Plasmamembraan

Rakumembraani pilt. Väikesed sinised ja valged pallid vastavad lipiidide hüdrofiilsetele "juhtidele" ja nendega ühendatud jooned on hüdrofoobsed "sabad". Joonisel on näidatud ainult integreeritud membraanvalgud (punased globulid ja kollased spiraalid). Kollane ovaalsed punktid membraani - kolesterooli molekulide sees kollased helmeste kollased rohelised ahelad oligosahhariidide membraankettide väljastpoolt, moodustades glükokalix

Bioloogiline membraan sisaldab erinevaid valke: integraal (augustamine membraani läbi), pool-integreeritud (kastetud ühe otsaga välises või sisemise lipiidkihis), pinnale (asub välises või külgnevasse membraani sisemiste külgedega). Mõned valgud on rakumembraani kontaktpunktid raku sees tsütoskeletiga ja raku seina (kui on) on väljas. Mõned integreeritud valgud täidavad ioonikanalite, erinevate konveieride ja retseptorite funktsiooni.

Biomembraani funktsioonid

• barjäär - pakub keskkonda reguleeritavat, selektiivset, passiivset ja aktiivset ainevahetust. Näiteks kaitseb membraanperoksiz tsütoplasmi ohtlike peroksiidi rakkude eest. Selektiivne läbilaskvus tähendab, et erinevate aatomite või molekulide membraani läbilaskvus sõltub nende suurusest, elektrilisest laengust ja keemilised omadused. Valimislabinevus tagab rakkude ja rakkude sektsioonide eraldamise keskkonna ja nende vajalike ainete pakkumise.

• transport - membraani kaudu on puuri ja rakust sõidukid. Transport läbi membraanide sätestab: toitainete kohaletoimetamine, lõplike vahetustoodete eemaldamine, erinevate ainete sekretsioon, ioonide gradientide loomine, vastava pH ja ioonide kontsentratsiooni säilitamine rakus, mis on vajalikud rakuensüümide kasutamiseks.

Osakesi mis tahes põhjusel ei suuda ületada fosfolipiidi kahekihilist (näiteks hüdrofiialsete omaduste tõttu, kuna membraan hüdrofoobse sees ja ei liigu hüdrofiilseid aineid ega suuremate suuruste tõttu), kuid raku jaoks on vaja membraani tungimist tungida läbi spetsiaalsete vedaja valkude (konveierid) ja valkude kanalite või endotsütoosi abil.

Passiivse transpordi korral ristuvad ained lipiidide biselaadi ilma energiakuludeta, difusiooniga. Selle mehhanismi variant on kerge difusioon, milles aine aitab läbida diafragma mis tahes spetsiifilise molekuli. Sellel molekulil võib olla kanal, mis edastab ainult ühe aine tüüpi.

Aktiivne transport nõuab energiakulusid, sest see juhtub kontsentratsiooni gradiendi vastu. Membraan on olemas spetsiaalsed valgud - pumbad, kaasa arvatud ATPaas, mis on aktiivselt pumpama kaaliumi ioone (K +) rakud ja pumbake naatriumioonid (Na +).

• matrix - tagab membraanvalkude teatud töö ja orientatsiooni, nende optimaalse interaktsiooni;

• mehaaniline - tagab auto autonoomia, selle intratsellulaarsed struktuurid, samuti ühendada teiste rakkudega (kudedes). Raku seinad on oluline roll mehaanilise funktsiooni ja loomade - interketilaarse ainega.

• energia - fotosünteesiga kloroplastides ja rakulise hingamine Mitochorondria'is on nende membraanide energiaülekande süsteeme, mis hõlmavad ka valgud;

• retseptor - mõned membraanis istuvad valgud on retseptorid (molekulid, millega rakk tajub abiga teatud signaale).

Näiteks kohaldatakse veres ringleva hormoonid ainult sellistele sihtrakkudele, millel on retseptorid, mis vastavad nendele hormoonidele. Neurotransmitterid ( keemilised ainedNärvi impulsside toetamine seonduvad ka sihtrakkude spetsiaalsete retseptori valkudega.

• ensümaatilised membraanvalgud on sageli ensüümid. Näiteks sisaldavad sooleepiteelirakkude plasmamembraanid seedetrakti ensüüme.

• generatsiooni ja biopotentsiaalide läbiviimise rakendamine.

Kasutades membraani rakkudes, säilitatakse ioonide konstantse kontsentratsiooni: ioon K + kontsentratsioon raku sees on oluliselt kõrgem kui väljaspool väljastpoolt ja Na + kontsentratsioon on oluliselt madalam, mis on väga oluline, kuna see tagab potentsiaali Erinevus membraani ja närvi impulssi põlvkonna.

• rakumärgistus - membraanil esinevad antigeene, toimivad markerid - "Sildid", mis võimaldab teil raku tuvastada. Need on glükoproteiinid (see tähendab, et nendega kinnitatud hargnenud oligosahhariidi külgketid, mängivad "antennide" rolli. Arvude poolkehade konfiguratsioonide tõttu on võimalik teha oma spetsiaalne marker iga rakutüübi jaoks. Rakumärkide abil saavad teised rakud ära tunda ja nendega kokku leppida, näiteks organite ja kudede moodustamisel. See võimaldab immuunsüsteemi tunnustada välismaalase antigeene.

Struktuur ja kompositsioon Biomembraan

Membraanid koosnevad kolmest klassi lipiididest: fosfolipiidid, glükolipiidid ja kolesterool. Fosfolipiidid ja glükolipiidid (lipiidid nendega kinnitatud süsivesikutega) koosnevad kahest pikkusest hüdrofoobsest süsivesinik "jäätmest", mis on seotud laetud hüdrofiilse "peaga". Kolesterool annab membraani membraani, okubeerivad vaba ruumi hüdrofoobsete lipiidide sabade vahel ja ei võimalda neil painutada. Seetõttu on madala kolesterooli sisaldusega membraanid paindlikumad ja suured jäik ja habras. Samuti on kolesterooli "kork", mis takistab polaarse molekulide liikumist rakust ja rakku. Oluline osa membraani on valgud, mis läbib seda ja vastutab erinevate omaduste kohta membraanide. Nende koostis ja orientatsioon erinevad erinevates membraanides.

