Stanične membrane

Po funkcionalnim značajkama staničnu membranu možemo podijeliti u 9 funkcija koje obavlja.
Funkcije stanične membrane:
1. Transport. Obavlja transport tvari iz stanice u stanicu,
2. Pregrada. Ima selektivnu propusnost, osigurava potreban metabolizam,
3. Receptor. Neki proteini koji se nalaze u membrani su receptori,
4. Mehanički. Pruža autonomiju ćelije i njenih mehaničkih struktura,
5. Matrica. Pruža optimalnu interakciju i orijentaciju matriksa proteina,
6. Energija. U membranama sustavi za prijenos energije djeluju tijekom staničnog disanja u mitohondrijama,
7. Enzimatski. Membranski proteini su ponekad enzimi. Na primjer, membrane crijevnih stanica,
8. Obilježavanje. Na membrani se nalaze antigeni (glikoproteini) koji vam omogućuju prepoznavanje stanice,
9. Generiranje. Provodi stvaranje i vođenje biopotencijala.

Možete vidjeti kako stanična membrana izgleda na primjeru strukture životinjske stanice ili biljne stanice.

Struktura stanične membrane

Na slici je prikazana struktura stanične membrane.
Komponente stanične membrane uključuju različite proteine ​​stanične membrane (globularne, periferne, površinske), kao i lipide stanične membrane (glikolipid, fosfolipid). Također u strukturi stanične membrane su ugljikohidrati, kolesterol, glikoprotein i protein alfa helix.

Sastav stanične membrane

Glavni sastav stanične membrane uključuje:
1. Proteini - odgovorni za različita svojstva membrane,
2. Lipidi tri vrste (fosfolipidi, glikolipidi i kolesterol) odgovorni za krutost membrane.
Proteini stanične membrane:
1. Globularni protein
2. Površinski protein
3. Periferni protein.

Glavna svrha stanične membrane

Glavna svrha stanične membrane:
1. Da biste regulirali razmjenu između stanice i okoliša,
2. Odvojite sadržaj bilo koje ćelije od vanjskog okruženja, osiguravajući njezin integritet,
3. Intraćelijske membrane dijele stanicu na specijalizirane zatvorene odjeljke - organele ili odjeljke u kojima se održavaju određeni uvjeti okoliša.

Struktura stanične membrane

Struktura stanične membrane je dvodimenzionalna otopina globularnih integralnih proteina otopljenih u tekućem fosfolipidnom matriksu. Ovaj model strukture membrane predložila su dvojica znanstvenika Nicholson i Singer 1972. godine. Temelj membrane je bimolekularni lipidni sloj, s uređenim rasporedom molekula, što možete vidjeti na ovoj slici.

Stanična membrana

Stanična membrana (također citolemma, plazmolemma ili plazma membrana) - elastična molekularna struktura koja se sastoji od proteina i lipida. Sadržaj bilo koje stanice odvaja od vanjskog okruženja, osiguravajući njezinu cjelovitost, regulira razmjenu između stanice i okoliša, unutarćelijske membrane dijele stanicu na specijalizirane zatvorene odjeljke - pretince ili organele u kojima se održavaju određeni uvjeti okoliša.

Povijest istraživanja

Stanična stijenka, ako je prisutna u stanici (obično u biljnim stanicama), prekriva staničnu membranu.

Stanična membrana je dvoslojni (dvoslojni) molekula lipidnog razreda, od kojih su većina takozvani složeni lipidi - fosfolipidi. Lipidne molekule imaju hidrofilne („glava“) i hidrofobne („rep“) dijelove. Tijekom stvaranja membrana, hidrofobni odjeljci molekula okreću se prema unutra, a hidrofilni - prema van. Membrane su invariantne strukture koje su vrlo slične kod različitih organizama. Nekoliko izuzetaka su arheje u kojima se membrane stvaraju glicerol i terpenoidni alkoholi. Debljina membrane je 7-8 nm.

Biološka membrana također uključuje različite bjelančevine: integralne (prodire kroz membranu), polu-integralne (uronjene na jednom kraju u vanjski ili unutarnji lipidni sloj), površinske (smještene na vanjskoj ili uz unutarnju stranu membrane). Neki proteini su dodirne točke stanične membrane s citoskeletom unutar stanice i staničnom stijenkom (ako postoje) izvana. Neki od integralnih proteina djeluju kao ionski kanali, različiti transporteri i receptori.

