Orasida Hujayra membranasining asosiy funktsiyalarini to'siq, transport, fermentativ va retseptor sifatida ajratish mumkin.. Hujayra (biologik) membrana (aka plazmalemma, plazmatik yoki sitoplazmatik membrana) hujayra tarkibini yoki uning organellalarini atrof-muhitdan himoya qiladi, moddalar, fermentlar, shuningdek, turli xil moddalarni "ushlay" oladigan molekulalar uchun selektiv o'tkazuvchanlikni ta'minlaydi. kimyoviy va fizik signallar.

Ushbu funksionallik hujayra membranasining maxsus tuzilishi bilan ta'minlanadi.

Erdagi hayot evolyutsiyasida, umuman hujayra faqat ichki tarkibni ajratib turadigan va barqarorlashtiradigan, uning parchalanishiga yo'l qo'ymaydigan membrana paydo bo'lgandan keyin paydo bo'lishi mumkin edi.

Gomeostazni saqlash nuqtai nazaridan (ichki muhitning nisbiy doimiyligini o'z-o'zini boshqarish) hujayra membranasining to'siq funktsiyasi transport bilan chambarchas bog'liq.

Kichik molekulalar plazmalemmadan hech qanday "yordamchilarsiz" kontsentratsiya gradienti bo'ylab, ya'ni berilgan moddaning yuqori konsentratsiyasi bo'lgan hududdan past konsentratsiyali hududga o'tishga qodir. Bu, masalan, nafas olishda ishtirok etuvchi gazlar uchun. Kislorod va karbonat angidrid hujayra membranasi orqali ularning konsentratsiyasi hozirgi vaqtda pastroq bo'lgan yo'nalishda tarqaladi.

Membrana asosan hidrofobik bo'lganligi sababli (qo'sh lipid qatlami tufayli), qutbli (gidrofil) molekulalar, hatto kichiklari ham ko'pincha u orqali o'tolmaydi. Shuning uchun bir qator membrana oqsillari bunday molekulalarning tashuvchisi bo'lib, ular bilan bog'lanadi va ularni plazmalemma orqali tashiydi.

Integral (membranadan o'tuvchi) oqsillar ko'pincha kanallarni ochish va yopish printsipi asosida ishlaydi. Molekula bunday oqsilga yaqinlashganda, u bilan bog'lanadi va kanal ochiladi. Bu yoki boshqa modda oqsil kanalidan o'tadi, shundan so'ng uning konformatsiyasi o'zgaradi va kanal bu modda uchun yopiladi, lekin boshqasining o'tishi uchun ochilishi mumkin. Natriy-kaliy nasosi ushbu printsip bo'yicha ishlaydi, kaliy ionlarini hujayra ichiga yuboradi va undan natriy ionlarini chiqaradi.

Hujayra membranasining fermentativ funktsiyasi ko'proq darajada hujayra organellalarining membranalarida amalga oshiriladi. Hujayrada sintezlangan oqsillarning aksariyati fermentativ funktsiyani bajaradi. Muayyan tartibda membranaga o'tirib, bitta ferment oqsili tomonidan katalizlangan reaktsiya mahsuloti ikkinchisiga o'tganda ular konveyerni tashkil qiladi. Bunday "quvur liniyasi" plazmalemmaning sirt oqsillarini barqarorlashtiradi.

Barcha biologik membranalar tuzilishining universalligiga qaramay (ular bitta printsip bo'yicha qurilgan, ular barcha organizmlarda va turli membrana hujayralari tuzilmalarida deyarli bir xil), ularning kimyoviy tarkibi hali ham farq qilishi mumkin. Ko'proq suyuq va qattiqroq, ba'zilarida ma'lum oqsillar ko'proq, boshqalari kamroq. Bundan tashqari, bir xil membrananing turli tomonlari (ichki va tashqi) ham farqlanadi.

Hujayrani (sitoplazmatik) tashqi tomondan o'rab turgan membranada lipidlar yoki oqsillar bilan biriktirilgan ko'plab uglevod zanjirlari mavjud (natijada glikolipidlar va glikoproteinlar hosil bo'ladi). Ushbu uglevodlarning ko'pchiligi retseptorlari funktsiyasi, Ba'zi gormonlarga sezgir bo'lish, atrof-muhitdagi fizik va kimyoviy ko'rsatkichlardagi o'zgarishlarni ushlab turish.