Rakumembraanid on sageli asümmeetrilised, st kihid erinevad lipiidide koostises, üleminek eraldi molekuli ühest kihist teise (nn plätud) On raske.

Membraani organellid

Need on suletud ühe- või muu tsütoplasma alad, mis on eraldatud hüasoplasmast membraanidega. Üherattalised organellid sisaldavad endoplasmaatilist võrku, golgi, lizosoomi, vakuoolid, peroksisoomi; kahe riivitud südamikule, mitokondritele, plastistidele. Väljaspool rakk on piiratud nn plasmamembraaniga. Erinevate organellide membraanide struktuur erineb lipiidide ja membraanvalkude koostises.

Valimislability

Rakumembraanidel on valimise läbilaskvus: glükoos, aminohapped, rasvhapped, glükoos, aminohapped, rasvhapped, glütserool ja ioonid aeglaselt hajuvad ja membraanid ise reguleerivad aktiivselt selle protsessi üksi ainet ja teised ei ole. Seal on neli peamist mehhanisme ainete vastuvõtmiseks raku või nendest Shag välja: difusioon, osmoos, aktiivne transport ja ekso- või endotsütoos. Kaks esimest protsessi on passiivsed, s.t. ei vaja energiakulusid; Kaks viimast aktiivset protsessi, mis on seotud energiatarbimisega.

Passiivse transpordi membraani valimislabitavus on tingitud spetsiaalsetest kanalitest - integreeritud valkudest. Nad läbivad membraani läbi, moodustades omamoodi läbipääsu. K, Na ja Cl elemendid on oma kanalid. Nende elementide molekuli kontsentratsiooni gradienti puhul liiguvad rakku ja sellest. Ärrituse korral ilmnevad naatriumioonikanalid ja raku jaoks on terav sissepääs

Plasmamembraanil on eriline positsioon, kuna see piirab raku väljastpoolt ja on otseselt seotud ekstratsellulaarse söötmega. See on paksus umbes 10 nM ja on kõige paks rakumembraanide. Peamised komponendid on valgud (rohkem kui 60%), lipiidid (umbes 40%) ja süsivesikuid (umbes 1%). Nagu kõik teised rakumembraanid sünteesitakse EPS-kanalites.

Plasmalem funktsioone.

Transport.

Plasmamembraan on pooleldi läbilaskev, s.o. Selle kaudu kasutatakse erinevaid molekule erinevates kiirustel. Ainete ülekandmiseks on kaks võimalust membraani kaudu: passiivne ja aktiivne transport.

Passiivne transport.Passiivne transport või difusioon ei vaja energiakulusid. Tagastamata molekulid hajuvad vastavalt kontsentratsiooni gradiendile, laetud molekulide transport sõltub vesiniku prootonite kontsentratsiooni gradiendist ja potentsiaalsete transmembraani erinevusest, mis ühendatakse elektrokeemiliseks prootoni gradiendile. Reeglina kannab membraani sisemine tsütoplasmaatiline pind negatiivne laeng, mis muudab positiivselt laetud ioonide tungimise lihtsamaks. Eristage kahte tüüpi difusiooni: lihtne ja kerge.

Lihtne difusioon on iseloomulik väikestele neutraalsetele molekulidele (H20, CO 2, O2), samuti hüdrofoobse madala molekulmassiga orgaaniliste ainete jaoks. Need molekulid võivad toimuda ilma interaktsiooni ilma membraanvalkudega pooride või membraankanalite kaudu, kuni kontsentratsiooni gradient säilitatakse.

Kerge difusioon on iseloomulikud hüdrofiilsed molekulid, mis kantakse läbi membraani kontsentratsiooni gradiendile, kuid abiga spetsiaalsete membraani kandjavalkude põhimõtteliselt unport.

Light difusioon on erinev suur selektiivsusKuna valgu-kandjal on aine täiendav seostuskeskus ja ülekanne kaasneb valku konformatsiooniliste muutustega. Üks võimalike kergete difusiooni mehhanisme on järgmine: transpordi valk (translacase) seostab aine, siis on see lähemal vastaskülg Membraanid, vabastab see aine, võtab esialgse konformatsiooni ja uuesti valmis transpordifunktsiooni teostamiseks. Vähe on teada, kuidas valk ise toimub. Teine võimalik ülekandemehhanism hõlmab mitmete vedajate valkude osalemist. Sellisel juhul möödub algselt seotud ühend ise ühest valgust teise, järjekindlalt seonduvad ühega, seejärel teise valguga, kuni selgub membraani vastasküljel.

Aktiivne transport.Selline transport toimub juhul, kui ülekanne viiakse läbi kontsentratsiooni gradiendi vastu. See nõuab energiakulusid. Aktiivne transport toimib rakus sees olevate ainete kogumiseks. Energiaallikas on sageli ATP. Aktiivse transpordi jaoks on vajalik, välja arvatud energiaallikas, membraani valkude osalemine. Üks aktiivse transpordisüsteemide looma puuri vastutab üleandmise Na ja K + ioonid läbi rakumembraani. Seda süsteemi nimetatakse Na. + - K * -Nasos.See vastutab intratsellulaarse söötme koostise säilitamise eest, milles ioonide kontsentratsioon + on kõrgem kui Naioonid.

Mõlema ioonide kontsentratsiooni gradienti säilitatakse raku sees, na + väljapoole. Mõlemad transpordivad kontsentratsiooni gradiendi vastu. Selline ioonide jaotus määrab rakkude veesisalduse, erutuse närvirakud ja lihasrakud ja muud normaalsete rakkude omadused. Na + -K + -NSOS on valk - transport ATPASE.Selle ensüümi molekul on oligomeer ja talub membraani. Sest pumba kogutsükli rakust rakust rakkude intercellaarse aine, 3 ioonid Na + on üle ja vastupidises suunas - 2 ioonid +, samas kui energia ATP molekuli kasutatakse. Kaltsiumioonide ülekandmiseks on transpordisüsteemid (CA 2+ -tfase), prootonpumbad (H + -ATfaasid) jne.

