Мембран - энэ юу вэ? Биологийн мембран: үүрэг, бүтэц
плазмын мембран , эсвэл плазмалемма,- бүх эсийн хамгийн байнгын, үндсэн, бүх нийтийн мембран. Энэ нь эсийг бүхэлд нь хамарсан хамгийн нимгэн (ойролцоогоор 10 нм) хальс юм. Плазмалемма нь уураг ба фосфолипидын молекулуудаас бүрдэнэ (Зураг 1.6).
Фосфолипидын молекулууд нь хоёр эгнээнд байрладаг - гидрофобик төгсгөлүүд нь дотогшоо, гидрофилик толгойнууд нь дотоод болон гадаад усны орчинд байдаг. AT тусдаа газарфосфолипидын хоёр давхарга (давхар давхарга) нь уургийн молекулуудаар (интеграл уураг) нэвчдэг. Ийм уургийн молекулуудын дотор усанд уусдаг бодисууд дамждаг суваг байдаг. Бусад уургийн молекулууд нь липидийн давхар давхаргыг нэг талаас эсвэл нөгөө талаас нь нэвчдэг (хагас интеграл уураг). Эукариот эсийн мембраны гадаргуу дээр захын уураг байдаг. Липид ба уургийн молекулууд нь гидрофилик-гидрофобик харилцан үйлчлэлээр холбогддог.
Мембраны шинж чанар, үүрэг.Липид ба уургийн молекулууд хоорондоо холбогддоггүй тул бүх эсийн мембранууд нь хөдөлгөөнт шингэний бүтэц юм. ковалент холбоомөн мембраны хавтгайд хангалттай хурдан хөдөлж чаддаг. Үүнээс болж мембранууд нь тохиргоогоо өөрчилж чаддаг, өөрөөр хэлбэл тэдгээр нь шингэнтэй байдаг.
Мембран бол маш динамик бүтэц юм. Тэд эвдрэлээс хурдан сэргэж, эсийн хөдөлгөөнөөр сунгаж, агшдаг.
Төрөл бүрийн эсийн мембранууд нь тэдгээрийн хувьд ихээхэн ялгаатай байдаг химийн найрлага, мөн уураг, гликопротейн, тэдгээрийн доторх липидийн харьцангуй агууламж, улмаар тэдгээрт агуулагдах рецепторуудын шинж чанараар. Тиймээс эсийн төрөл бүр нь үндсэндээ тодорхойлогддог бие даасан шинж чанартай байдаг гликопротейнууд.Эсийн мембранаас цухуйсан салаалсан гинжин гликопротейнууд үүнд оролцдог хүчин зүйлийг хүлээн зөвшөөрөхгадаад орчин, түүнчлэн холбогдох эсүүдийг харилцан хүлээн зөвшөөрөхөд. Жишээлбэл, өндөг, эр бэлгийн эс нь бие биенээ бүхэлд нь бүтцийн салангид элемент болгон нэгтгэсэн эсийн гадаргуугийн гликопротейнээр таньдаг. Ийм харилцан хүлээн зөвшөөрөх нь бордооны өмнөх зайлшгүй үе шат юм.
Үүнтэй төстэй үзэгдэл нь эдийг ялгах үйл явцад ажиглагддаг. Энэ тохиолдолд ижил төстэй бүтэцтэй эсүүд нь плазмалемма хэсгүүдийг таних замаар бие биентэйгээ зөв чиглүүлж, улмаар тэдгээрийн наалдац, эд эс үүсэхийг баталгаажуулдаг. Хүлээн зөвшөөрөхтэй холбоотой тээврийн зохицуулалтмембранаар дамжин молекулууд ба ионууд, түүнчлэн гликопротейнууд эсрэгтөрөгчийн үүрэг гүйцэтгэдэг дархлааны хариу урвал. Тиймээс элсэн чихэр нь мэдээллийн молекул (уураг, нуклейн хүчлүүдтэй төстэй) үүрэг гүйцэтгэдэг. Мөн мембран нь тусгай рецептор, электрон тээвэрлэгч, энерги хувиргагч, ферментийн уураг агуулдаг. Уургууд нь тодорхой молекулуудыг эс рүү эсвэл эс рүү зөөвөрлөхөд оролцдог, эсийн мембрантай цитоскелетоныг бүтцийн холболтыг гүйцэтгэдэг эсвэл химийн дохиог хүлээн авах, хувиргах рецептор болдог. орчин.
Мембраны хамгийн чухал шинж чанар нь мөн сонгомол нэвчилт.Энэ нь молекул ба ионууд түүгээр дамждаг гэсэн үг юм өөр хурд, мөн том молекулууд нь мембранаар дамжин өнгөрөх нь удааширдаг. Энэ шинж чанар нь плазмын мембраныг тодорхойлдог осмосын саад.Ус ба түүнд ууссан хий нь хамгийн их нэвтрэх чадвартай; ионууд мембранаар илүү удаан дамждаг. Мембран дээгүүр усны тархалтыг гэнэ осмос.
Мембранаар бодисыг зөөвөрлөх хэд хэдэн механизм байдаг.
