζί αποτελούν το γλυκοκάλιξης. Παρέχει απορρόφηση των κραδασμών και προστασία της μεμβράνης του πλάσματος. Με βάση τις δομές και τους τύπους των υδατανθράκων στο σώμα της γλυκοκάλιξης των κυττάρων μπορεί να αναγνωρίσει και να καθορίσει εάν πρέπει να είναι εκεί ή όχι.

μεμβρανικές πρωτεΐνες

Η δομή της κυτταρικής μεμβράνης του ένα ζωικό κύτταρο είναι αδιανόητη χωρίς μια τέτοια σημαντική συνιστώσα της πρωτεΐνης. Παρ 'όλα αυτά, είναι σημαντικά κατώτερο από το μέγεθος των άλλων σημαντικών συστατικών - λιπίδια. Υπάρχουν τρεις βασικοί τύποι πρωτεϊνών μεμβράνης.

• Integral. Καλύπτουν πλήρως την διστρωματική, το κυτταρόπλασμα και το εξωκυτταρικό μέσο. Φέρνουν μια λειτουργία μεταφοράς και σηματοδότησης.
• Περιφερική. Πρωτεΐνες που επισυνάπτεται στην μεμβράνη με χρήση ηλεκτροστατικών, ή δεσμούς υδρογόνου στην κυτταροπλασματική ή εξωκυτταρικό επιφάνειές τους. Συμμετέχουν ουσιαστικά όπως ένα μέσον στερέωσης για αναπόσπαστο πρωτεΐνες.
• Διαμεμβρανικές. Λειτουργούν ενζυματικές και τις λειτουργίες σηματοδότησης, και διαμορφώνουν τη βασική δομή της μεμβράνης λιπιδίου bi-στρώματος.

Λειτουργίες των βιολογικών μεμβρανών

Το υδρόφοβο αποτέλεσμα που διέπει τη συμπεριφορά των υδρογονανθράκων στο νερό, ελέγχοντας δομές που σχηματίζονται από τα λιπίδια της μεμβράνης και τις πρωτεΐνες της μεμβράνης. Πολλές ιδιότητες της μεμβράνης που ανατίθενται μεταφορείς διπλές στιβάδες λιπιδίου, σχηματίζοντας μια δομή βάσης για όλες τις βιολογικές μεμβράνες. Οι ενσωματωμένες μεμβρανικές πρωτεΐνες κρυμμένο εν μέρει στη λιπιδική διστρωματική. Διαμεμβρανικές πρωτεΐνες έχουν μια εξειδικευμένη οργάνωση των αμινοξέων στην πρωτοταγή αλληλουχία τους.

Περιφερική μεμβρανικές πρωτεΐνες είναι πολύ παρόμοια με τη διαλυτή, αλλά συνδέονται επίσης με τις μεμβράνες. Εξειδικευμένες κυτταρικές μεμβράνες είναι εξειδικευμένες κυτταρική λειτουργία. Δεδομένου ότι η δομή και οι λειτουργίες των κυτταρικών μεμβρανών έχουν αντίκτυπο στο σώμα; Σχετικά με το πώς να κατασκευάσει βιολογικές μεμβράνες εξαρτάται από την εξασφάλιση της λειτουργικότητας του συνόλου του οργανισμού. Από ενδοκυτταρικά οργανίδια, εξωκυτταρικών και αλληλεπιδράσεις κυττάρου-κυττάρου, μεμβράνης δομές είναι αναγκαία για την οργάνωση και την απόδοση των βιολογικών λειτουργιών. Πολλά από τα δομικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά είναι κοινά για τα βακτήρια, τα ευκαρυωτικά κύτταρα και ιούς με περίβλημα. Όλες οι βιολογικές μεμβράνες κατασκευάστηκαν με λιπίδιο δι-στιβάδα, η οποία προκαλεί την παρουσία ενός αριθμού των κοινά χαρακτηριστικά. Μεμβράνη πρωτεΐνες έχει μια ποικιλία ειδικών λειτουργιών.

• Έλεγχοι. Οι μεμβράνες των κυττάρων του πλάσματος ορίζουν τα όρια της αλληλεπίδρασης κυττάρου με το περιβάλλον.
• Μεταφορές. κυτταρική ενδοκυτταρική μεμβράνη χωρίζεται σε πολλά λειτουργικά τμήματα με διαφορετική εσωτερική σύνθεση, καθένα από τα οποία υποστηρίζεται από την αναγκαία λειτουργία μεταφοράς σε συνδυασμό με την διαπερατότητα ελέγχου.
• Η μεταγωγή σήματος. μεμβράνη σύντηξης παρέχει ένα μηχανισμό για ενδοκυτταρική φυσαλιδώδη προειδοποίησης και την πρόληψη όλων των ειδών ιών εισέλθουν ελεύθερα το κύτταρο.

Αξία και συμπεράσματα

Η δομή της εξωτερικής μεμβράνης του κυττάρου επηρεάζει ολόκληρο το σώμα. Παίζει σημαντικό ρόλο στην προστασία της ακεραιότητας, επιτρέποντας διείσδυση μόνο επιλεγμένα υλικά. Είναι επίσης μια καλή βάση για τον καθορισμό του κυτταροσκελετού και του κυτταρικού τοιχώματος, η οποία βοηθά στη διατήρηση κυτταρικό σχήμα. Λιπίδια αποτελούν περίπου το 50% της μάζας της μεμβράνης των περισσότερων κυττάρων, αν και αυτό ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο της μεμβράνης. Η δομή της εξωτερικής κυτταρικής μεμβράνης των θηλαστικών είναι πιο δύσκολη, υπάρχουν περιείχε τέσσερα βασικά φωσφολιπίδιο. Μια σημαντική ιδιότητα των λιπιδίων bi-στιβάδων είναι ότι συμπεριφέρονται ως δισδιάστατο υγρό, στο οποίο τα μεμονωμένα μόρια είναι ελεύθερα να περιστρέφονται και κινούνται σε πλευρικές κατευθύνσεις. Αυτή η ρευστότητα - αυτό είναι μια σημαντική ιδιότητα της μεμβράνης, η οποία καθορίζεται ανάλογα με τη θερμοκρασία και τη σύνθεση λιπιδίου. Λόγω δομή δακτυλίου υδρογονάνθρακα χοληστερόλη παίζει ένα ρόλο στον προσδιορισμό της ρευστότητα της μεμβράνης. Επιλεκτική διαπερατότητα των βιολογικών μεμβρανών σε μικρά μόρια επιτρέπει στο κύτταρο να παρακολουθεί και να διατηρεί την εσωτερική του δομή.

Λαμβάνοντας υπόψη τη δομή των κυττάρων (κυτταρική μεμβράνη, πυρήνας, και ούτω καθεξής), μπορούμε να συμπεράνουμε ότι ο οργανισμός - είναι το σύστημα αυτο-ρύθμισης που χωρίς βοήθεια δεν μπορεί να βλάψει τον εαυτό σας και θα δείτε πάντα τρόπους για να αποκαταστήσει και να προστατεύσει την εύρυθμη λειτουργία κάθε κυττάρου.