Aine aktiivne ülekandmine läbi membraani, mis viidi läbi teise aine kontsentratsiooni gradiendi energiaga simport. Transport ATPAZ käesoleval juhul on mõlema aine jaoks siduvad keskused. Antiport - See on aine liikumine selle kontsentratsiooni gradiendi vastu. Sellisel juhul liigub teine \u200b\u200baine vastassuunas oma kontsentratsiooni gradiendile. SIMPORT JA ATRIPORT (COTRANSPORT) võib esineda aminohapete imendumise ajal soolestiku ja glükoosi imendumise ajal primaarsest uriinist, samas kui Na +, K + -atPase'i i + ioonikontsentratsiooni energiat kasutatakse.

Veel kaks transpordi versiooni - endotsütoosi ja eksotsütoosi.

Endotsütoosi - püüdmine suurte osakeste raku püüdmine. Sünotsütoosis on mitmeid viise: pinotsütoos ja fagotsütoos. Tavaliselt pinotsütoosmõista vedelate kolloidsete osakeste raku püüdmise all fagotsütoos - korpusklaste püüdmine (tihedamad ja suured osakesed teistesse rakkudesse). PIN-koodi ja fagotsütoosi mehhanism on erinev.

Sisse Üldine Voolu tahkete osakeste või vedelate tilkade rakkudesse nimetatakse heterofaagiks. See protsess on kõige lihtsamalt levinud kõige lihtsamate, kuid väga oluline inimestel (samuti teiste imetajate). Heterofagia mängib oluline roll Keha kaitsmisel (segmenteeritud neutrosilikult - granulotsüüdid; makrofagotsüütide), luukoe ümberkorraldamine (osteoklastid), türoksiini folliikulite moodustumine kilpnäärme folliikulite moodustumist valgu ja teiste makromolekulide rebsorptsioon nefroni ja muude protsesside proksimaalse osakonnaga.

Pinotsütoos.

Selleks, et välised molekulid kanda lahtrisse, tuleb kõigepealt ühendada Glycicalis retseptoritega (membraani pinna valkudega seotud molekulide komplekt) (joonis fig).

Sellise sidumise kohas Plasmamama all tuvastatakse klassi valgumolekulid. Plasmamamma hakkab koos väljastpoolt kinnitatud molekulidega, painutatud, painutatud, täidetakse tsütoplasmaga. Vaatamine on muutumas sügavamale, selle servad tulevad lähedale ja suletakse seejärel. Selle tulemusena mull, mis toob pildistatud molekulide lõhustatakse plasmamast. Selle pinnale näeb välja nagu elektroonilised imcrophotoprophops ebaühtlane KAIM, nii et selliseid mullid kutsuti piiriks.

Clatekin ei võimalda mullid liituda rakusiseste membraanidega. Seetõttu saab mullid kergesti transportida puuri täpselt nende tsütoplasma piirkondade suhtes, kus nende sisu tuleks kasutada. Nii et kernel tarnitakse eelkõige steroidhormoonidena. Kuid tavaliselt mullid tühistatakse varsti pärast plasmalala lõhustamist. Klantriin kantakse plasmalama ja saab uuesti osaleda endotsütoosi reaktsioonides.

Tsütoplasmas rakupinnal on püsivamad mullid - endosoomid. Mullid mullid langevad ja ühendavad endosoomidega, samas kui endosoomi maht ja pind suureneb. Seejärel lõhustatakse endose üleliigne osa uue mulli kujul, kus rakus ei ole aineid sisestatud, jäävad endosoomisse. Uus mull on suunatud rakupinnale ja ühendab membraaniga. Selle tulemusena taastatakse mulli mulli lõhustamisel tekkinud Plasmasamma kadumine, samas kui selle retseptorid tagastatakse plasma-plasmalamemmasse.

Endosoomid kastetakse tsütoplasmasse ja ühendatakse lüsosoomide membraanidega. Selliste sekundaarrendi sees olevad ained allutatakse erinevate biokeemiliste transformatsioonide suhtes. Pärast lesosoomi membraani protsessi lõpetamist võib see fragmentide laguneda ja lagunemise tooted ja lüsosoomide sisu muutub intratsellulaarsete metaboolsete reaktsioonide jaoks kättesaadavaks. Näiteks on aminohapped seotud tRNA-ga ja toimetatakse ribosoomidesse ja glükoosi võib siseneda Golgi kompleksisse või agramulaarse EPS-torude.

Kuigi endosoomid ja neil ei ole klapi piiri, ei ühenda neid lüsosoomidega. Mõned neist on suunatud ühest rakupinnast teise (kui rakud moodustavad epiteeli kihi). Seal membraani endosoomi ühendab plasmolm ja sisu eritub. Selle tulemusena edastatakse aine läbi raku ühest keskkonnast teise muutmata. Seda protsessi nimetatakse transcitoos. Transcentsis võib ka vedada valgu molekule, eriti immunoglobuliine.

Fagotsütoos.

Kui suurel osakestel on pinnale molekulaarsed rühmitused, mida saab tunnustada rakkude retseptoritega, seondub see. Mitte alati välismaalaste osakesed ise on sellised rühmad. Kuid kehasse sattumist ümbritsevad neid immunoglobuliini molekulidega (opsonines), mis on alati veres ja intertsellulaarses keskkonnas. Immunoglobuliinid tunnustavad fagotsüütide rakud alati.

Pärast valesti katmise vahutamisosakesi fagotsüütide retseptoritega aktiveeritakse selle pinnakompleks. Actin MicroFilaments hakkavad suhtlema müosiini ja rakupinna muutuste konfiguratsiooni. Osakeste ümber tõmmatakse fagotsüütide tsütoplasma kasv välja. Need hõlmavad osakeste pinda ja kombineeritakse selle üle. Kasvude välimine infolehed ühendavad raku sulgemise pinda.

Protsesside sügavad infolehed moodustavad membraani imendunud osakeste ümber fagomy.Fagosoom ühendab lüsosoomidega, mille tulemuseks on nende kompleksne - heteroolism (heterosoom,või fagelicosoom).See esineb lüüsitud osakeste komponente. Mõned lüüsitooted on tuletatud heterosoomidest ja kõrvaldatakse raku poolt, võib osa sama osa olla lüsosomaalse ensüümide toime. Need jäägid moodustavad jääk-vasikaid.

Potentsiaalselt kõikidel rakkudel on võime fagotsütoos võime, kuid kehas ainult mõned spetsialiseerunud selle suunas. Sellised neutrofiilsed leukotsüüdid ja makrofaagid.

Exotsütoos.