Тархалт- бодисын агууламжийн градиентийн дагуу мембранаар нэвтрэн орох (тэдгээрийн концентраци өндөр байгаа газраас бага концентрацитай газар хүртэл). Бодисын (ус, ион) сарнисан тээвэрлэлт нь молекулын нүхтэй мембраны уураг эсвэл липидийн фазын оролцоотой (өөх тосонд уусдаг бодисын хувьд) явагддаг.
Хөнгөвчлөх тархалттайтусгай мембран зөөгч уургууд нь нэг буюу өөр ион эсвэл молекултай сонгомол байдлаар холбогдож, тэдгээрийг концентрацийн градиентийн дагуу мембранаар дамжуулдаг.
идэвхтэй тээвэрлэлтЭнэ нь эрчим хүчний зардалтай холбоотой бөгөөд бодисыг концентрацийн градиентийн эсрэг тээвэрлэхэд үйлчилдэг. Тэргэж нэрлэгддэгийг үүсгэдэг тусгай тээвэрлэгч уургуудаар явагддаг ионы шахуургууд.Хамгийн их судлагдсан нь амьтны эс дэх Na - / K - шахуурга бөгөөд Na + ионыг идэвхтэй шахаж, K - ионыг шингээж авдаг. Үүний ачаар эсэд их хэмжээний K - ба хүрээлэн буй орчинтой харьцуулахад Na + бага байдаг. Энэ процесс нь ATP-ийн энерги зарцуулдаг.
бүхий идэвхтэй тээвэрлэлтийн үр дүнд диафрагмын насосэс дэх Mg 2- ба Ca 2+-ийн концентрацийг мөн зохицуулдаг.
Ионыг эсэд идэвхтэй тээвэрлэх явцад янз бүрийн сахар, нуклеотид, амин хүчлүүд цитоплазмын мембранаар нэвтэрдэг.
уургийн макромолекулууд, нуклейн хүчил, полисахарид, липопротеины цогцолбор гэх мэт нь ион ба мономерээс ялгаатай нь эсийн мембранаар дамждаггүй. Макромолекулууд, тэдгээрийн цогцолборууд, хэсгүүдийг эсэд тээвэрлэх нь огт өөр замаар явагддаг - эндоцитозоор дамждаг. At эндоцитоз (эндо...- дотор) плазмалеммагийн тодорхой хэсэг нь эсийн гаднах материалыг барьж, бүрхэж, мембраны нэвчилтийн үр дүнд үүссэн мембраны вакуольд оруулдаг. Дараа нь ийм вакуоль нь лизосомтой холбогддог бөгөөд түүний ферментүүд нь макромолекулуудыг мономер болгон задалдаг.
Эндоцитозын урвуу үйл явц юм экзоцитоз (экзо...- гадна). Түүний ачаар эс нь эсийн доторх бүтээгдэхүүн эсвэл вакуол эсвэл нүцгэн доторх задралгүй үлдэгдлийг зайлуулдаг.
бөмбөлөгүүд. Цэврүү нь цитоплазмын мембранд ойртож, түүнтэй нийлж, түүний агуулгыг хүрээлэн буй орчинд гаргадаг. Хоол боловсруулах фермент, гормон, гемицеллюлоз гэх мэт бодисууд хэрхэн ялгардаг.
Энэ замаар, биологийн мембрануудэсийн үндсэн бүтцийн элементүүд нь зөвхөн физикийн хил хязгаар биш, харин динамик функциональ гадаргуу болж үйлчилдэг. Органеллуудын мембран дээр бодисыг идэвхтэй шингээх, энерги хувиргах, ATP синтез гэх мэт олон тооны биохимийн процессууд явагддаг.
Биологийн мембраны үүрэгдараах:
Тэд эсийн агуулгыг гадаад орчноос, цитоплазмаас органеллуудын агуулгыг тусгаарладаг.
Эдгээр нь цитоплазмаас эрхтэн эс рүү, эс рүү болон эсээс гадагшлах бодисыг тээвэрлэдэг.
Тэд рецепторын үүрэг гүйцэтгэдэг (хүрээлэн буй орчны дохиог хүлээн авах, хувиргах, эсийн бодисыг таних гэх мэт).
Эдгээр нь катализатор (мембраны химийн процессыг хангадаг) юм.
Эрчим хүчийг хувиргахад оролцох.
Эсийн мембран (плазмын мембран) нь эсийг хүрээлдэг нимгэн, хагас нэвчдэг мембран юм.
Эсийн мембраны үүрэг, үүрэг
Үүний үүрэг нь зарим чухал бодисыг эсэд оруулах, бусдыг нэвтрүүлэхээс сэргийлж дотоод орчны бүрэн бүтэн байдлыг хамгаалах явдал юм.
Энэ нь зарим организм болон бусадтай холбогдох үндэс болдог. Тиймээс плазмын мембран нь эсийн хэлбэрийг мөн хангадаг. Мембраны өөр нэг үүрэг бол эсийн өсөлтийг тэнцвэржүүлэх замаар зохицуулах явдал юм.
