Клітинна мембрана: будова і функції

Основна структурна одиниця живого організму - клітина, яка є диференційованим ділянкою цитоплазми, оточеною клітинною мембраною. З огляду на те що клітина виконує безліч найважливіших функцій, таких, як розмноження, харчування, рух, оболонка повинна бути пластичною і щільною.

клітинна мембрана

Історія відкриття і дослідження клітинної мембрани

У 1925 році Гренделем і Ґордер був поставлений успішний експеримент по виявленню «тіней» еритроцитів, або порожніх оболонок. Незважаючи на кілька допущених грубих помилок, вченими було вироблено відкриття ліпідного бішару. Їхні праці продовжили Даніелла, Доусон в 1935 році, Робертсон в 1960 році. В результаті багаторічної роботи і накопичення аргументів в 1972 році Сінгер і Ніколсон створили рідинно-мозаїчну модель будови мембрани. Подальші досліди і дослідження підтвердили праці вчених.

значення

Що ж являє собою клітинна мембрана? Це слово стало використовуватися більш ста років тому, в перекладі з латинської воно означає «плівка», «шкірка». Так позначають кордон клітини, що є природним бар`єром між внутрішнім вмістом і зовнішнім середовищем. Будова клітинної мембрани передбачає напівпроникливості, завдяки якій волога і поживні речовини і продукти розпаду вільно можуть проходити крізь неї. Цю оболонку можна назвати основною структурною складовою організації клітини.

будову клітинної мембрани

Розглянемо основні функції клітинної мембрани

1. Розділяє внутрішній вміст клітини і компоненти зовнішнього середовища.

2. Сприяє підтримці постійного хімічного складу клітини.

3. Регулює правильний обмін речовин.

4. Забезпечує взаємозв`язок між клітинами.

5. Розпізнає сигнали.

6. Функція захисту.

"Плазмова оболонка"

Зовнішня клітинна мембрана, яка називається також плазмової, являє собою ультрамікроскопічних плівку, товщина якої становить від п`яти до семи наномілліметров. Вона складається переважно з білкових з`єднань, фосфолідов, води. Плівка є еластичною, легко вбирає воду, а також стрімко відновлює свою цілісність після пошкоджень.

Відрізняється універсальним будовою. Ця мембрана займає прикордонне положення, бере участь в процесі виборчої проникності, виведенні продуктів розпаду, синтезує їх. Взаємозв`язок з «сусідами» і надійний захист внутрішнього вмісту від пошкодження робить її важливою складовою в такому питанні, як будова клітини. Клітинна мембрана тваринних організмів іноді виявляється покритою тонким шаром - гликокаликсом, до складу якого входять білки і полісахариди. рослинні клітини зовні від мембрани захищені клітинною стінкою, яка виконує функції опори і підтримки форми. Основний компонент її складу - це клітковина (целюлоза) - полісахарид, не розчинний у воді.

Таким чином, зовнішня клітинна мембрана виконує функцію відновлення, захисту та взаємодії з іншими клітинами.

функції клітинної мембрани

Будова клітинної мембрани

Товщина цієї рухомий оболонки варіюється в межах від шести до десяти наномілліметров. Клітинна мембрана клітини має особливий склад, основою якого служить ліпідний бішар. Гідрофобні хвости, інертні до води, розміщені з внутрішньої сторони, в той час як гідрофільні головки, які взаємодіють з водою, звернені назовні. Кожен липид представляє фосфолипид, який є результатом взаємодії таких речовин, як гліцерин і сфингозин. Ліпідний каркас тісно оточують білки, які розташовані несуцільним шаром. Деякі з них занурені в ліпідний шар, інші проходять крізь нього. В результаті цього утворюються проникні для води ділянки. виконуються цими білками функції різні. Деякі з них є ферментами, інші - транспортними білками, які переносять різні речовини із зовнішнього середовища на цитоплазму і назад.

Клітинна мембрана наскрізь пронизана і тісно пов`язана інтегральними білками, а з переферическое зв`язок менш міцна. Ці білки виконують важливу функцію, яка полягає в підтримці структури мембрани, отриманні і перетворенні сигналів з навколишнього середовища, транспорті речовин, каталізації реакцій, які відбуваються на мембранах.

