bioloji membranlar.
"Membran" (latınca membrana - dəri, plyonka) termini bir tərəfdən hüceyrənin məzmunu ilə xarici mühit arasında maneə rolunu oynayan hüceyrə sərhədini ifadə etmək üçün 100 ildən çox əvvəl istifadə edilməyə başlandı. , digər tərəfdən isə suyun və bəzi maddələrin keçə biləcəyi yarımkeçirici arakəsmə kimi. Bununla belə, membranın funksiyaları tükənmir,çünki bioloji membranlar hüceyrənin struktur təşkilinin əsasını təşkil edir.
Membran quruluşu. Bu modelə görə, əsas membran lipid ikiqatlıdır, burada molekulların hidrofobik quyruqları içəriyə, hidrofilik başlıqlar isə xaricə çevrilir. Lipidlər fosfolipidlərlə təmsil olunur - qliserin və ya sfinqosinin törəmələri. Zülallar lipid təbəqəsinə bağlanır. İnteqral (transmembran) zülallar membrana nüfuz edir və onunla möhkəm bağlıdır; periferiklər nüfuz etmir və membranla daha az möhkəm bağlıdır. Membran zülallarının funksiyaları: membranların quruluşunu saxlamaq, ətraf mühitdən gələn siqnalları qəbul etmək və çevirmək. mühit, müəyyən maddələrin daşınması, membranlarda baş verən reaksiyaların katalizi. membranın qalınlığı 6 ilə 10 nm arasındadır.

Membran xüsusiyyətləri:
1. Mayelik. Membran sərt bir quruluş deyil, onun zülal və lipidlərinin çoxu membranların müstəvisində hərəkət edə bilir.
2. Asimmetriya. Həm zülalların, həm də lipidlərin xarici və daxili təbəqələrinin tərkibi fərqlidir. Bundan əlavə, heyvan hüceyrələrinin plazma membranlarının xaricdə qlikoproteinlər təbəqəsi var (siqnal və reseptor funksiyalarını yerinə yetirən qlikokaliks, həmçinin hüceyrələrin toxumalara birləşməsi üçün vacibdir).
3. Qütblülük. Membranın xarici hissəsi müsbət yük daşıyır, daxili hissəsi isə mənfi yük daşıyır.
4. Seçici keçiricilik. Canlı hüceyrələrin membranları sudan başqa, yalnız həll olunmuş maddələrin müəyyən molekulları və ionlarını keçir.(Hüceyrə membranlarına münasibətdə “yarıkeçiricilik” ifadəsinin istifadəsi tamamilə düzgün deyil, çünki bu anlayış membranın yalnız həlledicidən keçdiyini nəzərdə tutur. bütün molekulları və həll olunan ionları saxlayaraq molekullar.)

Xarici hüceyrə membranı (plazmalemma) zülallar, fosfolipidlər və sudan ibarət 7,5 nm qalınlığında ultramikroskopik bir filmdir. Su ilə yaxşı nəmlənmiş və zədələndikdən sonra bütövlüyünü tez bərpa edən elastik film. Bütün bioloji membranlara xas olan universal bir quruluşa malikdir. Bu membranın sərhəd mövqeyi, selektiv keçiricilik, pinositoz, faqositoz, ifrazat məhsullarının ifrazı və sintez proseslərində qonşu hüceyrələrlə birlikdə iştirakı və hüceyrəni zədələnmədən qorumaq onun rolunu son dərəcə əhəmiyyətli edir. Membrandan kənarda olan heyvan hüceyrələri bəzən polisaxaridlərdən və zülallardan ibarət nazik təbəqə ilə - qlikokalikslə örtülür. Hüceyrə membranının xaricində olan bitki hüceyrələri xarici dəstək yaradan və hüceyrənin formasını saxlayan güclü hüceyrə divarına malikdir. Suda həll olunmayan polisaxarid olan lifdən (selüloz) ibarətdir.

Heç kimə sirr deyil ki, planetimizdəki bütün canlılar öz hüceyrələrindən, bu saysız-hesabsız "" üzvi maddələrdən ibarətdir. Hüceyrələr də öz növbəsində xüsusi qoruyucu qabıqla - hüceyrənin həyatında çox mühüm rol oynayan membranla əhatə olunur və hüceyrə membranının funksiyaları hüceyrəni qorumaqla məhdudlaşmır, ən mürəkkəb mexanizmdir. hüceyrələrin çoxalmasında, qidalanmasında və bərpasında.

Hüceyrə membranı nədir

"Membran" sözünün özü latın dilindən "film" kimi tərcümə olunur, baxmayaraq ki, membran sadəcə hüceyrənin bükülmüş bir film növü deyil, bir-biri ilə əlaqəli və fərqli xüsusiyyətlərə malik olan iki filmin birləşməsidir. Əslində hüceyrə membranı üç qatlı lipoprotein (yağ-zülal) membranıdır ki, hər bir hüceyrəni qonşu hüceyrələrdən və ətraf mühitdən ayırır, hüceyrələr və hüceyrələr arasında idarə olunan mübadilə həyata keçirir. mühit, bu, hüceyrə membranının nə olduğunun akademik tərifidir.

Membranın dəyəri sadəcə olaraq çox böyükdür, çünki o, nəinki bir hüceyrəni digərindən ayırır, həm də hüceyrənin həm digər hüceyrələrlə, həm də ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqəsini təmin edir.

Hüceyrə membranının tədqiqi tarixi

Hüceyrə membranının öyrənilməsinə mühüm töhfə hələ 1925-ci ildə iki alman alimi Gorter və Grendel tərəfindən verilmişdir. Məhz o zaman qırmızı qan hüceyrələri - eritrositlər üzərində mürəkkəb bioloji təcrübə aparmağa müvəffəq oldular, bu müddət ərzində elm adamları sözdə "kölgələr", eritrositlərin boş qabıqlarını aldılar, bir yığına qatlanmış və səth sahəsini ölçdülər, həmçinin onların tərkibindəki lipidlərin miqdarını hesablamışdır. Alınan lipidlərin miqdarına əsasən alimlər belə nəticəyə gəliblər ki, onlar hüceyrə membranının ikiqat təbəqəsi üçün kifayətdir.