See on ainete eemaldamine rakust. Esiteks eraldatakse suure molekulmassiga ühendused Goljigi kompleksis transpordimullide kujul. Viimane koos mikrotuubulite osalusega on suunatud rakupinnale. Bubble membraan on sisseehitatud plasmaemmasse ja mulli sisu osutub väljapoole rakku (joonis fig.) Plasmamaga mulli sulandus võib esineda ilma täiendavate signaalideta. Sellist eksotsütoosi nimetatakse konstitutiivne.See tuleneb rakkudest enamikus oma ainevahetuse toodetest. Mitmed rakud, aga on konstrueeritud selleks, et sünteesida spetsiaalseid ühendeid - saladusi, mida kasutatakse kehas teistes osades. Selleks, et transport mull koos saladus ühendada plasma moodul, signaale jäetakse väljastpoolt. Alles siis ühendatakse ja salaja vabastatakse. Sellist eksotsütoosi nimetatakse reguleeritav. Signaalmolekulid, mis soodustavad saladusi nimetatakse vabad (halastamine tegurid)eemaldamise vältimine - statiinid.

Retseptori funktsioonid.

Plasmamama pinnal asuvad glükoproteiinid pakuvad peamiselt glükoproteiinide ja võimelised oma ligandidega ühendust võtma. Ligand vastab selle retseptorile võtme lukuga. Retseptori ligandi seondumine põhjustab muutuse polüpeptiidi konformatsioonis. Selle muutusega transmembraanse valgu, sõnum on seatud off-ja rakusisese söötme vahel.

Retseptorite tüübid.

Valgu ioonkanalitega seotud retseptoreid. Need suhtlevad signaalimolekuliga ajutiselt avades või sulgedes kanali ioonide läbimiseks. (Näiteks atsetüülkoliini neurofiaatori retseptor, mis koosneb 5 allüksusest moodustavad ioonkanali. Atsetüülkoliini puudumisel on kanal suletud ja naatriumioonid avatakse pärast liitumist).

Katalüütilised retseptorid. Koosneb ekstratsellulaarsest osast (tegelikult retseptorist) ja rakusisese tsütoplasmaatilise osaga, mis toimib proliini ensüümina (näiteks kasvuhormooniretseptoritena).

G-valkudega seotud retseptoritega. Need on transmembraansed valgud, mis koosnevad ligandiga suheldes retseptoriga ja G-valgu (guanossinaalsete seondunud reguleerivate reguleerivate valkudega), mis edastab signaali membraaniga seotud ensüümile (adenülaattsüklaasi) või ioonkanalile. Selle tulemusena aktiveeritakse tsüklilised amprid või kaltsiumioonid. (Adenülaattsükleerimissüsteem töötab. Näiteks maksarakkudes on insuliinihormooni retseptor. Retseptori isoleini osa seondub insuliiniga. See põhjustab adenülaattsüklaasi ensüümi intratsellulaarse osa aktiveerimist. See sünteesitakse ATP tsüklilisest amplist , reguleerides erinevate rakusiseste protsesside kiirust, põhjustades aktiveerimist või inhibeerimist nende või muude metaboolsete ensüümide).

Retseptorid tajuvad füüsilisi tegureid. Näiteks fotoretseptori valgu rodopsiin. Kui valgus imendub, muudab see selle konformatsiooni ja erutab närvilise impulsi.

Plasmamembraan täidab mitmeid olulisi funktsioone:

1) barjäär. Plasma membraani barjäärifunktsioon on piirata ainete vaba difusiooni raku rakus, takistades lekke vees lahustuva sisu raku. Aga kuna rakk peaks saama vajaliku toitainedAjatage metabolismi lõplikud tooted, reguleerivad ioonide rakusiseseid kontsentratsioone, ainete spetsiifilisi mehhanisme rakumembraani kaudu moodustuti rakumembraani kaudu.

2) Transport.Transpordifunktsioon viitab erinevate ainete vastuvõtmise ja eemaldamise tagamine lahtrisse ja rakust. Membraani oluline vara - valimislabilityvõi pooleldi taju. See läbib kergesti vee- ja vees lahustuvaid gaase ning tõrjub polaarsemolekule, näiteks glükoosi või aminohappeid.

Membraani kaudu on ainete kaudu mitmeid transpordimehhanisme:

passiivne transport;

aktiivne transport;

transport membraani pakendis.

Passiivne transport.Difusioon -see on keskmise osakeste liikumine, mis viib aine ülekandmisele tsoonist, kus selle kontsentratsioon on kõrge kontsentratsioonitsooni jaoks kõrge. Difusiooni transpordiga toimib membraan osmootse barjääri. Difusioonikiirus sõltub molekulide suurusest ja nende suhtelise lahustuvusest rasvade lahustuvusest. Mida väiksem on molekulide mõõtmed ja rohkem rasva lahustuvad (lipofiilid), seda kiiremini liigub lipiidi kahekihiga. Difusioon võib olla neutraalne(laadimata molekulide ülekandmine) ja kerge(Koos kandjate eriliste valkude abil). Valguse difusiooni kiirus on neutraalne. Vesi on maksimaalne läbistav võime, kuna selle molekulid on väikesed ja laenguta. Vesi difusiooni rakumembraani kaudu osmoos.Eeldatakse, et rakumembraanis vee tungimiseks ja mõned ioonid on spetsiaalsed "poorid". Nende arv on väike ja läbimõõt on umbes 0,3-0,8 nm. Biselaadi molekul on kõige kiiremini hajutatud membraani kaudu, näiteks väikese läbimõõduga polaarsemolekule (CO, uurea).

