Біологічні мембрани їх будови і функції

Структура і функції мембрани

. Мембрани – пограничні цитоплазматичні структури, що забезпечують діалектичну єдність розмежування і зв’язку компонентів. До мембран відносяться ультротонкі структури, що оточують протопласт (пластична мембрана, плазма лема), вакуолі (тонопласт), ядро, пластиди, мітохондрії, апарат Гольджі, ендоплазматичний ретикулум, мікротоми й інші компоненти цитоплазми (рис. 1.4)

1- Ядерна мембрана, 2- ядерна пора, 3- ендоплазматична сітка, 4- мікротома, 5-перехідний міхурник, 6- везикула, 7- диктиосома, 8- тонопласт, 9- плазмолема, 10- екзоцитоз.

Існує самостійна наука – мемброналогія

, що займається вивченням мембранних систем різного походження. Проблема мембран має велике значення не тільки для теорії, але й для прикладної біології.

Найважливішими функціями мембран є :

- забезпечення діалектної єдності розмежування і зв’язки клітинних компонентів.

- підтримка гомеостату – сталості складу середовища в кожному компртменті клітини.

- здійснення обміну речовин, енергії й інформації між клітиною і навколишнім середовищем.

- з мембранами зв’язана найважливіші біохімічні процеси клітини, оскільки в них локалізовані ферменти, що каталізують синтез, гідроліз,окислювання.

- на мембранах хлоропластів і мітохондрій здійснюються складні процеси біоенергетики, що забезпечують клітину енергією.

- мембрани виконують також рецепторно-регуляторну функцію : сприймаючі зовнішні і внутрішні подразнення і передаючи сигнали про них, забезпечують адаптивні відповіді клітин.

Основні компоненти мембран - ліпіди і білки. Мембрани мітохондрії відрізняються високим вмістом білків.

Мембрані білки поділяються на три групи :

1) Структурні білки, зв’язані з іншими компонентами мембран. Вони у звичайній мірі гідрофоюні, хімічно малоактивні.

2) Скорочувальні білки, що здатні в присутності АТФ змінювати густоту, в’язкість, світорозсіювання. Вважається, що вони здатні здійснювати активний транспорт речовин через мембрану.

3) Білки – ферменти, зв’язані з мембраною досить лабільно, що обумовлює зміну їх каталітичної активності в широкому діапазоні.

Хімічний склад мембран визначає їхні структурно-функціональні властивості. Особливе місце серед клітинних мембран займає плазматична мембрана.

Ця периферична структура відмежує клітину від зовнішнього середовища і той же час забезпечує зв'язок з ним. Плазмалема є структурою, що здійснює вибіркове надходження речовин у клітину. а також визначає швидкість і спрямованість їх переміщення. Вона першою контактує з поживними й отруйними речовинами, фітогормонами і іншими сполуками, і, взаємодіючи з ними, чітка їх розпізнає.

В 1972 році С.Сінгер і Г.Ніколсон запропонували рідинно-мозаїчну модель структури біологічних мембран.(рис 1.5).

Відповідно до цієї моделі, основу мембран складає подвійний ліпідний шар, у якому присутні ліпіди трьох типів - фосфоліпіди, холестерол

, і гліколіпіди

. Усі вони відносяться до амфіпатичних

молекул. Так, наприклад типова молекула фосфоліпіду має полярну головку (рис 1.6), основу якої складає гліцерил і два гідрофобних вуглеводневих хвости, представлені насиченими чи ненасиченими жирними кислотами.

І одночасно з гліколіпідами у водному середовищі мимовільно утворюється бішар. При цьому гідрофобні хвости виявляються захованими й у контакті з водою залишаються тільки полярні головки. (рис. 1.7).

Схоже поводяться і молекули холестеролу, досить велику кількість, досить велику кількість якого містить саме плазматичний мембран. Взагалі, ліпідний склад внутрішнього і зовнішнього моно шарів мембрани різний. У плазматичній мембрані білки складають близько 50% маси. Як правило вони не розчинні у воді і погано розчинні в органічних розчинниках.

Білки часто називають відповідно інтегральними

і периферичними.

Подібні статті

Фізіологія крові. Еритроцити
Кров є рідиною (рідка тканина мезодермального походження), червоного кольору, слабо лужної реакції, солонуватого смаку з питомою вагою 1,054-1,066. Спільно з тканинною рідиною і лімфою вона утворює внутрішнє середовище організму. Кров вико ...

Регуляція обміну речовин. Терморегуляція
Процес обміну речовин в організмі складається з кількох тисяч хімічних реакцій, які протікають в організмі. Обмін речовин являє собою єдність двох процесів: асиміляції і дисиміляції. Асиміляція супроводжується посиленням дисиміляцій ...