Эндоцитозын үед бодисыг шингээх үед липид, уураг эсийн мембранаас гадагшилдаг. Экзоцитозын үед липид, уураг агуулсан цэврүүнүүд эсийн мембрантай нэгдэж, эсийн хэмжээ нэмэгддэг. , мөөгөнцрийн эсүүд нь плазмын мембрантай байдаг. Жишээлбэл, дотоод хэсэг нь хамгаалалтын мембранаар бүрхэгдсэн байдаг.
Эсийн мембраны бүтэц
Плазмын мембран нь ихэвчлэн уураг, липидийн холимогоос бүрддэг. Бие дэх мембраны байршил, үүрэгээс хамааран липидүүд нь мембраны 20-80 хувийг бүрдүүлдэг ба үлдсэн хэсэг нь уураг байдаг. Липидүүд нь мембраныг уян хатан болгоход тусалдаг бол уураг нь эсийн химийг хянаж, хадгалж, молекулуудыг мембранаар зөөвөрлөхөд тусалдаг.
Мембран липидүүд
Фосфолипид нь плазмын мембраны үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Эдгээр нь липидийн давхар давхаргыг үүсгэдэг бөгөөд үүнд гидрофилик (ус татдаг) "толгой" хэсгүүд нь усан цитозол ба эсийн гаднах шингэнийг эсэргүүцэхийн тулд аяндаа зохион байгуулагддаг бол гидрофоб (усны зэвүүн) "сүүл" хэсгүүд нь цитозол болон эсийн гаднах шингэнээс хол байдаг. Липидийн давхар давхарга нь хагас нэвчих чадвартай бөгөөд зөвхөн зарим молекулууд мембранаар тархах боломжийг олгодог.
Холестерол нь амьтны эсийн мембраны өөр нэг липидийн бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Холестерины молекулууд нь мембран фосфолипидын хооронд сонгомол байдлаар тархдаг. Энэ нь фосфолипидуудыг хэт нягт савлахаас сэргийлж эсийн мембраныг хатуу байлгахад тусалдаг. Холестерол нь ургамлын эсийн мембранд байдаггүй.
Гликолипид нь эсийн мембраны гаднах гадаргуу дээр байрладаг бөгөөд тэдгээртэй нүүрс усны гинжээр холбогддог. Эдгээр нь эсэд биеийн бусад эсийг танихад тусалдаг.
Мембран уураг
Эсийн мембран нь хоёр төрлийн холбогдох уураг агуулдаг. Захын мембраны уургууд нь гаднах бөгөөд бусад уурагтай харилцан үйлчлэлцдэг. Интеграл мембраны уургууд нь мембранд ордог бөгөөд ихэнх нь түүгээр дамждаг. Эдгээр трансмембран уургийн хэсгүүд нь түүний хоёр талд байрладаг.
Плазмын мембраны уургууд нь хэд хэдэн өөр үүрэг гүйцэтгэдэг. Бүтцийн уураг нь эсийг дэмжиж, хэлбэр дүрсийг өгдөг. Мембран рецепторын уураг нь гормон, нейротрансмиттер болон бусад дохионы молекулуудыг ашиглан эсийг гадаад орчинтойгоо харилцахад тусалдаг. Бөмбөрцөг уургууд гэх мэт зөөвөрлөх уураг нь хялбар тархалтаар молекулуудыг эсийн мембранаар дамжуулдаг. Гликопротейн нь нүүрс усны гинжтэй байдаг. Эдгээр нь эсийн мембранд шингэж, молекулуудын солилцоо, тээвэрлэлтэд тусалдаг.
Органелл мембранууд
Зарим эсийн органеллууд нь хамгаалалтын мембранаар хүрээлэгдсэн байдаг. Цөм,
Амьд организмын үндсэн бүтцийн нэгж нь эсийн мембранаар хүрээлэгдсэн цитоплазмын ялгаатай хэсэг болох эс юм. Эс нь нөхөн үржихүй, хоол тэжээл, хөдөлгөөн гэх мэт олон чухал үүргийг гүйцэтгэдэг тул бүрхүүл нь хуванцар, нягт байх ёстой.
Эсийн мембраны нээлт, судалгааны түүх
1925 онд Грендел, Гордер нар эритроцитуудын "сүүдэр" буюу хоосон бүрхүүлийг тодорхойлох туршилтыг амжилттай хийжээ. Хэд хэдэн ноцтой алдаа гаргасан ч эрдэмтэд липидийн давхар давхаргыг нээсэн. Тэдний ажлыг 1935 онд Даниэли, Доусон, 1960 онд Робертсон нар үргэлжлүүлэв. Олон жилийн хөдөлмөр, аргументуудын хуримтлалын үр дүнд 1972 онд Сингер, Николсон нар мембраны бүтцийн шингэн мозайк загварыг бүтээжээ. Цаашдын туршилт, судалгаанууд эрдэмтдийн бүтээлийг баталгаажуулав.