Polari molekulide (suhkrud, aminohapete) ülekandmine, mis viiakse läbi spetsiaalsete membraani transpordivalkude abil light Diffusion.Sellised valgud avastatakse igat liiki bioloogilised membraanidJa iga konkreetne valk on mõeldud teatud klassi molekulide ülekandmiseks. Transpordivalgundid on transmembrandid, nende polüpeptiidi ahel ületab mitu korda lipiidkihi, moodustades läbipääsude kaudu. See tagab konkreetsete ainete üleandmise membraani kaudu ilma otsese kokkupuuteta. On kaks peamist klassi transpordivalkude: proteiinid - kandjad (konveierid)ja kanali moodustaminevalgud (valgud-kanalid). Proteiinide-kandjad taluvad membraani läbi molekule, pärast nende konfiguratsiooni muutmist. Kanali moodustavad valgud moodustuvad membraaniga täidetud poorides. Kui poorid on avatud, läbivad nende spetsiifiliste ainete molekulid (tavaliselt sobiva suuruse ja laadimise anorgaanilised ioonid). Kui transporditava aine molekulil ei ole laengut, määratakse transpordikuund kontsentratsiooni gradiendiga. Kui molekul on laetud, siis selle transport, välja arvatud kontsentratsiooni gradient, mõjutab elektrilaeng Membraanid (membraani potentsiaal). Plasmamama siseküljele lisatakse tavaliselt välimise poole. Membraani potentsiaal lihtsustab positiivselt laetud ioonide tungimist ja takistab laetud negatiivse ioonide läbimist.

Aktiivne transport.Aktiivne transport on ainete ülekandmine elektrokeemilise gradiendi vastu. Seda teostavad alati valkude konveierid ja tihedalt seotud energiaallikaga. Kandjavalkudes on transporditava ainega siduvaid saite. Mida rohkem selliseid saite seonduvad ainega, seda suurem on transpordi kiirus. Selektiivne üleminek ühe aine nimetatakse unport.Üle kanda mitu ainet motransport süsteemid.Kui ülekanne läheb ühes suunas - see simportkui vastupidi - amport. Näiteks glükoosi ekstratsellulaarse vedeliku raku kantakse Unime. Glükoosi ja Na4 üleandmine soolestõõndest või neerukanalitest vastavalt soole rakkudes või veres toimuvad lihtsalt ja C1 ~ ja NSO "antiportty üleandmine. Eeldatakse, et ülekandmisel tekkivad pöörduvad konformatsioonilised muutused Konveieris, mis võimaldab teil sellega seotud ühendatud aineid valitseda..

Näide vedajavalkuga, mis kasutab energiat hüdrolüüsi ajal valitud ainete transportimiseks Na. + - + pump,avastati kõigi rakkude plasmamembraanis. Na + -k pump toimib antipriiki põhimõttel, pumpamine Na "rakust ja t sees raku vastu nende elektrokeemiliste gradientide vastu. Na + gradient loob osmootse survet, toetab raku mahtu ja tagab suhkrute ja aminohapete transportimist. A Kolmandaks kogu energiast kulub selle pumba tööle, mis on vajalik rakkude eluks. Action Na + -K + pumba mehhanismi uurimisel leiti, et see on ensüümi atpiphaas ja transmembraanne integreeritud valk. juuresolekul Na + ja ATP ATPA tegevuse all ATP-st eraldatakse ja kinnitatakse fosfaat ABSparagic Happejääk. AtPase molekulis. Atpisumi molekul on fosforüülitud, muudab selle konfiguratsiooni ja Na + on saadud rakust. Pärast seda Na eemaldamine rakust, on alati transportida "rakku. Selleks lõhustatakse eelnevalt lisatud fosfaat atraasist juuresolekul. Ensüüm on defosforüülitud, taastab selle konfiguratsiooni ja 1 "pumbad" rakku.

Atphesi moodustab kaks allüksust, suur ja väike. Suur allüksuse koosneb tuhandetest aminohappejäägist, mis ületavad kaks korda mitu korda. Sellel on katalüütiline aktiivsus ja on võimeline pöörduma fosforüülitud ja fosfosoreeritud. Suure subühik tsütoplasmaatilisel poolel on piirkonnad NA + ja ATP seondumiseks ning -pox-i väljastpoolt seondumiseks + ja Wabaina'ga. Väike subühik on glükoproteiin ja funktsioon ei ole veel teada.

Na + -K pumbal on elektriline toime. See eemaldab kolm positiivselt laetud na f ioonid rakust ja teeb kaks iooni selle tulemusena läbi membraani vooluvool moodustavad elektriline potentsiaali koos negatiivne tähendus Raku sisemises osas oma välispinna suhtes. NA "-K + pump reguleerib raku maht, kontrollib ainete kontsentratsiooni rakkude sees, toetab osmootse survet, osaleb membraani potentsiaali loomisel.

Transport membraani pakendis. Ülekanne makromolekulide membraani (valkude, nukleiinhapete, polüsahhariidide, lipoproteiinide) ja teiste osakeste membraani kaudu viiakse läbi järjepideva hariduse ja ühinemisega ümbritsetud membraanmullide (Vesicul). Vesikulaarse transpordi protsess toimub kahes etapis. Esialgu kleepuvad membraani mull ja plasmalama ja seejärel ühendada. Voolamiseks 2, see on vajalik veemolekulide ümberpaigutamisel lipiid-kahekihiga, mis on lähemal 1-5 nm. Arvatakse, et see protsess aktiveeritakse eriliste sulandvalgud(Need on eraldatud ainult viiruste jaoks). Vesicular Transport on oluline funktsioon - absorbeeritud või sekreteeritud makromolekulide mullid ei ole tavaliselt segatud teiste makromolekulide või tsellulakkrakkudega. Mullid võivad ühendada konkreetsete membraanidega, mis tagavad makromolekulide vahetamise rakuvälise ruumi ja raku sisu vahel. Samamoodi kanti makromolekul üle ühe rakuosa teise.

Makromolekulide ja osakeste transportimine rakus endotsütoos.Samal ajal ümbritsevad transporditavad ained plasmamembraani osaga, mis on moodustatud mull (vacuole), mis liigub raku sees. Sõltuvalt saadud mullide suurusest erinevad kaks endotsütoosi tüüpi - pinotsütoos ja fagotsütoos.