Povijest istraživanja Funkcije biomembrane

  • barijera - osigurava reguliran, selektivan, pasivan i aktivan metabolizam s okolinom. Na primjer, membrana peroksizoma štiti citoplazmu od peroksida koji su opasni za stanicu. Selektivna propusnost znači da propusnost membrane za različite atome ili molekule ovisi o njihovoj veličini, električnom naboju i kemijskim svojstvima. Selektivna propusnost osigurava odvajanje stanica i staničnih odjeljaka iz okoliša i njihovu opskrbu potrebnim tvarima.
  • transport - kroz membranu postoji transport tvari u stanicu i van nje. Transport kroz membrane osigurava: isporuku hranjivih tvari, uklanjanje krajnjih produkata metabolizma, izlučivanje različitih tvari, stvaranje ionskih gradijenata, održavanje odgovarajuće pH i ionske koncentracije u stanici, koji su potrebni za funkcioniranje staničnih enzima.

Čestice koje iz nekog razloga nisu u stanju preći preko fosfolipidnog dvosloja (na primjer, zbog hidrofilnih svojstava, jer je membrana unutar njih hidrofobna i ne propušta hidrofilne tvari ili zbog velike veličine), ali potrebne za stanicu, mogu prodrijeti kroz membranu kroz posebni proteinski nosači (transporteri) i kanalni proteini, bilo endocitozom.

Kod pasivnog transporta tvari prelaze lipidni sloj bez energije, difuzijom. Varijanta ovog mehanizma je olakšana difuzija, u kojoj bilo koja specifična molekula pomaže tvar proći kroz membranu. Ova molekula može imati kanal koji omogućava prolaz kroz samo jednu vrstu tvari.

Za aktivni transport potrebna je energija jer se događa protiv gradijenta koncentracije. Na membrani postoje posebni proteinski pumpi, uključujući ATPaza, koja aktivno pumpa kalijeve ione (K +) u stanicu i iz nje pumpa natrijeve ione (Na +).

  • matrica - omogućava određeni relativni položaj i orijentaciju membranskih proteina, njihovu optimalnu interakciju,
  • mehanička - pruža autonomiju stanice, njezinih unutarćelijskih struktura, kao i vezu s drugim stanicama (u tkivima). Važnu ulogu u osiguravanju mehaničkih funkcija igraju stanični zidovi, a u životinjama međućelijska tvar.
  • energija - tijekom fotosinteze u kloroplastima i staničnog disanja u mitohondrijama u njihovim membranama djeluju sustavi za prijenos energije u kojima sudjeluju i proteini,
  • receptor - neki proteini koji se nalaze u membrani su receptori (molekule pomoću kojih stanica vidi određene signale).

Na primjer, hormoni koji cirkuliraju u krvi djeluju samo na takve ciljne stanice koje imaju receptore koji odgovaraju tim hormonima. Neurotransmiteri (kemikalije koje pružaju živčane impulse) također se vežu na specifične receptore proteina ciljnih stanica.

  • enzimski - membranski proteini su često enzimi. Na primjer, plazma membrane crijevnih epitelnih stanica sadrže probavne enzime.
  • provedba proizvodnje i primjene biopotencijala.

Uz pomoć membrane održava se stalna koncentracija iona u ćeliji: koncentracija iona K + u stanici je mnogo veća od vanjske, a koncentracija Na + mnogo je niža, što je vrlo važno, jer se na taj način osigurava održavanje potencijalne razlike na membrani i stvaranje živčanog impulsa.

  • označavanje stanica - na membrani postoje antigeni koji djeluju kao markeri - "naljepnice" za prepoznavanje stanice. To su glikoproteini (to su proteini sa razgranatim bočnim lancima oligosaharida na njih) koji igraju ulogu "antena". Zbog bezbrojne konfiguracije bočnih lanaca, moguće je napraviti poseban marker za svaku vrstu ćelije. Koristeći markere, stanice mogu prepoznati ostale stanice i djelovati usklađeno s njima, na primjer, u formiranju organa i tkiva. Također omogućuje imunološkom sustavu da prepozna strane antigene.

Struktura i sastav biomembrana

Membrane se sastoje od tri razreda lipida: fosfolipida, glikolipida i kolesterola. Fosfolipidi i glikolipidi (lipidi s ugljikohidratima pričvršćeni na njih) sastoje se od dva duga hidrofobna ugljikovodična „repa“ povezana s nabijenom hidrofilnom „glavom“. Kolesterol ukrućuje membranu, zauzimajući slobodni prostor između hidrofobnih repova lipida i sprečavajući ih da se saviju. Stoga su membrane s niskim udjelom kolesterola fleksibilnije, a s velikim - krute i krhke. Također, kolesterol služi kao "čep", sprečavajući kretanje polarnih molekula iz stanice u stanicu. Važan dio membrane čine proteini koji prodiru u nju i odgovorni su za različita svojstva membrane. Njihov sastav i orijentacija u različitim membranama razlikuju se.