1935-ci ildə başqa bir cüt hüceyrə membranı tədqiqatçısı, bu dəfə amerikalı Daniel və Dawson bir sıra uzun təcrübələrdən sonra hüceyrə membranındakı zülal tərkibini təyin etdilər. Əks halda, membranın niyə belə yüksək səth gərginliyinə malik olduğunu izah etmək mümkün deyildi. Alimlər məharətlə buterbrod şəklində hüceyrə membranının modelini təqdim etdilər ki, burada çörəyin rolunu bircinsli lipid-zülal təbəqələri oynayır və onların arasında yağ əvəzinə boşluq var.

1950-ci ildə gəlişi ilə elektron nəzəriyyə Daniel və Douson artıq praktiki müşahidələrlə təsdiqlənib - hüceyrə membranının mikrofotoşəkillərində lipid və zülal başlıqlarının təbəqələri, həmçinin onların arasında boş yer aydın şəkildə göstərilib.

1960-cı ildə amerikalı bioloq C.Robertson hüceyrə membranlarının üç qatlı quruluşu haqqında nəzəriyyə işləyib hazırladı, bu nəzəriyyə uzun müddət yeganə doğru sayılsa da, elmin sonrakı inkişafı ilə onun yanılmazlığına şübhələr yaranmağa başladı. Beləliklə, məsələn, hüceyrələr nöqteyi-nəzərindən lazımi faydalı maddələri bütün "sendviç" vasitəsilə daşımaq çətin və zəhmətli olardı.

Və yalnız 1972-ci ildə amerikalı bioloqlar S. Sinqer və Q. Nikolson hüceyrə membranının yeni maye-mozaika modelinin köməyi ilə Robertsonun nəzəriyyəsinin uyğunsuzluqlarını izah edə bildilər. Xüsusilə, hüceyrə membranının tərkibinə görə homojen olmadığını, üstəlik, asimmetrik və maye ilə dolu olduğunu aşkar etdilər. Bundan əlavə, hüceyrələr var daimi hərəkətdə. Hüceyrə pərdəsini təşkil edən bədnam zülallar isə fərqli quruluş və funksiyalara malikdir.

Hüceyrə membranının xassələri və funksiyaları

İndi hüceyrə membranının hansı funksiyaları yerinə yetirdiyinə baxaq:

Hüceyrə membranının maneə funksiyası - membran əsl sərhədçi kimi hüceyrənin sərhədlərini qoruyur, gecikdirir, zərərli və ya sadəcə olaraq uyğun olmayan molekulları keçirməyə imkan vermir.

Hüceyrə pərdəsinin daşıma funksiyası - membran təkcə hüceyrənin qapılarında sərhəd gözətçisi deyil, həm də bir növ gömrük keçid məntəqəsidir ki, onun vasitəsilə faydalı maddələrin digər hüceyrələrlə və ətraf mühitlə mübadiləsi daim keçirilir.

Matris funksiyası - bir-birinə nisbətən yeri təyin edən, aralarındakı qarşılıqlı əlaqəni tənzimləyən hüceyrə membranıdır.

Mexanik funksiya - bir hüceyrənin digərindən məhdudlaşdırılmasına və paralel olaraq hüceyrələrin bir-birinə düzgün bağlanmasına, onların homojen bir toxuma meydana gəlməsinə cavabdehdir.

Hüceyrə membranının qoruyucu funksiyası hüceyrənin qoruyucu qalxanının qurulması üçün əsasdır. Təbiətdə bu funksiyanı sərt ağac, sıx bir dəri, qoruyucu qabıq kimi nümunə göstərmək olar, bunların hamısı membranın qoruyucu funksiyasına görədir.

Enzimatik funksiya bəzi hüceyrə zülallarının yerinə yetirdiyi digər vacib funksiyadır. Məsələn, bu funksiyaya görə bağırsaq epitelində həzm fermentlərinin sintezi baş verir.

Həmçinin, bütün bunlara əlavə olaraq, hüceyrə mübadiləsi üç fərqli reaksiya ilə baş verə bilən hüceyrə membranı vasitəsilə həyata keçirilir:

• Faqositoz, membrana daxil edilmiş faqositik hüceyrələrin müxtəlif maddələri tutması və həzm etdiyi hüceyrə mübadiləsidir. qida maddələri.
• Pinositoz - hüceyrə membranının, onunla təmasda olan maye molekullarının tutulması prosesidir. Bunun üçün membranın səthində bir damla mayeni əhatə edən, sonradan membran tərəfindən "udılan" bir qabarcıq meydana gətirən xüsusi tendrillər əmələ gəlir.
• Ekzositoz - hüceyrə membran vasitəsilə sekretor funksional mayeni səthə buraxdıqda əks prosesdir.

Hüceyrə membranının quruluşu

Hüceyrə membranında lipidlərin üç sinfi var:

• fosfolipidlər (onlar yağların və fosforun birləşməsidir),
• glikolipidlər (yağların və karbohidratların birləşməsi),
• xolesterin.

Fosfolipidlər və qlikolipidlər, öz növbəsində, iki uzun hidrofobik quyruğun uzandığı hidrofilik başdan ibarətdir. Xolesterin isə bu quyruqlar arasındakı boşluğu tutur, onların əyilməsinin qarşısını alır, bütün bunlar bəzi hallarda müəyyən hüceyrələrin membranını çox sərt edir. Bütün bunlara əlavə olaraq, xolesterin molekulları hüceyrə membranının quruluşunu tənzimləyir.