Pinotsütoospakub vedeliku ja lahuste imendumist väikeste mullide kujul (D \u003d 150 nM). Fagotsütoos -see on suure osakeste imendumine organelle, rakkude mikroorganismi või vrakkide imendumine. Samal ajal moodustatakse suured mullid, fagosoomid või vakuoolid (D-250 nm ja rohkem). Lihtsaim fagotsüütiline funktsioon on energiavorm. Imetajatel viiakse fagotsüütilise funktsiooni läbi makrofaagid ja neutrofiilid, mis kaitsevad keha infektsioonist, neelavad sissetungijad mikroobid. Makrofaagid osalevad ka vanade või kahjustatud rakkude käsutuses ja nende fragmentide (inimkehas, makrofaagid absorbeerib iga päev rohkem kui 100 vana erütrotsüüki). Phagotsütoos algab ainult siis, kui imendunud osakeste kontaktid fagotsüütilise pinnaga ja aktiveerib spetsialiseeritud retseptorirakke. Osakeste seondumine konkreetsete membraanide retseptoritega põhjustab pseudopodi moodustumise, mis ümbritseb osakese ja servade ühendamine, moodustavad mulli - fagos.Fagosoomide ja tegeliku fagotsütoosi moodustumine toimub ainult siis, kui osakese on pidevalt kokku puutumas plasmammatseptoritega, nagu see oli, "tõmblukk".

Oluline osa raku poolt imendunud materjalist endotsütoosis imendub selle tee lüsosoomidesse. Suured osakesed on kaasatud fagosoomid,mis seejärel ühendada lüsosoomide ja vormiga fagasosoomid.Vedelad ja makromolekulid, pinotsütoosis imenduvad, üle kantakse algselt endosoomidesse, mis ühendatakse ka lüsosoomidega, moodustades endolüüsi. Need, kes esinevad erinevate hüdrolüütiliste ensüümide lüsosoomides, hävitatakse makromolekulide poolt kiiresti. Hüdrolüüsitooted (aminohapped, suhkur, nukleotiidid) transporditakse lüsosoomidest tsütosoolile, kus neid kasutatakse raku poolt. Enamik membraani komponente endotsütoosi mullide FAGOS ja endos tagastatakse abiga eksotsütoos plasmamembraani ja taaskasutatakse seal. Põhiline bioloogiline tähendus Endotsütoos on ehitusplokkide saamine makromolekulide intratsellulaarse lagundamise tõttu lüsosoomides.

Ainete imendumine eukarüootsetes rakkudes algavad plasmamembraani spetsialiseeritud piirkondades, nn võitlesid kättemaksu.Elektrooniliste mikrograafide puhul näevad YAMd nagu plasmamembraani plaaster, mille tsütoplasmaatiline külg on kaetud kiudkihiga. Kiht, kuna see peaks olema väike kui plasmamama. Maod on umbes 2% rakuahju eukarüti kogupinnast. Minut, kaevandused kasvavad, nad võitlevad sügavamalt, tõmmates puuri ja seejärel ahendades baasi, sulgur, moodustades mullid. On kindlaks tehtud, et fibroblastide plasmamembraani plasmamembraanist ühe minuti jooksul lõhustatakse membraani neljanda osa külge piiridesse mullide kujul. Mullid kaotavad kiiresti oma mulli ja omandavad võime ühendada lüsosoomiga.

Endotsütoos võib olla mittespetsiifiline(konstitutiivne) ja spetsiifiline(retseptor). Jaoks mittespetsiifiline endotsütoospuuri lööb ja neelab ainete täiesti välismaalase, näiteks tahmaosakesi, värvained. Esialgu sadestatakse osakesi glükalisse plasma. Positiivselt laetud valkude rühmad on eriti sadestatud (adsorbeerunud), kuna Glycocalix kannab negatiivset laengut. Siis morfoloogia rakumembraani muutusi. See võib sukelduda, moodustades nähtuse moodustamise (invaginatsiooni) või vastupidi, kasvab kasvav moodustamine, mis eraldades vedela keskmise väikese mahtu. Invastumiste moodustamine on rohkem iseloomulikum rakud soole epiteeli, Ameb ja kasvufagotsüütide ja fibroblastide kasvu. Nende protsesside blokeerimine võib olla hingamise inhibiitorid. Moodustunud mullid - esmane endosoom, võib omavahel ühendada, suurendades suurust. Tulevikus on nad ühendatud lüsosoomidega, keerates endolüüsi - seedetrakti vacuoli. Vedeliku faasi mittespetsiifilise pinotsütoosi intensiivsus on üsna kõrge. Makrofaagid moodustavad kuni 125-ni ja peene sooles epiteeli rakud on kuni tuhat pinos minutis. Arvukus Pinos toob kaasa asjaolu, et plasmamalma kulutatakse kiiresti väikeste vakuoolide moodustumisele. Membraani taastumine on ringlussevõtu ajal üsna kiiresti exotsütoosi protsessis vakuoolide tagastamise tõttu ja nende kaasamine plasmateenusesse. Makrofaagides asendatakse kogu plasmamembraan 30 minuti jooksul ja fibroblastides 2 tunni jooksul.

Efektiivsem viis absorbeerida ekstratsellulaarse vedeliku spetsiifiliste makromolekulide on spetsiifiline endotsütoos(retseptorite vahendatud). Makromolekulid on seotud rakupinna komplementaarsete retseptoritega, akumuleeruvad piirialasesse YAM-i ja seejärel moodustavad endosoomi, mis on sukeldatud tsütosoolisse. Retseptori endotsütoos tagab konkreetsete makromolekulide kogunemise selle retseptoriga. Molekulid, mis seonduvad plasmamafe pinnale retseptoriga nimetatakse ligandid.Paljude loomarakkude retseptori endotsütoosi abil imendub kolesterool ekstratsellulaarsest keskmisest.

Plasmoleem osaleb ainete eemaldamisel rakust (eksotsütoosi). Sellisel juhul sobivad vakuoolid plasmoleemile. Kohtades kontaktid plasmolm ja vacuole membraan, vaakure sisu ühendatakse keskkonda. Mõningaid lihtsaid kohti rakumembraani ekstsütoosi jaoks on ette nähtud ettemääratud. Seega on mõnede Cilia infuseoroosi plasmamembraanis teatud sektsioonid suurte integreeritud valkude parema asukohaga. Limaskesta ja triikoloogilised infuseruumid on sekretsiooni jaoks täiesti valmis, Plasmamama ülaosas on globuli integreeritud valkude whin. Nende membraani osadega kokku puutuvad mukotsüst ja triastist raku pinnaga. Neutrofiilides täheldatakse omapärast eksotsütoosi. Nad on võimelised teatud tingimustel oma lüsosoomid keskkonda viskama. Samal ajal moodustub mõnel juhul väikestel lüsosoomide sisaldavate plasmamama väikestest kasvajatest, mis seejärel välja tulevad ja minna kolmapäeval. Muudel juhtudel on plasmavaba raku invasinimine ja lüüa see lüsosoomidega, mis paigutatakse rakupinnast kaugemale.