Stanične membrane su često asimetrične, tj. Slojevi se razlikuju u lipidnom sastavu, prelasku pojedine molekule iz jednog sloja u drugi (tzv. flip flop) teško je.

Membranski organoneli

To su zatvoreni pojedinačni ili povezani jedni s drugim dijelovima citoplazme, odvojeni od hijaloplazme membranama. Organele s jednom membranom uključuju endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat, lizosome, vakuole, peroksisome, a dvo-membranske uključuju jezgro, mitohondrije i plastide. Izvana je stanica omeđena takozvanom plazma membranom. Struktura membrana različitih organela razlikuje se u sastavu lipida i proteina membrane.

Selektivna propusnost

Stanične membrane imaju selektivnu propusnost: glukoza, aminokiseline, masne kiseline, glicerol i ioni sporo se difundiraju kroz njih, a same membrane u određenoj mjeri aktivno reguliraju taj proces - neke tvari prolaze, a druge ne. Postoje četiri glavna mehanizma za ulazak tvari u stanicu ili njihovo uklanjanje iz ljepila izvana: difuzija, osmoza, aktivni transport i egzo- ili endocitoza. Prva dva procesa su pasivne prirode, odnosno ne zahtijevaju energiju, posljednja dva su aktivni procesi povezani s potrošnjom energije.

Selektivna propusnost membrane tijekom pasivnog transporta određena je posebnim kanalima - integralnim proteinima. Oni prodiru kroz membranu kroz, tvoreći svojevrsni prolaz. Za elemente K, Na i Cl postoje kanali. U odnosu na koncentracijski gradijent, molekule tih elemenata kreću se u stanicu i iz nje. S iritacijom se otvaraju kanali natrijevih iona i dolazi do oštrog ulaska natrijevih iona u ćeliju. U tom slučaju dolazi do neravnoteže membranskog potencijala. Tada se vraća membranski potencijal. Kalijevi kanali su uvijek otvoreni, kroz njih kalijevi ioni polako ulaze u stanicu.

Vrste membrana

Mogu se razlikovati tri vrste staničnih membrana:

Vanjska citoplazmatska membrana stvara stanične granice. Ne smije se brkati sa staničnom stijenkom ili membranom koja se nalazi u biljkama, gljivicama i bakterijama.

Razlika između stanične stijenke i stanične membrane je u značajno većoj debljini i prevladavanju zaštitne funkcije nad zamjenskom. Membrana se nalazi ispod stanične stijenke.

Nuklearna membrana odvaja sadržaj jezgre od citoplazme.

Među organelama stanice postoje one čiji oblik tvori jedna ili dvije membrane:

  • mitohondriji,
  • plastidi,
  • vakuole,
  • Kompleks Golgi,
  • lizosomi,
  • endoplazmatski retikulum (EPS).

Struktura membrane

Prema modernim konceptima, struktura stanične membrane opisana je korištenjem modela tekućeg mozaika. Osnova membrane je bilipidni sloj - dvije razine molekula lipida koji tvore ravninu. Molekule proteina nalaze se na obje strane bilipidnog sloja. Neki proteini uronjeni su u bilipidni sloj, neki prolaze kroz njega.

Sl. 1. Stanična membrana.

Životinjske stanice na površini membrane imaju kompleks ugljikohidrata. Prilikom proučavanja stanice pod mikroskopom, primijećeno je da je membrana u stalnom kretanju i heterogena je struktura.

Membrana je mozaik i u morfološkom i u funkcionalnom smislu, jer različiti odjeljci sadrže različite tvari i imaju različita fiziološka svojstva.

Značajke i funkcije

Bilo koja granična struktura vrši zaštitnu i mjeničnu funkciju. Ovo se također odnosi na sve vrste membrana.

Provedba ovih funkcija olakšava se takvim svojstvima kao što su:

  • plastičnost,
  • visoka sposobnost oporavka,
  • polupropusne.

Svojstvo polupropusnosti je da se neke tvari ne prolaze kroz membranu, dok se druge prolaze slobodno. Ovo je kontrolna funkcija membrane.

Također, vanjska membrana omogućuje komunikaciju između stanica uslijed brojnih izdanaka i oslobađanja ljepila koje ispunjava međućelijski prostor.

Membranski transport

Protok tvari kroz vanjsku membranu vrši se na sljedeće načine:

  • kroz pore s enzimima,
  • kroz membranu direktno,
  • pinocitozu,
  • fagocitoze.

Prve dvije metode prevoze ione i male molekule. Velike molekule ulaze u stanicu pinocitozom (u tekućem stanju) i fagocitozom (u čvrstom obliku).

Sl. 2. Shema pinota i fagocitoze.