Ancaq nə olursa olsun, hüceyrə membranının quruluşunun ən vacib hissəsi zülaldır, daha doğrusu, müxtəlif mühüm rol oynayan fərqli zülallardır. Membrandakı zülalların müxtəlifliyinə baxmayaraq, onları birləşdirən bir şey var - həlqəvi lipidlər bütün membran zülallarının ətrafında yerləşir. Halqavari lipidlər zülallar üçün bir növ qoruyucu qabıq rolunu oynayan xüsusi strukturlaşdırılmış yağlardır, onsuz onlar sadəcə işləməyəcəklər.

Hüceyrə membranının quruluşu üç təbəqədən ibarətdir: hüceyrə membranının əsasını bircinsli maye lipid təbəqəsi təşkil edir. Zülallar onu mozaika kimi hər iki tərəfdən örtür. Məhz zülallar, yuxarıda təsvir edilən funksiyalara əlavə olaraq, membranın maye təbəqəsinə nüfuz edə bilməyən maddələrin membrandan keçdiyi özünəməxsus kanallar rolunu oynayır. Bunlara, məsələn, kalium və natrium ionları daxildir; onların membrandan keçməsi üçün təbiət hüceyrə membranlarının xüsusi ion kanallarını təmin edir. Başqa sözlə, zülallar hüceyrə membranlarının keçiriciliyini təmin edir.

Hüceyrə pərdəsinə mikroskopla baxsaq, üzərində zülalların dənizdəki kimi üzdüyü kiçik sferik molekulların əmələ gətirdiyi lipid təbəqəsini görərik. İndi hansı maddələrin hüceyrə membranının bir hissəsi olduğunu bilirsiniz.

Hüceyrə membranı, video

Və nəhayət, hüceyrə membranı haqqında maarifləndirici video.

Canlı orqanizmin əsas struktur vahidi hüceyrə membranı ilə əhatə olunmuş sitoplazmanın fərqli bir hissəsi olan hüceyrədir. Hüceyrənin çoxalma, qidalanma, hərəkət kimi bir çox mühüm funksiyaları yerinə yetirdiyini nəzərə alsaq, qabıq plastik və sıx olmalıdır.

Hüceyrə membranının kəşfi və tədqiqi tarixi

1925-ci ildə Grendel və Gorder eritrositlərin, yəni boş qabıqların "kölgələrini" müəyyən etmək üçün uğurlu təcrübə apardılar. Bir neçə kobud səhvlərə baxmayaraq, elm adamları lipid ikiqatını kəşf etdilər. Onların işini 1935-ci ildə Danielli, Dawson, 1960-cı ildə Robertson davam etdirdi. Uzun illərin çalışması və arqumentlərin toplanması nəticəsində 1972-ci ildə Singer və Nikolson membranın strukturunun maye mozaika modelini yaratdılar. Sonrakı təcrübələr və tədqiqatlar alimlərin işlərini təsdiqlədi.

Məna

Hüceyrə membranı nədir? Bu söz yüz ildən çox əvvəl istifadə olunmağa başladı, latın dilindən tərcümədə "film", "dəri" deməkdir. Beləliklə, daxili məzmun və xarici mühit arasında təbii bir maneə olan hüceyrənin sərhədini təyin edin. Hüceyrə membranının quruluşu yarı keçiriciliyi nəzərdə tutur, buna görə nəm və qida maddələri və çürümə məhsulları ondan sərbəst keçə bilər. Bu qabığı hüceyrənin təşkilinin əsas struktur komponenti adlandırmaq olar.

Hüceyrə membranının əsas funksiyalarını nəzərdən keçirin

1. Hüceyrənin daxili tərkibini və xarici mühitin komponentlərini ayırır.

2. Hüceyrənin kimyəvi tərkibini sabit saxlamağa kömək edir.

3. Düzgün maddələr mübadiləsini tənzimləyir.

4. Hüceyrələr arasında qarşılıqlı əlaqəni təmin edir.

5. Siqnalları tanıyır.

6. Qoruma funksiyası.

"Plazma qabığı"

Xarici hüceyrə membranı, həmçinin plazma membranı adlanır, qalınlığı beş-yeddi nanometr olan ultramikroskopik bir filmdir. Əsasən protein birləşmələri, fosfolid, sudan ibarətdir. Film elastikdir, suyu asanlıqla udur, həmçinin zədələndikdən sonra bütövlüyünü tez bərpa edir.

Universal strukturda fərqlənir. Bu membran sərhəd mövqeyi tutur, selektiv keçiricilik prosesində, çürümə məhsullarının atılmasında iştirak edir, onları sintez edir. "Qonşularla" əlaqə və daxili məzmunun zədələnmədən etibarlı qorunması onu hüceyrənin quruluşu kimi bir məsələdə vacib komponentə çevirir. hüceyrə membranı heyvan orqanizmləri bəzən ən incə təbəqə ilə örtülmüş olur - zülallar və polisaxaridləri ehtiva edən qlikokaliks. Membran xaricindəki bitki hüceyrələri dəstək rolunu oynayan və formasını saxlayan hüceyrə divarı ilə qorunur. Tərkibinin əsas komponenti lifdir (selüloz) - suda həll olunmayan polisaxarid.

Beləliklə, xarici hüceyrə membranı təmir, qorunma və digər hüceyrələrlə qarşılıqlı əlaqə funksiyasını yerinə yetirir.

Hüceyrə membranının quruluşu

Bu daşınan qabığın qalınlığı altı ilə on nanometr arasında dəyişir. Hüceyrənin hüceyrə membranı xüsusi bir tərkibə malikdir, onun əsasını lipid iki qat təşkil edir. Suya təsirsiz olan hidrofobik quyruqlar içəridə yerləşir, su ilə qarşılıqlı əlaqədə olan hidrofilik başlıqlar isə xaricə çevrilir. Hər bir lipid qliserin və sfinqozin kimi maddələrin qarşılıqlı təsirinin nəticəsi olan bir fosfolipiddir. Lipid təbəqəsi davamlı olmayan təbəqədə yerləşən zülallarla sıx şəkildə əhatə olunmuşdur. Onların bəziləri lipid təbəqəsinə batırılır, qalanları ondan keçir. Nəticədə su keçirən sahələr əmələ gəlir. Bu zülalların yerinə yetirdiyi funksiyalar fərqlidir. Onların bəziləri fermentlər, qalanları daşıyan nəqliyyat zülallarıdır müxtəlif maddələrətraf mühitdən sitoplazmaya və əksinə.