Утга
Эсийн мембран гэж юу вэ? Энэ үгийг зуу гаруй жилийн өмнөөс хэрэглэж эхэлсэн бөгөөд Латин хэлнээс орчуулбал "кино", "арьс" гэсэн утгатай. Тиймээс дотоод агуулга ба гадаад орчны хоорондох байгалийн саад тотгор болох эсийн хилийг тодорхойлно. Эсийн мембраны бүтэц нь хагас нэвчилтийг санал болгодог бөгөөд үүнээс болж чийг ба шим тэжээлмөн ялзралын бүтээгдэхүүн үүгээр чөлөөтэй нэвтэрч болно. Энэ бүрхүүлийг эсийн зохион байгуулалтын үндсэн бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсэг гэж нэрлэж болно.
Эсийн мембраны үндсэн үүргийг авч үзье
1. Эсийн дотоод агуулга, гадаад орчны бүрдэл хэсгүүдийг тусгаарлана.
2. Эсийн химийн найрлагыг тогтмол байлгахад тусална.
3. Бодисын солилцоог зөв зохицуулна.
4. Эс хоорондын холбоог хангана.
5. Дохио танина.
6. Хамгаалалтын функц.
"плазмын бүрхүүл"
Плазмын мембран гэж нэрлэгддэг гадна эсийн мембран нь таваас долоон нанометр зузаантай хэт микроскопийн хальс юм. Энэ нь голчлон уургийн нэгдлүүд, фосфолид, уснаас бүрддэг. Кино нь уян хатан, усыг амархан шингээж, гэмтсэний дараа бүрэн бүтэн байдлыг нь хурдан сэргээдэг.
Бүх нийтийн бүтцээрээ ялгаатай. Энэ мембран нь хилийн байрлалыг эзэлдэг, сонгомол нэвчилт, задралын бүтээгдэхүүнийг ялгаруулах, тэдгээрийг нэгтгэх үйл явцад оролцдог. хөршүүдтэйгээ харилцах харилцаа ба найдвартай хамгаалалтГэмтлээс үүдэлтэй дотоод агууламж нь эсийн бүтэц зэрэг чухал бүрэлдэхүүн хэсэг болдог. Амьтны организмын эсийн мембран заримдаа бүрхэгдсэн байдаг хамгийн нимгэн давхарга- уураг ба полисахарид агуулсан гликокаликс. Мембрангийн гаднах ургамлын эсүүд нь тулгуур болж, хэлбэр дүрсээ хадгалдаг эсийн ханаар хамгаалагдсан байдаг. Түүний найрлагын гол бүрэлдэхүүн хэсэг нь эслэг (целлюлоз) - усанд уусдаггүй полисахарид юм.
Тиймээс гаднах эсийн мембран нь бусад эсүүдийг засах, хамгаалах, харилцан үйлчлэх үүргийг гүйцэтгэдэг.
Эсийн мембраны бүтэц
Энэхүү хөдлөх бүрхүүлийн зузаан нь зургаагаас арван нанометрийн хооронд хэлбэлздэг. Эсийн эсийн мембран нь тусгай найрлагатай бөгөөд түүний үндэс нь липидийн давхар давхарга юм. Гидрофобик сүүл, усанд идэвхгүй, хамт байрлуулсан дотор, устай харилцан үйлчилдэг гидрофил толгой нь гадагшаа харагдана. Липид бүр нь глицерин, сфингозин зэрэг бодисуудын харилцан үйлчлэлийн үр дүнд үүсдэг фосфолипид юм. Липидийн шат нь үргэлжилдэггүй давхаргад байрладаг уургуудаар нягт хүрээлэгдсэн байдаг. Тэдний зарим нь липидийн давхаргад дүрж, үлдсэн хэсэг нь дамжин өнгөрдөг. Үүний үр дүнд ус нэвчих боломжтой газрууд үүсдэг. Эдгээр уургийн гүйцэтгэх үүрэг нь өөр өөр байдаг. Тэдний зарим нь фермент, үлдсэн хэсэг нь зөөвөрлөх уураг юм янз бүрийн бодисуудхүрээлэн буй орчноос цитоплазм руу болон эсрэгээр.
Эсийн мембран нь салшгүй уургуудаар нэвчиж, хоорондоо нягт холбогддог бол захын хэсгүүдтэй холбоо нь бага хүчтэй байдаг. Эдгээр уургууд нь мембраны бүтцийг хадгалах, хүрээлэн буй орчноос дохио хүлээн авах, хөрвүүлэх, бодисыг зөөвөрлөх, мембран дээр үүсэх урвалыг катализлах зэрэг чухал үүргийг гүйцэтгэдэг.
Нийлмэл
Эсийн мембраны үндэс нь бимолекулын давхарга юм. Үргэлжилсэн байдлаас шалтгаалан эс нь хаалт ба механик шинж чанар. Дээр өөр өөр үе шатуудЭнэ давхар давхарга нь түүний амин чухал үйл ажиллагаанд саад учруулж болзошгүй. Үүний үр дүнд гидрофилик нүх сүвээр дамжих бүтцийн гажиг үүсдэг. Энэ тохиолдолд эсийн мембран гэх мэт бүрэлдэхүүн хэсгийн бүх функцууд өөрчлөгдөж болно. Энэ тохиолдолд цөм нь гадны нөлөөллөөс болж зовж шаналж болно.
