Caracteristici, structură și funcții ale membranelor celulare

În 1972 el a fost prezentat teoria că membrana parțial permeabilă care înconjoară celula și efectuează o serie de sarcini vitale, precum și structura și funcția membranelor celulare sunt probleme semnificative în ceea ce privește buna funcționare a tuturor celulelor din organism. Teoria celulelor

Structura și funcția membranelor celulare

Membrana celulară înconjoară citoplasma celulelor vii, separând fizic componentele intracelulare de mediul extern. Ciupercile, bacteriile și plantele au, de asemenea, pereți celulari care asigură protecția și împiedică trecerea moleculelor mari. Membranele celulare joacă de asemenea un rol în formarea citoscheletului și este atașată matricei extracelulare alte particule vitale. Acest lucru este necesar pentru a le păstra împreună, formând țesuturile și organele corpului. caracteristici structura membranei celulare includ permeabilitatea. Funcția principală este protecția. Membrana constă dintr-un strat fosfolipidic cu proteine ​​încorporate. Această parte este implicată în procese cum ar fi adeziunea celulară, conductivitatea de ioni și sisteme de semnalizare și servește ca suprafață de montare pentru mai multe structuri extracelulare, inclusiv glycocalyx perete și citoscheletului interne. Membrana păstrează, de asemenea, potențialul celulei, funcționând ca un filtru selectiv. Este selectiv permeabil la ioni și molecule organice și controlează mișcarea particulelor.

Mecanisme biologice care implică membrana celulară

1. Difuzie pasivă: unele substanțe (molecule mici, ioni), cum ar fi dioxidul de carbon (CO2) și oxigenul (O2), pot pătrunde prin membrana plasmatică prin difuzie. Cochilii acționează ca o barieră pentru anumite molecule și ioni, se pot concentra pe ambele părți.

2. Canalele transmembranare de proteine ​​și transportorul: substanțele nutritive, cum ar fi glucoza sau aminoacizii, trebuie să intre în celulă, iar unele produse metabolice trebuie să o părăsească.

3. Endocitoza este procesul prin care moleculele sunt absorbite. O mică deformare (invaginație) este creată în membrana plasmatică, în care substanța care trebuie transportată este înghițită. Aceasta necesită energie și, prin urmare, este o formă de transport activ.

4. Exocitoza: apare în diferite celule pentru a elimina reziduurile nedigerate de substanțe aduse prin endocitoză, pentru a secreta substanțe precum hormoni și enzime și pentru a transporta substanța complet prin bariera celulară.

Structura moleculară

O membrană celulară este un înveliș biologic, constând în principal din fosfolipide și separând întreaga celulă din mediul extern. Procesul de formare apare spontan în condiții normale. Pentru a înțelege acest proces și a descrie corect structura și funcțiile membranelor celulare, precum și proprietățile, este necesar să se evalueze natura structurilor fosfolipide pentru care polarizarea structurală este intrinsecă. Când fosfolipidele din mediul acvatic citoplasmatic ating o concentrație critică, ele se combină în miceli, care sunt mai stabili în mediul acvatic.

Proprietățile membranelor

• Stabilitate. Aceasta înseamnă că, după formare, dezintegrarea membranei este puțin probabilă.
• Forța de aderență. Plicul lipidic suficient de robust pentru a preveni trecerea substanțelor polare, formate prin frontiera nu poate trece ca soluți (ioni, glucoza, aminoacizi), și un molecule mult mai mari (proteine).
• Dinamică. Aceasta este probabil cea mai importantă proprietate, dacă luăm în considerare structura celulei. Membrana celulară poate suferi diverse deformări, poate să se îndoaie și să se îndoaie și să nu se prăbușească. În circumstanțe speciale, de exemplu, atunci când se amestecă vezicule sau se înmulțește, poate fi deranjată, dar numai pentru o perioadă. La temperatura camerei, constituenții ei lipidici sunt într-o mișcare constantă, haotică, formând o limită stabilă a lichidului.

Modelul mozaicului lichid

Referindu-se la structura și funcția membranelor celulare, este important de menționat că, în perspectiva modernă, membrana ca model mozaic lichid a fost considerată în 1972 de către oamenii de știință Singer și Nicholson. Teoria lor reflectă trei trăsături de bază ale structurii membranei. integrat proteinele membranare contribuie la un model mozaic pentru membrană și sunt capabili de mișcare laterală în plan datorită naturii volatile a organizației lipidice. Proteinele transmembranare sunt, de asemenea, potențial mobile. O caracteristică importantă a structurii membranei este asimetria sa. Care este structura celulei? Membrană celulară, nucleu, proteine ​​și așa mai departe. O celulă este unitatea de bază a vieții și toate organismele constau în una sau mai multe celule, fiecare având o barieră naturală care o separă de mediul înconjurător. Această limită exterioară a celulei este numită și membrana plasmatică. Se compune din patru tipuri diferite de molecule: fosfolipide, colesterol, proteine ​​și carbohidrați. Modelul mozaic fluid descrie structura membranei celulare, după cum urmează: flexibil și elastic, consistența seamănă cu un ulei vegetal, astfel încât toate moleculele individuale doar plutesc într-un mediu lichid, și acestea sunt capabile să se deplaseze lateral în interiorul acestui înveliș. Un mozaic este ceva care conține multe detalii diferite. În membrana plasmatică este reprezentată de fosfolipide, molecule de colesterol, proteine ​​și carbohidrați.

fosfolipide

Fosfolipidele constituie structura de bază a membranei celulare. Aceste molecule au două capete diferite: capul și coada. Capul capului conține o grupare fosfat și este hidrofil. Aceasta înseamnă că este atras de moleculele de apă. Coada constă din hidrogen și atomi de carbon, numite lanțuri de acizi grași. Aceste lanțuri sunt hidrofobe, nu le place să se amestece cu moleculele de apă. Acest proces amintește de ceea ce se întâmplă atunci când vărsați ulei vegetal în apă, adică nu se dizolvă în ea. Caracteristicile structurii membranei celulare sunt asociate cu așa numita bistratifică lipidică, care constă din fosfolipide. Capetele de fosfat hidrofile sunt întotdeauna localizate acolo unde există apă sub formă de fluide intracelulare și extracelulare. Cozile hidrofobe ale fosfolipidelor din membrană sunt organizate astfel încât să fie ținute departe de apă.