Hüceyrə membranı inteqral zülallardan keçir və onlarla sıx bağlıdır, periferik zülallarla əlaqə daha az güclüdür. Bu zülallar mühüm funksiyanı yerinə yetirir, bu da membranın quruluşunu qorumaq, ətraf mühitdən gələn siqnalları qəbul etmək və çevirmək, maddələri nəql etmək və membranlarda baş verən reaksiyaları kataliz etməkdir.

Qarışıq

Hüceyrə membranının əsasını bimolekulyar təbəqə təşkil edir. Davamlılığına görə hüceyrə maneə və mexaniki xüsusiyyətlərə malikdir. Həyatın müxtəlif mərhələlərində bu iki qat pozula bilər. Nəticədə hidrofilik məsamələrin struktur qüsurları əmələ gəlir. Bu vəziyyətdə, hüceyrə membranı kimi bir komponentin tamamilə bütün funksiyaları dəyişə bilər. Bu vəziyyətdə nüvə xarici təsirlərdən əziyyət çəkə bilər.

Xüsusiyyətlər

Hüceyrənin hüceyrə membranı var maraqlı xüsusiyyətlər. Bu qabıq öz axıcılığına görə sərt struktur deyil və onun tərkibini təşkil edən zülal və lipidlərin əsas hissəsi membran müstəvisində sərbəst hərəkət edir.

Ümumiyyətlə, hüceyrə membranı asimmetrikdir, ona görə də zülal və lipid təbəqələrinin tərkibi fərqlidir. Heyvan hüceyrələrində plazma membranlarının xarici tərəfində reseptor və siqnal funksiyalarını yerinə yetirən, həmçinin hüceyrələrin toxumalara birləşməsi prosesində mühüm rol oynayan qlikoprotein təbəqəsi var. Hüceyrə pərdəsi qütblüdür, yəni xaricdəki yük müsbət, daxili isə mənfidir. Yuxarıda göstərilənlərin hamısına əlavə olaraq, hüceyrə membranı seçici bir anlayışa malikdir.

Bu o deməkdir ki, hüceyrəyə sudan əlavə yalnız müəyyən bir qrup molekul və həll olunmuş maddələrin ionları buraxılır. Hüceyrələrin çoxunda natrium kimi bir maddənin konsentrasiyası xarici mühitdən xeyli aşağıdır. Kalium ionları üçün fərqli bir nisbət xarakterikdir: hüceyrədəki onların sayı ətraf mühitə nisbətən daha çoxdur. Bu baxımdan, natrium ionları hüceyrə membranına nüfuz etməyə, kalium ionları isə xaricə buraxılmağa meyllidir. Bu şəraitdə membran maddələrin konsentrasiyasını düzəldən "nasos" rolunu yerinə yetirən xüsusi bir sistemi işə salır: natrium ionları hüceyrə səthinə, kalium ionları isə içəriyə pompalanır. Bu xüsusiyyət hüceyrə membranının ən mühüm funksiyalarının bir hissəsidir.

Natrium və kalium ionlarının səthdən içəriyə doğru hərəkət etmə meyli şəkər və amin turşularının hüceyrəyə daşınmasında böyük rol oynayır. Hüceyrədən natrium ionlarının aktiv şəkildə çıxarılması prosesində membran içəriyə qlükoza və amin turşularının yeni daxil olması üçün şərait yaradır. Əksinə, kalium ionlarının hüceyrəyə ötürülməsi prosesində hüceyrə daxilindən xarici mühitə çürümə məhsullarının “daşıyıcılarının” sayı artır.

Hüceyrə hüceyrə membranı vasitəsilə necə qidalanır?

Bir çox hüceyrə maddələri faqositoz və pinositoz kimi proseslərlə qəbul edir. Birinci variantda, tutulan hissəciyin yerləşdiyi çevik bir xarici membran tərəfindən kiçik bir girinti yaradılır. Sonra girintinin diametri əhatə olunmuş hissəcik hüceyrə sitoplazmasına daxil olana qədər böyüyür. Faqositoz vasitəsilə bəzi protozoa, məsələn, amöba, həmçinin qan hüceyrələri - leykositlər və faqositlər qidalanır. Eynilə, hüceyrələr lazımi qidaları ehtiva edən mayeni udur. Bu fenomen pinositoz adlanır.

Xarici membran hüceyrənin endoplazmatik retikulumu ilə sıx bağlıdır.

Əsas toxuma komponentlərinin bir çox növlərində membranın səthində çıxıntılar, qıvrımlar və mikrovillilər yerləşir. Bu qabığın kənarındakı bitki hüceyrələri qalın və mikroskopda aydın görünən başqa bir hüceyrə ilə örtülmüşdür. Onların hazırlandığı lif ağac kimi bitki toxumaları üçün dəstək meydana gətirir. Heyvan hüceyrələrində də hüceyrə membranının üstündə oturan bir sıra xarici strukturlar var. Təbiətdə onlar yalnız qoruyucudurlar, bunun bir nümunəsi tərkibində olan xitindir integumental hüceyrələr həşəratlar.

Hüceyrə membranına əlavə olaraq hüceyrədaxili membran da var. Onun funksiyası hüceyrəni bir neçə ixtisaslaşdırılmış qapalı bölməyə - bölmələrə və ya orqanellərə bölməkdir, burada müəyyən bir mühit saxlanılmalıdır.