склад

Основу клітинної мембрани являє бімолекулярний шар. Завдяки його безперервності клітина має бар`єрне та механічне властивості. На різних етапах життєдіяльності даний бислой може порушитися. Внаслідок цього утворюються структурні дефекти наскрізних гідрофільних пір. У такому випадку можуть змінюватися абсолютно всі функції такої складової, як клітинна мембрана. Ядро при цьому може постраждати від зовнішніх впливів.клітинна мембрана будова і функції

властивості

Клітинна мембрана клітини має цікаві особливості. Завдяки плинності ця оболонка не є жорсткою структурою, а основна частина білків і ліпідів, які входять до її складу, вільно переміщається на площині мембрани.

В цілому клітинна мембрана асиметрична, тому склад білкових і ліпідних шарів різниться. Плазматичні мамбран в тваринних клітинах зі своєю зовнішньої сторони мають глікопротеїновий шар, який виконує рецепторні і сигнальні функції, а також відіграє велику роль в процесі об`єднання клітин у тканину. Клітинна мембрана є полярною, тобто на зовнішній стороні заряд позитивний, а з внутрішньої сторони - негативний. Крім усього перерахованого, оболонка клітини володіє виборчої проникливістю.клітинна мембрана клітини Це означає, що крім води в клітину пропускається тільки певна група молекул і іонів розчинилися речовин. Концентрація такої речовини, як натрій, в більшості клітин значно нижче, ніж у зовнішньому середовищі. Для іонів калію характерно інше співвідношення: їх кількість в клітині набагато вище, ніж у навколишньому середовищі. У зв`язку з цим іонів натрію притаманне прагнення проникнути в клітинну оболонку, а іони калію прагнуть звільнитися назовні. За даних обставин мембрана активізує особливу систему, що виконує «насосну» роль, вирівнюючи концентрацію речовин: іони натрію відкачуються на поверхню клітини, а іони калію накачуються всередину. Дана особливість входить в найважливіші функції клітинної мембрани.клітинна мембрана ядро

Подібне прагнення іонів натрію і калію переміститися всередину з поверхні відіграє велику роль в питанні транспортування цукру і амінокислот в клітку. У процесі активного видалення іонів натрію з клітини мембрана створює умови для нових надходжень глюкози і амінокислот всередину. Навпаки, в процесі перенесення іонів калію всередину клітини поповнюється число "транспортувальників" продуктів розпаду зсередини клітини в зовнішнє середовище.

Як відбувається харчування клітини через клітинну мембрану?

Багато клітини поглинають речовини за допомогою таких процесів, як фагоцитоз і піноцитозу. При першому варіанті гнучкою зовнішньої мембраною створюється невелике заглиблення, в якому виявляється захоплююча частка. Потім діаметр поглиблення стає більше, поки оточена частка не потрапить в клітинну цитоплазму. За допомогою фагоцитозу підживлюються деякі найпростіші, наприклад амеби, а також кров`яні тільця - лейкоцити і фагоцити. Аналогічним чином клітини поглинають рідину, яка містить необхідні корисні речовини. Таке являніе носить назву пиноцитоз.

Зовнішня мембрана тісно з`єднана з ендоплазматичної мережею клітини.

У багатьох типів основних складових тканини на поверхні мембрани розташовані виступи, складки, мікроворсинки. Рослинні клітини зовні цієї оболонки покриті ще однієї, товстої і чітко помітною в мікроскоп. Клітковина, з якої вони складаються, допомагає формувати опору тканин рослинного походження, наприклад, деревину. Клітини тварин також мають ряд зовнішніх структур, які знаходяться поверх клітинної мембрани. Вони носять виключно захисний характер, приклад тому - хітин, що міститься в покривних клітинах комах.

Крім клітинної, існує внутрішньоклітинна мембрана. Її функція полягає в поділі клітини на кілька спеціалізованих замкнених відсіків - компартментов або органел, де повинна підтримуватися певне середовище.зовнішня клітинна мембрана

Таким чином, неможливо переоцінити роль такої складової основної одиниці живого організму, як клітинна мембрана. Будова і функції передбачають істотне розширення загальної площі поверхні клітини, поліпшення обмінних процесів. До складу цієї молекулярної структури входять білки і ліпіди. Відокремлюючи клітину від зовнішнього середовища, мембрана забезпечує її цілісність. З її допомогою міжклітинні зв`язки підтримуються на достатньо міцному рівні, утворюючи тканини. У зв`язку з цим можна зробити висновок, що одну з найважливіших ролей в клітці грає клітинна мембрана. Будова і функції, виконувані нею, радикально відрізняються в різних клітинах, в залежності від їх призначення. За допомогою цих особливостей досягається різноманітність фізіологічної активності клітинних оболонок і їх ролей в існуванні клітин і тканин.


Оцініть, будь ласка статтю
Всього голосів: 138