Endotsütoosi ja eksotsütoosi protsessid viiakse läbi plasmolemmaga seotud tsütoplasma fibriillaarsete komponentide osalusega.

Retseptori plasmafunktsioon.See on üks peamisi universaalseid rakke kõigi rakkude jaoks, on Plasmamama retseptori funktsioon. See määrab rakkude koostoime üksteisega ja väliskeskkonnaga.

Kõiki infovahetu interaktsioone saab skemaatiliselt kujutada skemaatiliselt järjestikuste vastuste ahelana signaali-retseptori sekundaarse vahendaja vastusena (Signaali-vastuse mõiste).Teabe edastamine raku rakku viiakse läbi signaalimolekulid, mis on toodetud üksi rakkudes ja mõjutavad spetsiifiliselt teisi signaalitundlikke (sihtrakke). Signal molekul - esmane vahendajasee on seotud retseptoritega, mis reageerivad ainult sihtrakkudele, mis reageerivad ainult teatud signaalidele. Signaalmolekulid - ligandid -sobib teie retseptorile lossi võti. Membraani retseptorite ligandid (plasma retseptorid) on hüdrofiilsed molekulid, peptiidhormoonid, neurotransmitterid, tsütokiinid, antikehad ja tuumaretseptorite jaoks - rasvlahustuvate molekulide, steroidide ja kilpnäärmehormoonide, D-vitamiini retseptoritena võib membraani kasutada Valgud või glütsicalis - polüsahhariidide ja glükoproteiinide elemendid. Arvatakse, et üksikute ainete suhtes tundlikud krundid on rakupinna suhtes hajutatud või väikestes tsoonides kogutud. Seega on prokarüootsete rakkude ja loomarakkude pinnal piiratud arv kohti, kus viirusosakesi saab sündida. Membraanvalgud (kandjad ja kanalid) Tunnistage, suhtlevad ja edastavad ainult teatud aineid. Rakuretseptorid on kaasatud signaalide edastamisega rakupinnast selle sees. Sordi ja spetsiifilisuse retseptori komplekti rakupinnale toob kaasa loomise väga keerulise süsteemi markerid, mis võimaldab eristada oma rakke teistelt. Sarnased rakud suhtlevad üksteisega, võivad nad kokku kleepuvad (lihtsamate koe moodustumise konjugeerimine mitmevärvis). Rakud ei tajuta markereid, samuti iseloomulikke deterministlikke markereid hävitatakse või tagasi lükatakse. Retseptori-ligandi kompleksi moodustamisel aktiveeruvad transmembraansed valgud: valgu konverter, valguvõimendi valkmuundur. Selle tulemusena muudab retseptor oma konformatsiooni ja interakteerub sekundaarse vahendaja eelkäijaga rakus - messenger.Sõnumitoojad võivad olla ioniseeritud kaltsium, fosfolipaas C, adenülaattsüklaas, guanlates. Messengeri mõjul sünteesiga seotud ensüümide aktiveerimine tsükliline monofosfaat - ampvõi GMF.Viimane muudab kahe tüüpi valgu kinaasi ensüümide aktiivsust tsütoplasma rakkudes, mis põhjustavad arvukate rakusiseste valkude fosforüülimist.

TSAMFi moodustumine, mille toimel on hormoonide rea sekretsioon - türoksiini, kortisoon, progesteroon suureneb glükogeeni lagunemine maksas ja lihastes, südame löögisageduse sagedusel ja võimsusel, osteo-eeterlikus, vastupidine imendumine veega Netron kanalites.

Adenülaattsüklaasi süsteemi aktiivsus on väga suur - CAMFi süntees toob kaasa kümme tuhandiku signaali tugevdamist.

TSGMFi tegevuse all vähendatakse insuliini sekretsiooni kõhunäärme, histamiini rasvarakkude, ferotoniini trombotsüütide poolt silelihase koega.

Paljudel juhtudel esineb retseptori-ligandi kompleksi moodustumisel membraani potentsiaali muutust, mis omakorda toob kaasa muutuse plasmala läbilaskvuse ja metaboolsete protsesside vahetamisele rakus.

Plasmamembraan sisaldab spetsiifilisi retseptoreid, mis reageerivad füüsilistele teguritele. Seega fotosünteesibakterid rakupinnal, klorofüllide paiknevad reageerimise valguse. Plasmamembraani valgussoomadel on kogu fonograafiliste valkude-rhodopci-de süsteem, millega valgus ärritav on keemiliseks signaaliks ja seejärel elektrilise impulsi.

Väljaspool rakk on kaetud plasmamembraani (või välisrakkude membraaniga), mille paksus on umbes 6-10 nM.

Rakumembraan on tihedad kiled valkudest ja lipiidetest (peamiselt fosfolipiididest). Lipiidimolekulid on paigutatud korrektselt - risti pinnaga, kahes kihis, nii et nende osad, intensiivselt intensiivselt koos veega (hüdrofiilne) on suunatud väljastpoolt ja osad, inertsed vee (hüdrofoobse) - sees.

Valgu molekulid paiknevad kihi puudumine lipiidraami pinnal mõlemal küljel. Osa neist on ümbritsetud lipiidikihile ja mõned läbivad selle läbi veega läbilaskeväärsed alad. Need valgud täidavad erinevaid funktsioone - üks neist on ensüümid, muud - mõnede ainete ülekandmisega seotud transpordivalkude keskkonnast tsütoplasmas ja vastupidises suunas.

Rakumembraani peamised funktsioonid

Üks bioloogiliste membraanide peamisi omadusi on valimislability (pool taju) - Mõned ained läbivad nende raskustega, teised on kergesti ja isegi suurema kontsentratsiooni suunas, enamiku rakkude puhul on naioonide kontsentratsioon sees oluliselt väiksem kui sisse keskkond. Ioonide K jaoks on vastupidine suhe iseloomustatud: nende kontsentratsioon raku sees on kõrgem kui väljaspool. Seetõttu püüdlevad naioonid alati puuri tungida ja k ioonid - minema. Nende ioonide kontsentratsioonide tasandamist takistatakse membraani spetsiaalse süsteemi olemasolu, mis mängib pumba rolli, mis pumbab Na ioonid rakust ja samal ajal pumbatakse ioonide K sees.