Beləliklə, hüceyrə membranı kimi canlı orqanizmin əsas vahidinin belə bir komponentinin rolunu çox qiymətləndirmək mümkün deyil. Quruluş və funksiyalar hüceyrənin ümumi səthinin əhəmiyyətli dərəcədə genişlənməsini, metabolik proseslərin yaxşılaşdırılmasını nəzərdə tutur. Bu molekulyar quruluş zülallardan və lipidlərdən ibarətdir. Hüceyrəni xarici mühitdən ayıran membran onun bütövlüyünü təmin edir. Onun köməyi ilə hüceyrələrarası bağlar kifayət qədər güclü səviyyədə saxlanılır, toxumalar əmələ gəlir. Bu baxımdan belə bir nəticəyə gələ bilərik ki, hüceyrədə ən mühüm rollardan birini hüceyrə membranı oynayır. Onun yerinə yetirdiyi struktur və funksiyalar məqsədlərindən asılı olaraq müxtəlif hüceyrələrdə köklü şəkildə fərqlənir. Bu xüsusiyyətlər vasitəsilə hüceyrə membranlarının müxtəlif fizioloji fəaliyyətinə və onların hüceyrə və toxumaların mövcudluğunda rollarına nail olunur.

Funksional xüsusiyyətlərinə görə hüceyrə membranını yerinə yetirdiyi 9 funksiyaya bölmək olar.
Hüceyrə membranının funksiyaları:
1. Nəqliyyat. Maddələrin hüceyrədən hüceyrəyə daşınmasını təmin edir;
2. maneə. Seçici keçiriciliyə malikdir, lazımi maddələr mübadiləsini təmin edir;
3. Reseptor. Membranda olan bəzi zülallar reseptorlardır;
4. Mexanik. Hüceyrənin və onun mexaniki strukturlarının muxtariyyətini təmin edir;
5. Matris. Matris zülallarının optimal qarşılıqlı əlaqəsini və oriyentasiyasını təmin edir;
6. Enerji. Membranlarda enerji ötürmə sistemləri mitoxondrilərdə hüceyrə tənəffüsü zamanı fəaliyyət göstərir;
7. Enzimatik. Membran zülalları bəzən fermentlərdir. Məsələn, bağırsaq hüceyrə membranları;
8. İşarələmə. Membranda hüceyrəni müəyyən etməyə imkan verən antigenlər (qlikoproteinlər) var;
9. Yaradıcı. Biopotensialların əmələ gəlməsini və keçirilməsini həyata keçirir.

Heyvan hüceyrəsinin və ya bitki hüceyrəsinin quruluşundan istifadə edərək hüceyrə membranının necə göründüyünü görə bilərsiniz.

Şəkil hüceyrə membranının quruluşunu göstərir.
Hüceyrə membranının komponentlərinə hüceyrə membranının müxtəlif zülalları (qlobulyar, periferik, səth), həmçinin hüceyrə membranının lipidləri (qlikolipid, fosfolipid) daxildir. Hüceyrə membranının strukturunda karbohidratlar, xolesterin, qlikoprotein və zülal alfa sarmalları da mövcuddur.

Hüceyrə membranının tərkibi

Hüceyrə membranının əsas komponentləri bunlardır:
1. Zülallar - membranın müxtəlif xüsusiyyətlərinə cavabdehdir;
2. Lipidlər üç növ(fosfolipidlər, qlikolipidlər və xolesterin) membranın sərtliyindən məsuldur.
Hüceyrə membranının zülalları:
1. Qlobulyar protein;
2. Səth zülalı;
3. Periferik protein.

Hüceyrə membranının əsas məqsədi

Hüceyrə membranının əsas məqsədi:
1. Hüceyrə ilə ətraf mühit arasında mübadiləsini tənzimləmək;
2. İstənilən hüceyrənin tərkibini xarici mühitdən ayırmaq, bununla da onun bütövlüyünü təmin etmək;
3. Hüceyrədaxili membranlar hüceyrəni xüsusi qapalı bölmələrə - orqanoidlərə və ya müəyyən ekoloji şəraitin saxlanıldığı bölmələrə ayırır.

Hüceyrə membranının quruluşu

Hüceyrə membranının quruluşu maye fosfolipid matrisində həll olunan qlobulyar inteqral zülalların ikiölçülü məhluludur. Membran quruluşunun bu modeli 1972-ci ildə iki alim Nicholson və Singer tərəfindən təklif edilmişdir. Beləliklə, membranların əsasını görə biləcəyiniz molekulların nizamlı düzülüşü ilə bimolekulyar lipid təbəqəsi təşkil edir.

Qısa Təsvir:

Sazonov V.F. 1_1 Hüceyrə membranının quruluşu [Elektron resurs] // Kinesioloq, 2009-2018: [veb saytı]. Yenilənmə tarixi: 06.02.2018..__.201_). _Hüceyrə membranının quruluşu və fəaliyyəti təsvir olunur (sinonimlər: plazmalemma, plazmolemma, biomembran, hüceyrə membranı, hüceyrənin xarici membranı, hüceyrə membranı, sitoplazmatik membran). Bu ilkin məlumat həm sitologiya, həm də sinir fəaliyyətinin proseslərini başa düşmək üçün lazımdır: sinir həyəcanı, inhibə, sinapsların və hiss reseptorlarının işi.

hüceyrə membranı (plazma a lemma və ya plazma haqqında lemma)

Konsepsiya tərifi

Hüceyrə membranı (sinonimləri: plazmalemma, plazmolemma, sitoplazmatik membran, biomembran) hüceyrəni ətraf mühitdən ayıran və hüceyrə ilə onun mühiti arasında idarə olunan mübadilə və əlaqəni həyata keçirən üçlü lipoprotein (yəni "yağ-zülal") membranıdır.

Bu tərifdə əsas şey membranın hüceyrəni ətraf mühitdən ayırması deyil, sadəcə onun olmasıdır bağlayır ətraf mühitlə hüceyrə. Membrandır aktiv Hüceyrənin quruluşu, davamlı olaraq işləyir.

Bioloji membran zülallar və polisaxaridlərlə örtülmüş fosfolipidlərdən ibarət ultra nazik bimolekulyar təbəqədir. Bu hüceyrə quruluşu canlı orqanizmin maneə, mexaniki və matriks xassələrinin əsasını təşkil edir (Antonov VF, 1996).