Үл хөдлөх хөрөнгө
Эсийн эсийн мембран нь байдаг сонирхолтой онцлог. Шингэн чанараараа энэ бүрхүүл нь хатуу бүтэц биш бөгөөд түүний найрлагыг бүрдүүлдэг уураг, липидийн ихэнх хэсэг нь мембраны хавтгайд чөлөөтэй хөдөлдөг.
Ерөнхийдөө эсийн мембран нь тэгш бус байдаг тул уураг, липидийн давхаргын найрлага өөр өөр байдаг. Амьтны эс дэх плазмын мамбран нь өөрийн гэсэн гадна талрецептор болон дохионы үүргийг гүйцэтгэдэг гликопротейн давхаргатай байхаас гадна тоглодог том үүрэгэд эсийг нэгтгэх үйл явцад. Эсийн мембран нь туйлтай, өөрөөр хэлбэл гадна талын цэнэг нь эерэг, дотроос нь сөрөг байдаг. Дээр дурдсан бүхнээс гадна эсийн мембран нь сонгомол ойлголттой байдаг.
Энэ нь эсэд уснаас гадна ууссан бодисын тодорхой бүлгийн молекул, ионыг л зөвшөөрдөг гэсэн үг юм. Ихэнх эсэд натри зэрэг бодисын концентраци нь гадаад орчинтой харьцуулахад хамаагүй бага байдаг. Калийн ионуудын хувьд өөр харьцаа нь онцлог шинж чанартай байдаг: эсийн доторх тоо нь хүрээлэн буй орчинтой харьцуулахад хамаагүй өндөр байдаг. Үүнтэй холбоотойгоор натрийн ионууд эсийн мембраныг нэвтлэх хандлагатай байдаг бөгөөд калийн ионууд гаднаас ялгарах хандлагатай байдаг. Ийм нөхцөлд мембран нь "шахах" үүрэг гүйцэтгэдэг тусгай системийг идэвхжүүлж, бодисын концентрацийг тэнцвэржүүлдэг: натрийн ионуудыг эсийн гадаргуу руу шахаж, калийн ионуудыг дотогшоо шахдаг. Энэ онцлогэсийн мембраны хамгийн чухал үүргүүдийн нэг хэсэг.
Натри, калийн ионуудын гадаргуугаас дотогшоо шилжих хандлага нь элсэн чихэр, амин хүчлийг эс рүү зөөвөрлөхөд ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг. Натрийн ионыг эсээс идэвхтэй зайлуулах явцад мембран нь глюкоз ба амин хүчлүүдийн шинэ урсгалыг бий болгодог. Эсрэгээрээ калийн ионыг эсэд шилжүүлэх явцад эсийн доторх задралын бүтээгдэхүүнийг гадаад орчинд "тээвэрлэгчдийн" тоо нэмэгддэг.
Эсийн мембранаар эс хэрхэн тэжээгддэг вэ?
Олон эсүүд фагоцитоз, пиноцитоз гэх мэт үйл явцаар бодисыг авдаг. Эхний хувилбарт баригдсан бөөмс байрладаг уян хатан гаднах мембранаар жижиг завсарлага үүсдэг. Дараа нь хүрээлэгдсэн бөөмс эсийн цитоплазм руу орох хүртэл завсарлагааны диаметр томорно. Фагоцитозоор дамжуулан зарим эгэл биетэн, тухайлбал амеба, түүнчлэн цусны эсүүд - лейкоцит ба фагоцитууд тэжээгддэг. Үүний нэгэн адил эсүүд шаардлагатай шингэнийг шингээдэг ашигтай материал. Энэ үзэгдлийг пиноцитоз гэж нэрлэдэг.
Гаднах мембран нь эсийн эндоплазмын тортой нягт холбоотой байдаг.
Олон төрлийн эд эсийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд мембраны гадаргуу дээр цухуйсан, атираа, микровилли байрладаг. Энэ бүрхүүлийн гадна талын ургамлын эсүүд нь өөр нэг эсээр хучигдсан, зузаан бөгөөд микроскопоор тодорхой харагддаг. Тэдний хийсэн эслэг нь мод гэх мэт ургамлын эд эсийг дэмжихэд тусалдаг. Амьтны эсүүд нь эсийн мембраны орой дээр байрладаг хэд хэдэн гадаад бүтэцтэй байдаг. Тэд зөвхөн өмсдөг хамгаалалтын шинж чанарҮүний нэг жишээ бол шавьжны эд эсэд агуулагдах хитин юм.
Эсийн мембранаас гадна эсийн доторх мембран байдаг. Үүний үүрэг нь эсийг хэд хэдэн тусгай хаалттай тасалгаанд хуваах явдал юм - тодорхой орчинг хадгалах ёстой тасалгаа эсвэл органелл.
