Цитоплазматична мембрана: функції, будова. Зовнішня цитоплазматична мембрана

Зовнішня цитоплазматична мембрана являє собою найтоншу плівку. Її товщина - близько 7-10 нм. Проглядається плівка тільки в електронний мікроскоп. Далі розглянемо, що собою являє цитоплазматична мембрана. Функції плівки також будуть описані в статті.

Структура

Який склад має цитоплазматична мембрана? Будова плівки досить різноманітно. Відповідно до хімічної організацією, вона являє собою комплекс білків і ліпідів. Цитоплазматична мембрана клітини включає в себе бислой. Він виступає в якості основи. Крім цього, цитоплазматична мембрана містить холестерин і гликолипиди. Цим речовинам властива амфипатричность. Іншими словами, в них присутні гідрофобні ("бояться вологи") і гідрофільної ("що люблять воду") кінці. Останні (фосфатна група) спрямовані назовні від мембрани, другі (залишки від жирних кислот) орієнтовані один до одного. За рахунок цього і формується ліпідний біполярний шар. Ліпідні молекули володіють рухливістю. Вони здатні переміщуватися у власному монослое або (що рідко) з одного в інший. Ліпідний шар може мати стан твердого або рідкого кристала. Монослои відзначаються асиметричністю. Це означає, що у них різний склад ліпідів. За рахунок цієї властивості цитоплазматичні мембрани володіють специфічністю навіть в рамках однієї клітини. До другого обов'язкового компоненту плівки відносять білки. Багато з цих сполук можуть переміщатися в мембранної площині або здійснювати обертання навколо власної осі. При цьому вони не здатні переходити з однієї частини бішару в іншу. Захист внутрішнього середовища - основна задача, яку виконує цитоплазматична мембрана. Будова плівки, крім цього, забезпечує перебіг різних процесів. За виконання тих чи інших завдань відповідають білки. Завдяки ліпідів забезпечуються структурні особливості плівки.

Цитоплазматична мембрана: функції

Основними завданнями є:

Бар'єрна . Захисна плівка забезпечує активний, пасивний, виборчий, регульований обмін сполук з зовнішнім середовищем. За рахунок виборчої проникності здійснюється відділення клітини і її компартментів і постачання їх потрібними речовинами.

Транспортна . Крізь плівку здійснюється перехід сполук від клітини до клітини. Завдяки цьому доставляються поживні сполуки видаляються кінцеві продукти обміну, відбувається секреція різних речовин. Крім цього, формуються іонні градієнти, на оптимальному рівні підтримуються іонна концентрація і рН. Вони необхідні для активної діяльності ферментів клітини.

Допоміжні завдання

Матрична . Ця функція забезпечує певну орієнтацію і взаєморозташування білків мембрани, а також оптимальне їх взаємодія.

Механічна . За рахунок неї забезпечується автономність клітини, внутрішніх структур. Також здійснюється з'єднання елемента з іншими аналогічними.

Енергетична . На тлі фотосинтезу в хлоропластах і при здійсненні клітинного дихання в мембранах активні системи енергетичного перенесення. У них також беруть участь і білкові сполуки.

Рецепторна . Ряд білків, які присутні в мембрані, забезпечує сприймання різних сигналів. Приміром, циркулюючі в крові стероїди впливають тільки на ті клітини-мішені, які володіють відповідними гормонів рецепторами. Хімічні сполуки, які забезпечують проведення імпульсів (нейромедіатори), також зв'язуються за допомогою особливих білків клітин-мішеней.

Особливі властивості

До специфічних функцій мембрани відносять:

Ферментативну . Найчастіше білки, які містить цитоплазматична мембрана, виступають в якості ферментів.

Генерацію і проведення біопотенціалів.

Маркування . Цитоплазматична мембрана включає в свій склад особливі антигени. Вони діють як маркери-"ярлики". Завдяки їм здійснюється розпізнавання клітин. Маркери являють собою глікопротеїни - білки, що містять розгалужені олигосахаридние бічні ланцюги. Вони виступають в якості "антен".

Завдяки величезній кількості варіантів бічних ланцюгів для того чи іншого типу клітин може бути сформований особливий маркер. За їх допомогою розпізнані один іншому елементи починають діяти узгоджено. Наприклад, так відбувається при утворенні тканин і органів. Маркування також дозволяє імунітету визначити чужорідні антигени.

Додаткові відомості

Якщо якісь частинки з тих чи інших причин не здатні пройти крізь фосфоліпідний бислой (наприклад, внаслідок гідрофільних властивостей, оскільки всередині цитоплазматична мембрана гидрофобна і такі з'єднання не пропускає, або з-за великих розмірів самих частинок), але вони необхідні, то вони можуть пройти за допомогою спеціальних білків-переносників (транспортерів) і білків-каналів. Або проникнення їх здійснюється за допомогою эндоцитоза. У процесі пасивного транспорту перетин речовинами ліпідного шару відбувається шляхом дифузії. При цьому енергія не витрачається. В якості одного з варіантів такого механізму може виступати полегшена дифузія. В ході неї полегшує проходження речовини якась специфічна молекула. У неї може бути канал, здатний пропускати тільки однотипні частинки. При активному транспорті затрачається енергія. Це пов'язано з тим, що даний процес здійснюється проти концентраційного градієнта. Цитоплазматична мембрана містить особливі білки-насоси, Атфази у тому числі, яка сприяє активному входженню калієвих і виведенню натрієвих іонів.

Моделі

Їх існує декілька:

"Бутербродних модель" . Ідею про трехслойном будові всіх мембран висловили вчені Даусон і Даніелі в 1935 році. На їхню думку, структура плівки була наступною: білки-ліпіди-білки. Таке уявлення існувало досить довго.

"Рідинно-мозаїчна структура". Ця модель була описана Ніколсоном і Сінгером в 1972 році. Згідно з нею білкові молекули не формують суцільний шар, а занурюються в біполярний ліпідний у вигляді мозаїки на різну глибину. Ця модель вважається найбільш універсальною.

"Білково-кристалічна структура". У відповідності з цією моделлю мембрани формуються за рахунок переплетення білкових і ліпідних молекул, які об'єднані на базі гідрофільно-гідрофобних зв'язків.