Colesterol, proteine ​​și carbohidrați

Audind cuvântul "colesterol", oamenii cred că este rău. Cu toate acestea, de fapt, colesterolul este o componentă foarte importantă a membranelor celulare. Moleculele sale constau din patru inele de hidrogen și atomi de carbon. Ele sunt hidrofobe și apar în cozile hidrofobe din bi-stratul lipidic. Importanța lor este să mențină o consistență, să consolideze membrana, împiedicând trecerea. Moleculele de colesterol păstrează și cozile fosfolipidelor în contact și întărire. Acest lucru asigură fluiditatea și flexibilitatea. Proteinele membranare funcționează funcțiile enzimelor privind accelerarea reacțiilor chimice, acționează ca receptori pentru molecule specifice sau substanțe de transport prin membrana celulară.

Carbohidrații sau zaharidele apar doar pe partea extracelulară a membranei celulare. Împreună formează un glicocaliu. Acesta asigură amortizarea și protecția membranei plasmatice. Pe baza structurilor și tipurile de carbohidrați în glycocalyx corp de celule pot recunoaște și stabili dacă acestea trebuie să fie acolo sau nu.

Proteine ​​membrane

Structura membranei celulare celulele animale Este imposibil să ne imaginăm fără o componentă atât de importantă ca o proteină. Cu toate acestea, ele pot da în mod semnificativ dimensiunii unei alte componente importante - lipidele. Există trei tipuri de proteine ​​membranare de bază.

• Integral. Acestea acoperă în totalitate bi-stratul, citoplasma și mediul extracelular. Ei efectuează funcții de transport și semnalizare.
• Periferice. Proteinele sunt atașate la membrană prin legături electrostatice sau hidrogen în suprafețele lor citoplasmatice sau extracelulare. Ele sunt implicate în principal ca un mijloc de atașament pentru proteine ​​integrale.
• Transmembranar. Ei efectuează funcții enzimatice și de semnalizare și, de asemenea, modulează structura de bază a bi-stratului lipidic al membranei.

Funcțiile membranelor biologice

Efectul hidrofob, care reglementează comportamentul hidrocarburilor în apă, controlează structurile formate de lipidele membranare și proteinele membranare. Multe proprietăți ale membranelor sunt furnizate de purtători ai bi-straturilor lipidice, care formează structura de bază pentru toate membranele biologice. Proteinele membranare integrale sunt parțial ascunse în bi-stratul lipidic. Proteinele transmembranare au o organizație specializată de aminoacizi în secvența lor primară.

Proteinele membranei periferice sunt foarte asemănătoare cu cele solubile, dar sunt, de asemenea, legate de membrane. Membranele celulare specializate au funcții de celule specializate. Cum influențează structura și funcția membranelor celulare asupra corpului? Despre modul în care sunt aranjate membranele biologice, depinde funcționalitatea întregului organism. Din organele intracelulare, interacțiunile extracelulară și membrană intercelulară, sunt create structuri care sunt necesare pentru organizarea și îndeplinirea funcțiilor biologice. Multe caracteristici structurale și funcționale sunt comune bacteriilor, celule eucariote și viruși înveliți. Toate membranele biologice sunt construite pe un bi-strat lipidic, ceea ce determină o serie de caracteristici comune. Proteinele cu membrană au multe funcții specifice.

• Controale. Celulele cu membrană de plasmă determină limitele interacțiunii celulare cu mediul.
• Transport. Membranele intracelulare de celule sunt împărțite în mai multe blocuri funcționale cu compoziție internă diferită, fiecare fiind susținută de funcția de transport necesară în combinație cu permeabilitatea controlului.
• Transducția semnalului. Fuziunea membranelor asigură mecanismul de alertă veziculară intracelulară și împiedică intrarea liberă a celulelor în diferite tipuri de virusuri.

Semnificație și concluzii

Structura membranei celulare externe afectează întregul corp. Acesta joacă un rol important în protejarea integrității, permițând pătrunderea numai a substanțelor selectate. Este, de asemenea, o bază bună pentru fixarea citoscheletului și a peretelui celular, care ajută la menținerea formei celulei. Lipidele reprezintă aproximativ 50% din masa membranei majorității celulelor, deși acest indice variază în funcție de tipul de membrană. Structura membranei celulare externe a mamiferelor este mai complexă, există patru fosfolipide bazice. O proprietate importantă a bi-straturilor lipidice este că ele se comportă ca lichide bidimensionale în care moleculele individuale se pot roti liber și se pot mișca în direcții laterale. O astfel de fluiditate este o proprietate importantă a membranelor, determinată în funcție de temperatură și de compoziția lipidelor. Datorită structurii inelului hidrocarbonat, colesterolul joacă un rol în determinarea fluidității membranelor. Permeabilitatea selectivă a membranelor biologice pentru moleculele mici permite celulei să-și controleze și să-și mențină structura internă.

Având în vedere structura celulelor (membrana celulară, nucleul, și așa mai departe), putem concluziona că organismul - este sistemul de auto-reglare, care fără ajutor nu te poate răni și va căuta întotdeauna modalități de a restabili și de a proteja buna funcționare a fiecărei celule.