Тиймээс амьд организмын үндсэн нэгжийн эсийн мембран гэх мэт бүрэлдэхүүн хэсгийн үүргийг хэт үнэлэх боломжгүй юм. Бүтэц, үйл ажиллагаа нь эсийн нийт гадаргуугийн талбайг мэдэгдэхүйц өргөжүүлэх, бодисын солилцооны үйл явцыг сайжруулах гэсэн үг юм. Энэ молекулын бүтэцуураг, липид орно. Эсийг гадаад орчноос тусгаарласнаар мембран нь түүний бүрэн бүтэн байдлыг хангадаг. Түүний тусламжтайгаар эс хоорондын холбоог хангалттай хүчтэй түвшинд байлгаж, эд эсийг үүсгэдэг. Үүнтэй холбогдуулан нэг нь гэж дүгнэж болно чухал үүрэг гүйцэтгэдэгэсийн мембран нь эсэд үүрэг гүйцэтгэдэг. Түүний гүйцэтгэсэн бүтэц, чиг үүрэг нь эрс өөр юм янз бүрийн эсүүд, тэдгээрийн зорилгоос хамааран. Эдгээр шинж чанаруудаар дамжуулан эсийн мембраны физиологийн янз бүрийн үйл ажиллагаа, тэдгээрийн эс, эд эсийн оршин тогтнох үүрэг гүйцэтгэдэг.
By функциональ шинж чанаруудЭсийн мембраныг гүйцэтгэдэг 9 функцийг хувааж болно.
Эсийн мембраны үйл ажиллагаа:
1. Тээвэрлэлт. Эсээс эс рүү бодисын тээвэрлэлтийг бий болгодог;
2. Хаалт. Энэ нь сонгомол нэвчилттэй, шаардлагатай бодисын солилцоог хангадаг;
3. Хүлээн авагч. Мембран дахь зарим уураг нь рецепторууд;
4. Механик. Эс болон түүний механик бүтцийн бие даасан байдлыг хангадаг;
5. Матриц. Матрицын уургийн оновчтой харилцан үйлчлэл, чиг баримжаа олгох;
6. Эрчим хүч. Мембран дахь энерги дамжуулах системүүд нь митохондри дахь эсийн амьсгалын үед ажилладаг;
7. Ферментийн. Мембран уураг нь заримдаа фермент юм. Жишээлбэл, гэдэсний эсийн мембран;
8. Тэмдэглэгээ. Мембран дээр эсийг тодорхойлох боломжтой эсрэгтөрөгч (гликопротейн) байдаг;
9. Үүсгэх. Биопотенциал үүсгэх, дамжуулах ажлыг гүйцэтгэдэг.
Амьтны эс эсвэл ургамлын эсийн бүтцийн жишээг ашиглан эсийн мембран ямар харагддагийг харж болно.
Зураг нь эсийн мембраны бүтцийг харуулж байна.
Эсийн мембраны бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд эсийн мембраны янз бүрийн уураг (бөмбөрцөг, захын, гадаргуу), түүнчлэн эсийн мембраны липидүүд (гликолипид, фосфолипид) орно. Нүүрс ус, холестерин, гликопротейн, уургийн альфа спираль нь мөн эсийн мембраны бүтцэд байдаг.
Эсийн мембраны найрлага
Эсийн мембраны үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь:
1. Уургууд - мембраны янз бүрийн шинж чанарыг хариуцдаг;
2. Липидүүд гурван төрөл(фосфолипид, гликолипид ба холестерин) нь мембраны хатуу байдлыг хариуцдаг.
Эсийн мембраны уураг:
1. Бөмбөрцөг хэлбэрийн уураг;
2. Гадаргуугийн уураг;
3. Захын уураг.
Эсийн мембраны үндсэн зорилго
Эсийн мембраны үндсэн зорилго:
1. Эс болон хүрээлэн буй орчны солилцоог зохицуулах;
2. Аливаа эсийн агуулгыг гадаад орчноос тусгаарлаж, улмаар түүний бүрэн бүтэн байдлыг хангах;
3. Эсийн доторх мембранууд нь эсийг тусгай хаалттай тасалгаанууд - органеллууд эсвэл хүрээлэн буй орчны тодорхой нөхцлийг хадгалдаг тасалгаанууд болгон хуваадаг.
Эсийн мембраны бүтэц
Эсийн мембраны бүтэц нь шингэн фосфолипидын матрицад ууссан бөмбөрцөг хэлбэрийн интеграл уургийн хоёр хэмжээст уусмал юм. Энэ загварМембраны бүтцийг 1972 онд Николсон, Сингер хоёр эрдэмтэн санал болгосон. Тиймээс мембраны үндэс нь молекулуудын эмх цэгцтэй зохион байгуулалттай бимолекул липидийн давхарга бөгөөд та үүнийг харж болно.
Бүх нийтийн биологийн мембраннийт 6 микрон зузаантай фосфолипидын молекулуудын давхар давхаргаас үүссэн. Энэ тохиолдолд фосфолипидын молекулуудын гидрофобик сүүл нь дотогшоо, бие биен рүүгээ, туйлын гидрофилик толгойнууд нь мембраны гадна талд, ус руу чиглэсэн байдаг. Липидүүд нь зайлшгүй шаардлагатай физик химийн шинж чанармембран, ялангуяа шингэн чанарбиеийн температурт. Энэхүү липидийн давхар давхаргад уураг агуулагддаг.