Membrana se omota oko čestice hrane i zatvori je u probavnu vakuolu.

Voda i ioni prolaze u stanici bez energije, pasivnog transporta. Velike molekule prevoze se aktivnim transportom uz trošenje energetskih resursa.

Intracelularni transport

Od 30% do 50% volumena stanice zauzima endoplazmatski retikulum. To je svojevrsni sustav šupljina i kanala koji povezuje sve dijelove stanice i omogućuje uređeni unutarćelijski transport tvari.

Sl. 3. Slika EPS.

Dakle, značajna masa staničnih membrana koncentrirana je u EPS-u.

Što smo naučili?

Otkrili smo što je stanična membrana u biologiji. Ovo je struktura na temelju koje su izgrađene sve žive stanice. Njegov značaj u stanici sastoji se u: ograničavanju prostora organoida, jezgre i stanice u cjelini, osiguravajući selektivni ulazak tvari u stanicu i jezgro. Membrana sadrži molekule lipida i proteina.

Volzhskaya hidroelektrana

Volzhskaya hidroelektrana (ranije Staljingradska hidroelektrana, Hidroelektrana Volga nazvana je po XXII kongresu KPJ) - hidroelektrana na rijeci Volgi u regiji Volgograd, između gradova Volgograd i Volzhsky. Najveća hidroelektrana u Europi, 1960-1963. Godine bila je najveća hidroelektrana na svijetu. Ulazi u kaskadu hidroelektrana Volga-Kama, što je njezina donja faza. Volzhskaya HE igra važnu ulogu u osiguravanju pouzdanosti Jedinstvenog energetskog sustava Rusije, a također osigurava otpremu velikog kapaciteta, opskrbu vodom i navodnjavanje suhih zemalja. Vlasnik hidroelektrane Volga (s izuzetkom brodske brave, te cestovnih i željezničkih prijelaza) je PJSC RusHydro.

Mogućnost izgradnje hidroelektrane Volga (u početku u poravnanju na području Kamyshin) smatra se od ranih 1930-ih dijelom plana Velikog Volga koji je predvidio regulaciju Volge kaskadom hidroelektrana. Izgradnja kolodvora započela je 1950. godine i najavljena je kao jedan od "velikih komunističkih građevinskih projekata".U početku su građevinski radovi provedeni pod nadzorom Ministarstva unutarnjih poslova SSSR-a koristeći rad zarobljenika, od 1953. do završetka gradnje 1962., stanicu je izgradilo civilno osoblje. Stanica je postala osnova novog teritorijalno-proizvodnog kompleksa, čija se većina poduzeća nalazi u gradu Volzhsky, koji je izrastao iz sela hidroelektrana. Istodobno, izgradnja kolodvora i kaskade Volga-Kama u cjelini dovela je do brojnih štetnih socijalnih i okolišnih posljedica - poplava zemljišta i preseljenje ljudi, blokiranje mrijestilih ruta vrijednih vrsta riba i promjena vodnog režima poplavnog polja Volga-Akhtuba.

Vitali Klitschko - Corrie Sanders

Vitali Klitschko - Corrie Sanders (Engl. Vitali Klitschko vs. Corrie brusilice ), poznata i po imenima: Neka započne novo doba (Engleski Neka započne sljedeća era) i Osveta brata III- Boksački meč u dvanaest kola za upražnjenog svjetskog prvaka u teškoj kategoriji WBC i magazina The Ring. Borba se dogodila 24. travnja 2004. u Staples Centru (Los Angeles, SAD).

8. ožujka 2003. u Hanoveru se odigrao dvoboj između Vitalijevog mlađeg brata - Vladimira Klička i Corrie Sanders. Tijekom meča Sanders je dominirao, srušivši Vladimira četiri puta i pobijedio u borbi tehničkim nokautom u 2. kolu. 21. lipnja 2003., odigran je dvoboj između Vitalija Klitschka i tadašnjeg prvaka WBC i IBO verzije Lennoxa Lewisa. Utakmica je održana s prednošću Vitalija Klička, ali Klitschko stariji je dobio disekciju koja se neprestano povećavala i sudac je zaustavio utakmicu. Kao rezultat, pobjeda tehničkim nokautom u 6. kolu pripala je Lewisu. U veljači 2004., Lennox Lewis službeno je objavio kraj svoje sportske karijere, a svjetski naslov WBC-a postao je upražnjen. Glavni kandidati za to bili su Ukrajinac Vitaliy Klitschko i South Farican Corri Saners, koji su zauzeli 1. i 2. red u WBC rejtingu.

Pogledajte video: Cell membranes are way more complicated than you think - Nazzy Pakpour (Listopad 2019).

Loading...