Membranın obrazlı təsviri

Mənə görə hüceyrə membranı müəyyən bir ərazini əhatə edən içərisində çoxlu qapıları olan qəfəs hasar kimi görünür. İstənilən kiçik canlılar bu hasardan sərbəst şəkildə irəli-geri hərəkət edə bilər. Lakin daha böyük ziyarətçilər yalnız qapılardan daxil ola bilərlər, hətta o zaman hamısı deyil. Fərqli ziyarətçilərin yalnız öz qapılarının açarları var və onlar başqalarının qapısından keçə bilmirlər. Beləliklə, bu hasar vasitəsilə daima irəli-geri ziyarətçi axını olur, çünki membran hasarın əsas funksiyası ikiqatdır: ərazini ətraf məkandan ayırmaq və eyni zamanda onu ətraf məkanla birləşdirmək. Bunun üçün hasarda çoxlu deşiklər və qapılar var - !

Membran xüsusiyyətləri

1. keçiricilik.

2. Yarımkeçiricilik (qismən keçiricilik).

3. Seçici (sinonimi: seçici) keçiricilik.

4. Aktiv keçiricilik (sinonimi: aktiv daşıma).

5. Nəzarət olunan keçiricilik.

Gördüyünüz kimi, membranın əsas xüsusiyyəti müxtəlif maddələrə münasibətdə keçiriciliyidir.

6. Faqositoz və pinositoz.

7. Ekzositoz.

8. Elektrik və kimyəvi potensialların olması, daha dəqiq desək, membranın daxili və xarici tərəfləri arasında potensial fərq. Obrazlı olaraq bunu demək olar "membran ion axınına nəzarət edərək hüceyrəni "elektrik batareyasına" çevirir". Təfərrüatlar: .

9. Elektrik və kimyəvi potensialın dəyişməsi.

10. Qıcıqlanma. Membranda yerləşən xüsusi molekulyar reseptorlar siqnal (nəzarət) maddələri ilə əlaqə saxlaya bilir, bunun nəticəsində membranın və bütün hüceyrənin vəziyyəti dəyişə bilər. Molekulyar reseptorlar bio tetikler kimyəvi reaksiyalar liqandların (nəzarət maddələrinin) onlarla birləşməsinə cavab olaraq. Qeyd etmək lazımdır ki, siqnal verən maddə xaricdən reseptora təsir edir, eyni zamanda dəyişikliklər hüceyrə daxilində davam edir. Məlum olub ki, membran ətraf mühitdən hüceyrənin daxili mühitinə məlumat ötürmüşdür.

11. Katalitik fermentativ aktivlik. Fermentlər membrana daxil ola bilər və ya onun səthi ilə əlaqələndirilə bilər (hüceyrə daxilində və xaricində) və orada fermentativ fəaliyyətini həyata keçirirlər.

12. Səthin formasının və onun sahəsinin dəyişdirilməsi. Bu, membranın xaricə doğru böyüməsini və ya əksinə hüceyrənin içərisinə daxil olmasını təmin edir.

13. Digər hüceyrə membranları ilə əlaqə yaratmaq qabiliyyəti.

14. Yapışma - bərk səthlərə yapışma qabiliyyəti.

Membran xüsusiyyətlərinin qısa siyahısı

• keçiricilik.
• Endositoz, ekzositoz, transsitoz.
• Potensiallar.
• Qıcıqlanma.
• enzimatik fəaliyyət.
• Əlaqələr.
• Yapışma.

Membran funksiyaları

1. Daxili məzmunun xarici mühitdən natamam təcrid olunması.

2. Hüceyrə membranının işində əsas şeydir mübadilə müxtəlif maddələr hüceyrə və hüceyrədənkənar mühit arasında. Bu, membranın keçiricilik kimi xüsusiyyəti ilə bağlıdır. Bundan əlavə, membran onun keçiriciliyini tənzimləyərək bu mübadiləsini tənzimləyir.

3. Membranın digər mühüm funksiyası da kimyəvi və elektrik potensiallarında fərq yaratmaq onun daxili və xarici tərəfləri arasında. Buna görə hüceyrənin içərisində mənfi elektrik potensialı var -.

4. Membran vasitəsilə də həyata keçirilir məlumat mübadiləsi hüceyrə və ətraf mühit arasında. Membranda yerləşən xüsusi molekulyar reseptorlar nəzarət edən maddələrlə (hormonlar, vasitəçilər, modulyatorlar) birləşə və hüceyrədə biokimyəvi reaksiyalara səbəb ola bilər ki, bu da hüceyrədə və ya onun strukturlarında müxtəlif dəyişikliklərə səbəb olur.

Video:Hüceyrə membranının quruluşu

Video mühazirə:Membran quruluşu və nəqli haqqında təfərrüatlar

Membran quruluşu

Hüceyrə membranı universaldır üç qatlı strukturu. Onun orta yağ təbəqəsi davamlıdır və yuxarı və aşağı zülal təbəqələri onu ayrı-ayrı zülal sahələrinin mozaikası şəklində əhatə edir. Yağ təbəqəsi hüceyrənin ətraf mühitdən təcrid olunmasını təmin edən, onu ətraf mühitdən təcrid edən əsasdır. Öz-özünə suda həll olunan maddələri çox zəif keçir, lakin yağda həll olunanları asanlıqla keçir. Buna görə də, membranın suda həll olunan maddələr (məsələn, ionlar) üçün keçiriciliyi xüsusi protein strukturları ilə təmin edilməlidir - və.

Aşağıda elektron mikroskopdan istifadə etməklə əldə edilən təmasda olan hüceyrələrin real hüceyrə membranlarının mikrofotoşəkilləri, həmçinin üç qatlı membranı və onun zülal təbəqələrinin mozaika xarakterini göstərən sxematik rəsm verilmişdir. Şəkli böyütmək üçün üzərinə klikləyin.