Тэдгээрийг хэд хэдэн хэсэгт хуваадаг интеграл(липидийн давхаргыг бүхэлд нь нэвчүүлэх), хагас интеграл(липидийн давхар давхаргын тэн хагас хүртэл нэвтрэн орох), эсвэл гадаргуу (липидийн давхаргын дотор ба гадна гадаргуу дээр байрладаг).
Үүний зэрэгцээ уургийн молекулууд нь липидийн давхар давхаргад мозайк хэлбэрээр байрладаг бөгөөд мембраны шингэнээс шалтгаалан мөсөн уул шиг "липидийн далайд" "сэлж" чаддаг. Тэдний үйл ажиллагааны дагуу эдгээр уураг байж болно бүтцийн(мембрангийн тодорхой бүтцийг хадгалах), рецептор(биологийн идэвхт бодисын рецептор үүсгэх), тээвэрлэлт(мембранаар дамжуулан бодисыг тээвэрлэх) ба ферментатив(тодорхой катализатор химийн урвал). Энэ нь одоогоор хамгийн алдартай нь юм шингэн мозайк загварБиологийн мембраныг 1972 онд Сингер, Никольсон нар санал болгосон.
Мембранууд нь эсэд хязгаарлах функцийг гүйцэтгэдэг. Тэд эсийг үйл явц, химийн урвалууд бие биенээсээ хамааралгүйгээр явагдах тасалгаанд хуваадаг. Жишээлбэл, ихэнх органик молекулуудыг задлах чадвартай лизосомын түрэмгий гидролитик ферментүүд нь цитоплазмын бусад хэсгээс мембранаар тусгаарлагддаг. Үүнийг устгасан тохиолдолд өөрөө хоол боловсруулах, эсийн үхэл үүсдэг.
Бүтцийн нийтлэг төлөвлөгөөтэй байх тул биологийн эсийн өөр өөр мембранууд нь тэдгээрийн бүрдүүлдэг бүтцийн үйл ажиллагаанаас хамааран химийн найрлага, зохион байгуулалт, шинж чанараараа ялгаатай байдаг.
Плазмын мембран, бүтэц, үүрэг.
Цитолемма нь эсийн гаднах хэсгийг хүрээлдэг биологийн мембран юм. Энэ бол хамгийн зузаан (10 нм) бөгөөд нарийн зохион байгуулалттай эсийн мембран юм. Энэ нь бүх нийтийн биологийн мембран дээр суурилдаг бөгөөд гадна талаас нь бүрхэгдсэн байдаг гликокаликс, мөн дотроос, цитоплазмын хажуу талаас, дэд мембран давхарга(Зураг 2-1B). Гликокаликс(3-4 нм зузаантай) нь мембраныг бүрдүүлдэг нарийн төвөгтэй уургууд - гликопротейн ба гликолипидүүдийн гаднах нүүрсустөрөгчийн хэсгүүдээр төлөөлдөг. Эдгээр нүүрс усны гинж нь эс хөрш зэргэлдээ эсүүд болон эс хоорондын бодисыг таньж, тэдэнтэй харьцдаг рецепторуудын үүргийг гүйцэтгэдэг. Энэ давхаргад функциональ хэсгүүд нь дээд мембраны бүсэд байрладаг гадаргуугийн болон хагас интеграл уургууд (жишээлбэл, иммуноглобулинууд) орно. Гликокаликс нь гистокомпатын рецептор, олон дааврын рецептор, нейротрансмиттер агуулдаг.
Дэд мембран, кортикал давхаргаэсийн эсийн араг ясны нэг хэсэг болох микротубул, микрофибрил, агшилтын микрофиламентуудаас бүрддэг. Дэд мембран давхарга нь эсийн хэлбэрийг хадгалж, уян хатан чанарыг бий болгож, эсийн гадаргуугийн өөрчлөлтийг хангадаг. Үүний улмаас эс нь эндо- ба экзоцитоз, шүүрэл, хөдөлгөөнд оролцдог.
Цитолемма биелдэг маш их функцууд:
1) хязгаарлах (цитолемма нь эсийг хүрээлэн буй орчноос тусгаарлаж, тусгаарлаж, гадаад орчинтой холболтыг баталгаажуулдаг);
2) бусад эсийг энэ эсээр таньж, тэдгээрт хавсаргах;
3) эс хоорондын бодисыг эс хүлээн зөвшөөрч, түүний элементүүдэд (мэс, суурийн мембран) бэхлэх;
4) цитоплазмд бодис, тоосонцорыг тээвэрлэх, гадагшлуулах;
5) тэдгээрийн гадаргуу дээр тусгай рецепторууд байдаг тул дохионы молекулууд (даавар, зуучлагч, цитокинууд) -тай харилцан үйлчлэх;
- цитолемма нь цитоскелетоны агшилтын элементүүдтэй холбогддог тул эсийн хөдөлгөөнийг (псевдоподи үүсэх) хангадаг.