NA ioonide soov väljaspool sees olevat liikumist kasutatakse suhkrute ja aminohapete transportimiseks raku sees. Aktiivse eemaldamisega Naioonide eemaldamist rakkudest, loodud tingimused glükoosi ja aminohapete vastuvõtmiseks sissepoole.

Paljudes rakkudes esineb ainete imendumine ka fagotsütoosis ja pinotsütoosis. Jaoks fagotsütoos Paindlik välimine membraan moodustab kerge süvendi, kus osakeste on lummatud. See süvend suureneb ja ümbritseb välimise membraani osa, osakese raku tsütoplasmasse. Phagotsütoos nähtus on omapärane Amoebas ja mõne muu lihtsama, samuti leukotsüütide (fagotsüütide). Samamoodi esineb aine vajalikke rakke sisaldavate vedelike imendumist. Seda nähtust kutsuti pinotsütoos.

Erinevate rakkude välismembraanid erinevad oluliselt keemiline koostis selle valke ja lipiide ja nende suhtelise sisu. See on need funktsioonid, mis määravad mitmekesisuse erinevate rakkude membraanide füsioloogilise aktiivsuse ja nende rolli olulistes rakkude ja kudede aktiivsuses.

Endoplasmaatiline rakuvõrk on ühendatud välimise membraaniga. Väliste membraanide abil viiakse läbi mitmesugused interketilaarsed kontaktid, s.o. Üksikute rakkude vaheline suhtlemine.

Paljude rakutüüpide puhul nende pinnal suur number Väljundid, voldid, mikrovoodid. Need aitavad kaasa nii rakupinna olulise suurenemise kui ka ainevahetuse metabolismi parandamisele ja üksikute rakkude vastupidavamate võlakirjade parandamisele üksteisega.

Taimsetes rakkudes on väljaspool rakumembraani paksud, hästi eristatavad optilise kesta mikroskoobi, mis koosneb kiust (tselluloosi). Nad loovad tahke toetuse taimsetele kudedele (puit).

Mõnedel loomarakkudes on ka mitmed välised struktuurid, mis on rakumembraani kohal ja neil on kaitsev iseloom. Näide võib olla flitin putukate katted.

Rakumembraani funktsioonid (lühidalt)

Sihtasutus struktuuriorganisatsioon Rakud moodustavad bioloogilisi membraanid. Plasmamembraan (plasma) on reaalajas tsütoplasma ümbritsev membraan. Membraanid koosnevad lipiididest ja valkudest. Lipiidid (peamiselt fosfolipiidid) moodustavad topeltkihi, milles hüdrofoobsed "sabad" molekulide käsitletakse membraani sees ja hüdrofiilse - selle pindadele. Valgu molekulid võivad asuda membraani välis- ja sisepinnal, võivad osaliselt sukelduda lipiidide kihina või läbi viia see läbi. Enamik sukeldatud valke membraanidest on ensüümid. See on plasma meme-tala struktuuri vedela luu-mosaiik mudel. Valgu ja lipiidimolekulid on liikuvad, mis tagavad membraani dünaamilisuse. Membraanid koosnevad ka süsivesikute kujul glükolipiidide ja glükoproteiinide (glükokukkide) kujul, mis asuvad membraani välispinnal. Komplekt valkude ja süsivesikute pinnal meme-seinte iga raku on spetsiifiline ja on mingi rakutüübi pointer.

Membraani funktsioonid:

1. Jagamine. See seisneb raku ja väliskeskkonna sisemise sisalduse vahelise barjääri moodustamises.
2. Metabolismi tagamine tsütoplasma ja väliskeskkonna vahel. Puuris on vesi, ioonid, anorgaanilised ja orgaanilised molekulid (transpordifunktsioon). Väliskeskkonnas tulenevad tooted rakus (sekretoorne funktsioon).
3. Transport. Transport läbi membraani võib läbida erinevaid teid. Passiivne transport viiakse läbi ilma energiakuludeta, lihtsalt difusiooniks, osmoosi või valguse difusiooniga valgu kandjatega. Aktiivne transport - Kandjate valkude abil ja see nõuab energiakulusid (näiteks naatriumkaaliumpump). Materjali saidilt.

Suured biopolümeerimolekulid langevad endotsütoosi tulemusena rakku sees. See on jagatud fagotsüütide pingeteks ja pinotsütoosiks. Phagotsütoos on raku suurte osakeste püüdmine ja imendumine. Fenomeni kirjeldas kõigepealt I.I. Mechnikov. Esiteks järgivad ained plasma matical membraani, spetsiifilistele valkude säilitamisele, siis algab membraan, moodustades süvendamise.

Seedetrakti vacuoli moodustub. See seeditakse raku aine. Leukotsüüdid on võimelised inimese ja kõhtu fagotsütoosi suhtes. Leukotsüüdid imenduvad bakterite ja teiste tahkete osakeste poolt.

Pinotsütoos on vedelate tilkade hõivamiseks ja absorbeerimise protsess koos selles lahustunud ainetega. Ained kleepuvad membraani (retseptorite) valke ja RAF-i tilka ümbritseb membraan, moodustades vaakuli. Pinotsüc-pinge ja fagotsütoos tekkida kulud ATP energia.

1. Sekretor. Sekretsioon on raku sünteesitud rakulise raku vabastamine väliskeskkonnaks. Hormoonid, polüsahhariidid, valgud, rasva tilgad, järeldavad mullid, piirduvad membraaniga ja sobivad plasmalamule. Membraanide ühendamine ja PU-ZyRka sisu kuvatakse kolmapäeval, ümbritseva raku juures.
2. Rakkude ühendamine koes (volditud You-Rostovi tõttu).
3. Retseptor. Membraanidel on suur hulk retseptoreid - erilisi valke, mille roll on edastada signaale väljaspool rakk.

Ei leidnud, mida sa otsisid? Kasutage otsingut

Sellel lehel materjali teemadel:

• plasma membraani struktuur ja funktsioonid
• plasma membraani struktuur ja funktsioonid
• plasmamembraani struktuur ja funktsioon lühidalt
• plasmamembraan lühidalt
• rakumembraani struktuur ja funktsioneerib lühidalt