Hüceyrə membranının daxili lipid (yağlı) təbəqəsinin ayrıca təsviri, inteqrasiya olunmuş zülallarla nüfuz edir. Üst və alt zülal təbəqələri lipid ikiqatının nəzərdən keçirilməsinə mane olmamaq üçün çıxarılır.

Yuxarıdakı şəkil: Vikipediyadan hüceyrə membranının (hüceyrə divarının) natamam sxematik təsviri.

Qeyd edək ki, mərkəzi yağlı ikiqat lipid təbəqəsini daha yaxşı görə bilək deyə burada xarici və daxili zülal təbəqələri membrandan çıxarılıb. Həqiqi hüceyrə membranında böyük protein "adaları" yağlı təbəqənin üstündə və altında üzür (şəkildə kiçik toplar) və membran daha qalın, üç qatlı olur: protein-yağ-zülal . Beləliklə, əslində ortada qalın bir "yağ" təbəqəsi olan iki protein "dilim çörək" sendviçə bənzəyir, yəni. iki qatlı deyil, üç qatlı quruluşa malikdir.

Bu şəkildə, kiçik mavi və ağ toplar lipidlərin hidrofilik (ıslana bilən) "başlarına" uyğun gəlir və onlara bağlanan "simlər" hidrofobik (ıslanmayan) "quyruqlara" uyğun gəlir. Zülallardan yalnız inteqral ucdan-uca membran zülalları (qırmızı kürəciklər və sarı sarmallar) göstərilmişdir. Membran içərisindəki sarı oval nöqtələr xolesterin molekullarıdır. Membran xaricindəki sarı-yaşıl muncuq zəncirləri qlikokaliksi əmələ gətirən oliqosakarid zəncirləridir. Qlikokaliks membranda onun içindən çıxan uzun karbohidrat-zülal molekullarının əmələ gətirdiyi karbohidrat (“şəkər”) “tük” kimidir.

Yaşayış, filmlər və borular ilə nüfuz edən yarı maye jele kimi məzmunlarla dolu kiçik bir "protein-yağ çantası" dır.

Bu kisənin divarları içəridən və xaricdən zülallarla - hüceyrə membranı ilə örtülmüş ikiqat yağlı (lipid) təbəqədən əmələ gəlir. Buna görə də membranın olduğu deyilir üç qatlı quruluş : zülallar-yağlar-zülallar. Hüceyrənin içərisində onun daxili məkanını bölmələrə ayıran bir çox oxşar yağ membranları da var. Hüceyrə orqanelləri eyni membranlarla əhatə olunmuşdur: nüvə, mitoxondriya, xloroplastlar. Beləliklə, membran bütün hüceyrələrə və bütün canlı orqanizmlərə xas olan universal bir molekulyar quruluşdur.

Solda - artıq real deyil, bioloji membran parçasının süni modeli: bu, molekulyar dinamikasının modelləşdirilməsi prosesində yağ fosfolipid ikiqatının (yəni ikiqat təbəqənin) ani görüntüsüdür. Modelin hesablama hüceyrəsi göstərilmişdir - 96 PQ molekulu ( f osfatidil X oline) və 2304 su molekulu, cəmi 20544 atom.

Sağda membran lipid ikiqatının yığıldığı eyni lipidin tək molekulunun vizual modelidir. Onun yuxarı hissəsində hidrofilik (su sevən) başı, aşağıda isə iki hidrofobik (sudan qorxan) quyruğu var. Bu lipidin sadə bir adı var: 1-steroyl-2-dokosaheksaenoil-Sn-qlisero-3-fosfatidilkolin (18:0/22:6(n-3)cis PC), lakin onu yadda saxlamağa ehtiyac yoxdur. müəlliminizi biliklərinizin dərinliyi ilə heyrətləndirməyi planlaşdırın.

Hüceyrənin daha dəqiq elmi tərifini verə bilərsiniz:

aktiv membranla məhdudlaşan, vahid metabolik, enerji və informasiya proseslərində iştirak edən, həmçinin bütövlükdə bütün sistemi saxlayan və çoxaldan biopolimerlərin nizamlı, strukturlaşdırılmış heterojen sistemidir.

Hüceyrənin içərisinə də membranlar nüfuz edir və membranlar arasında su deyil, dəyişkən sıxlıqlı bir viskoz gel / sol var. Buna görə də hüceyrədə qarşılıqlı təsirə girən molekullar sulu məhlulu olan sınaq borusunda olduğu kimi sərbəst üzmür, daha çox sitoskeletin və ya hüceyrədaxili membranların polimer strukturlarında oturur (hərəkətsizləşir). Və buna görə də kimyəvi reaksiyalar hüceyrənin içərisində mayedə deyil, demək olar ki, bərk cisimdə olduğu kimi baş verir. Hüceyrəni əhatə edən xarici membran da fermentlər və molekulyar reseptorlarla örtülmüşdür və bu onu hüceyrənin çox aktiv hissəsinə çevirir.

Hüceyrə membranı (plazmalemma, plazmolemma) hüceyrəni ətraf mühitdən ayıran və onu ətraf mühitlə birləşdirən aktiv qabıqdır. © Sazonov V.F., 2016.

Membranın bu tərifindən belə çıxır ki, o, sadəcə olaraq hüceyrəni məhdudlaşdırmır, əksinə fəal işləyir mühiti ilə əlaqələndirir.