Цитолемма нь олон тооны бодис агуулдаг рецепторууд, үүгээр дамжуулан биологийн идэвхт бодис ( лигандууд, дохионы молекулууд, анхны элчүүд: гормон, зуучлагч, өсөлтийн хүчин зүйл) эсэд үйлчилдэг. Рецепторууд нь цитолеммд суурилуулсан эсвэл эсийн дотор байрладаг, химийн болон физик шинж чанартай тодорхой дохиог хүлээн авах чиглэлээр мэргэшсэн генетикийн хувьд тодорхойлогдсон макромолекулын мэдрэгч (уураг, глико- ба липопротеид) юм. Биологийн идэвхт бодисууд нь рецептортой харьцахдаа эсэд биохимийн өөрчлөлтийг үүсгэдэг бөгөөд тодорхой физиологийн хариу урвал (эсийн үйл ажиллагааны өөрчлөлт) болж хувирдаг.
Бүх рецепторууд нь нийтлэг бүтцийн төлөвлөгөөтэй бөгөөд гурван хэсгээс бүрдэнэ: 1) бодис (лиганд) -тай харилцан үйлчилдэг дээд мембран; 2) дохионы дамжуулалтыг гүйцэтгэдэг дотоод мембран, 3) цитоплазмд дүрэгдсэн эсийн доторх.
Эс хоорондын контактуудын төрлүүд.
Цитолемма нь тусгай бүтэц үүсэхэд оролцдог. эс хоорондын холбоо, контактууд, энэ нь зэргэлдээх эсүүдийн хоорондын нягт харилцан үйлчлэлийг хангадаг. Ялгах энгийнболон цогцолборэс хоорондын холболтууд. AT энгийнЭс хоорондын уулзвар дээр эсийн цитолемма нь 15-20 нм зайд ойртож, тэдгээрийн гликокаликсийн молекулууд хоорондоо харилцан үйлчилдэг (Зураг 2-3). Заримдаа нэг эсийн цитолеммын цухуйсан хэсэг нь хөрш зэргэлдээх эсийн хотгор руу орж, шүдтэй, хуруу шиг холболт үүсгэдэг (холболт "түгжээ шиг").
ЦогцолборЭс хоорондын холболтууд нь хэд хэдэн төрөлтэй: түгжих, бэхлэхболон харилцаа холбоо(Зураг 2-3). руу түгжихнэгдлүүд орно нягт холбоо барихэсвэл блоклох бүс. Үүний зэрэгцээ хөрш зэргэлдээх эсийн гликокаликсийн салшгүй уургууд нь тэдгээрийн оройн хэсгүүдэд хөрш зэргэлдээх эпителийн эсийн периметрийн дагуу нэгэн төрлийн торон сүлжээ үүсгэдэг. Үүнээс болж эс хоорондын цоорхойг гадаад орчноос тусгаарлаж түгжигддэг (Зураг 2-3).
Цагаан будаа. 2-3. янз бүрийн төрөлэс хоорондын холболтууд.
- Энгийн холболт.
- Хатуу холболт.
- Наалдамхай тууз.
- Десмосом.
- Гемидесмосом.
- Ховилтой (харилцаа холбоо) холболт.
- Микровилли.
(Ю. И. Афанасьев, Н. А. Юрина нарын хэлснээр).
руу холбох, бэхэлгээний нэгдлүүд орно цавуу бүсболон десмосомууд. Наалдамхай туузнэг давхаргат хучуур эдийн эсийн оройн хэсгүүдийн эргэн тойронд байрладаг. Энэ бүсэд хөрш зэргэлдээх эсийн салшгүй гликокаликс гликопротейнууд хоорондоо харилцан үйлчлэлцдэг ба дэд мембраны уурагууд, түүний дотор актин микрофиламентуудын багцууд цитоплазмаас ойртож ирдэг. Десмосом (наалдсан хэсгүүд)– 0.5 мкм хэмжээтэй хосолсон бүтэц. Тэдгээрийн дотор хөрш зэргэлдээх эсийн цитолеммын гликопротейнууд хоорондоо нягт харилцан үйлчлэлцдэг бөгөөд эдгээр хэсгүүдийн эсийн талаас эсийн цитоскелетоны завсрын утаснуудын багцыг цитолемма руу нэхдэг (Зураг 2-3).
руу харилцаа холбооны холболтуудлавлах завсрын уулзвар (холбоо) ба синапс. Nexuses 0.5-3 микрон хэмжээтэй байна. Тэдгээрийн дотор хөрш зэргэлдээх эсийн цитолемма нь 2-3 нм хүртэл нийлж, олон тооны ионы сувагтай байдаг. Тэдгээрээр дамжуулан ионууд нэг эсээс нөгөөд шилжиж, жишээлбэл, миокардийн эсүүдийн хооронд өдөөлтийг дамжуулдаг. синапсуудонцлог мэдрэлийн эдмэдрэлийн эсүүдийн хооронд, түүнчлэн мэдрэлийн болон эффектор эсүүдийн (булчин, булчирхай) хооронд байрладаг. Тэд синапсийн хагаралтай бөгөөд мэдрэлийн импульс синапсийн өмнөх хэсгээс дамжих үед мэдрэлийн импульсийг өөр эс рүү дамжуулдаг нейротрансмиттер ялгардаг (дэлгэрэнгүй мэдээллийг "Мэдрэлийн эд" бүлгээс үзнэ үү).