Membranları təşkil edən yağ xüsusidir, buna görə də onun molekulları adətən yalnız yağ deyil, adlanır lipidlər, fosfolipidlər, sfinqolipidlər. Membran filmi ikiqatdır, yəni bir-birinə yapışdırılmış iki filmdən ibarətdir. Buna görə də, dərsliklərdə hüceyrə membranının əsasının iki lipid təbəqəsindən (və ya " ikiqatlı", yəni ikiqat). Hər bir fərdi lipid təbəqəsi üçün bir tərəfi su ilə islatmaq olar, digər tərəfi isə. Deməli, bu plyonkalar islanmayan tərəfləri ilə bir-birinə dəqiq yapışır.

bakteriya membranı

Qram-mənfi bakteriyaların prokaryotik hüceyrəsinin qabığı aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi bir neçə təbəqədən ibarətdir.
Qram-mənfi bakteriyaların qabığının təbəqələri:
1. Sitoplazma ilə təmasda olan daxili üç qatlı sitoplazmatik membran.
2. Mureindən ibarət olan hüceyrə divarı.
3. Daxili membran kimi zülal kompleksləri ilə eyni lipidlər sisteminə malik olan xarici üç qatlı sitoplazmatik membran.
Qram-mənfi bakteriya hüceyrələrinin belə mürəkkəb üç pilləli struktur vasitəsilə xarici dünya ilə əlaqəsi onlara daha az güclü qabığa malik olan qram-müsbət bakteriyalarla müqayisədə ağır şəraitdə yaşamaqda üstünlük vermir. Sadəcə yaxşı qəbul etmirlər yüksək temperatur, yüksək turşuluq və təzyiq düşür.

Video mühazirə:Plazma membran. E.V. Cheval, Ph.D.

Video mühazirə:Membran hüceyrə sərhədi kimi. A. İlyaskin

Membran ion kanallarının əhəmiyyəti

Membranın yağlı təbəqəsi vasitəsilə hüceyrəyə yalnız yağda həll olunan maddələrin daxil ola biləcəyini başa düşmək asandır. Bunlar yağlar, spirtlər, qazlardır. Məsələn, eritrositlərdə oksigen və karbon dioksid asanlıqla membrandan birbaşa daxil olub xaricə keçir. Ancaq su və suda həll olunan maddələr (məsələn, ionlar) sadəcə membrandan heç bir hüceyrəyə keçə bilməz. Bu o deməkdir ki, onlara xüsusi deşiklər lazımdır. Ancaq yağlı filmdə sadəcə bir deşik etsəniz, o, dərhal geri çəkiləcəkdir. Nə etməli? Təbiətdə bir həll tapıldı: xüsusi zülal daşıyıcı strukturlar hazırlamaq və onları membran vasitəsilə uzatmaq lazımdır. Yağda həll olunmayan maddələrin keçməsi üçün kanallar - hüceyrə membranının ion kanalları belə əldə edilir.

Beləliklə, membranına qütb molekulları (ionlar və su) üçün əlavə keçiricilik xüsusiyyətlərini vermək üçün hüceyrə sitoplazmada xüsusi zülalları sintez edir və sonra membrana inteqrasiya olunur. Onlar iki növdür: daşıyıcı zülallar (məsələn, nəqliyyat ATPazları) və kanal əmələ gətirən zülallar (kanal yaradanlar). Bu zülallar membranın ikiqat yağ təbəqəsinə yerləşdirilir və daşıyıcılar şəklində və ya ion kanalları şəklində nəqliyyat strukturları əmələ gətirir. İndi bu nəqliyyat strukturlarından müxtəlif suda həll olunan maddələr keçə bilər, əks halda yağ membranı filmindən keçə bilməz.

Ümumiyyətlə, membrana daxil edilmiş zülallar da adlanır inteqral, məhz ona görə ki, onlar sanki membranın tərkibinə daxil olurlar və onu içəridən keçirlər. İnteqral olmayan digər zülallar, sanki membranın səthində "üzən" adalar əmələ gətirir: ya onun xarici səthi boyunca, ya da daxili səthi boyunca. Axı, hamı bilir ki, yağ yaxşı bir sürtküdür və onun üzərində sürüşmək asandır!

tapıntılar

1. Ümumiyyətlə, membran üç qatlıdır:

1) protein "adalarının" xarici təbəqəsi,

2) yağlı iki qatlı "dəniz" (lipid ikiqatlı), yəni. ikiqat lipid filmi

3) protein "adalarının" daxili təbəqəsi.

Ancaq boş bir xarici təbəqə də var - membrandan yapışan qlikoproteinlərdən əmələ gələn qlikokaliks. Onlar siqnal nəzarətinin bağlandığı molekulyar reseptorlardır.

2. Xüsusi protein strukturları, ionlara və ya digər maddələrə keçiriciliyini təmin edir. Unutmamalıyıq ki, bəzi yerlərdə yağ dənizi inteqral zülallarla nüfuz edir. Və xüsusi meydana gətirən ayrılmaz zülallardır nəqliyyat strukturları hüceyrə membranı (bax bölmə 1_2 Membran daşıma mexanizmləri). Onların vasitəsilə maddələr hüceyrəyə daxil olur, həmçinin hüceyrədən xaricə çıxarılır.

3. Ferment zülalları həm membranın özünün vəziyyətinə, həm də bütün hüceyrənin həyatına təsir edən membranın istənilən tərəfində (xarici və daxili), həmçinin membranın içərisində yerləşə bilər.

Deməli, hüceyrə membranı bütün hüceyrənin maraqları naminə aktiv fəaliyyət göstərən və onu xarici aləmlə birləşdirən aktiv dəyişən strukturdur və sadəcə “qoruyucu qabıq” deyil. Bu, hüceyrə membranı haqqında bilmək üçün ən vacib şeydir.

Tibbdə membran zülalları tez-tez "hədəf" kimi istifadə olunur dərmanlar. Reseptorlar, ion kanalları, fermentlər, nəqliyyat sistemləri belə hədəflər kimi çıxış edir. Son zamanlar membranla yanaşı, hüceyrə nüvəsində gizlənmiş genlər də dərmanların hədəfinə çevrilib.

Video:Hüceyrə membranının biofizikasına giriş: 1-ci membranın strukturu (Vladimirov Yu.A.)

Video:Hüceyrə membranının tarixi, quruluşu və funksiyaları: Membranların quruluşu 2 (Vladimirov Yu.A.)

© 2010-2018 Sazonov V.F., © 2010-2016 kineziolog.bodhy.