Agar, masalan, gormon o'zining hujayra retseptorlari bilan bog'langan bo'lsa, u holda retseptor molekulasining uglevod qismi uning tuzilishini o'zgartiradi, so'ngra membranaga kirib boradigan bog'langan oqsil qismining tuzilishi o'zgaradi. Keyingi bosqichda hujayrada turli xil biokimyoviy reaktsiyalar boshlanadi yoki to'xtatiladi, ya'ni uning metabolizmi o'zgaradi va "tirnash xususiyati beruvchi" ga hujayra javobi boshlanadi.

Hujayra membranasining sanab o'tilgan to'rtta funktsiyasidan tashqari, boshqalar ajralib turadi: matritsa, energiya, markirovka, hujayralararo kontaktlarning shakllanishi va boshqalar. Biroq, ular allaqachon ko'rib chiqilganlarning "subfunktsiyalari" sifatida qaralishi mumkin.

Tirik hujayralardagi elektr potentsiallarning mavjudligini ta'minlovchi jarayonlarni tushunish uchun birinchi navbatda hujayra membranasining tuzilishi va uning xususiyatlarini tushunish kerak.

Hozirgi vaqtda 1972 yilda S. Singer va G. Nikolson tomonidan taklif qilingan membrananing suyuq-mozaik modeli eng katta e'tirofga sazovor bo'lmoqda.Membrananing asosini ikki qavatli fosfolipidlar (ikki qavat), molekulaning hidrofobik bo'laklari tashkil etadi. ularning membrana qalinligida botiriladi va qutbli hidrofilik guruhlari tashqariga yo'naltirilgan, o'sha. atrofdagi suv muhitiga (2.9-rasm).

Membran oqsillari membrana yuzasida lokalizatsiya qilinadi yoki hidrofobik zonada turli xil chuqurliklarga joylashtirilishi mumkin. Ba'zi oqsillar membrana orqali kirib boradi va hujayra membranasining har ikki tomonida bir xil oqsilning turli xil gidrofil guruhlari mavjud. Plazma membranasida joylashgan oqsillar juda muhim rol o'ynaydi: ular ion kanallarini shakllantirishda ishtirok etadilar, membrana nasoslari va turli moddalarni tashuvchilar rolini o'ynaydilar, shuningdek, retseptor funktsiyasini ham bajarishlari mumkin.

Hujayra membranasining asosiy funktsiyalari: to'siq, transport, tartibga solish, katalitik.

To'siq funktsiyasi - suvda eruvchan birikmalarning membrana orqali tarqalishini cheklash, bu hujayralarni begona, zaharli moddalardan himoya qilish va hujayralar ichidagi turli moddalarning nisbatan doimiy tarkibini saqlash uchun zarurdir. Demak, hujayra membranasi turli moddalarning tarqalishini 100 000-10 000 000 marta sekinlashtirishi mumkin.

Guruch. 2.9.

Lipid ikki qavatiga joylashtirilgan globulyar integral oqsillar ko'rsatilgan. Ba'zi oqsillar ion kanallari, boshqalari (glikoproteinlar) oligosakkarid yon zanjirlarini o'z ichiga oladi va hujayralararo to'qimalarni bir-birini tanib olishda ishtirok etadi. Xolesterin molekulalari fosfolipid boshlariga yaqin joylashgan va "dumlar" ning qo'shni joylarini mahkamlaydi. Fosfolipid molekulasi dumlarining ichki hududlari ularning harakatida cheklanmagan va membrananing suyuqligi uchun javobgardir (Bretscher, 1985).

Membranada ionlar o'tadigan kanallar mavjud. Kanallar potentsialga bog'liq va potentsialdan mustaqil. Potentsial himoyalangan kanallar potentsial farq o'zgarganda ochiladi va potentsialdan mustaqil(gormon bilan tartibga solinadigan) retseptorlarning moddalar bilan o'zaro ta'sirida ochiladi. Darvozalar tufayli kanallarni ochish yoki yopish mumkin. Membranaga ikki turdagi eshiklar o'rnatilgan: faollashtirish(kanalning chuqurligida) va inaktivatsiya(kanal yuzasida). Darvoza uchta holatdan birida bo'lishi mumkin:

• ochiq holat (har ikki turdagi darvoza ochiq);
• yopiq holat (faollashtirish eshigi yopiq);
• inaktivatsiya holati (inaktivatsiya eshiklari yopiq). Membrananing yana bir xarakterli xususiyati noorganik ionlarni, ozuqa moddalarini va turli metabolik mahsulotlarni tanlab o'tkazish qobiliyatidir. Moddalarni passiv va faol o'tkazish (tashish) tizimlari mavjud. Passiv tashish tashuvchi oqsillar yordamida yoki ularsiz ion kanallari orqali amalga oshiriladi va uning harakatlantiruvchi kuchi hujayra ichidagi va hujayradan tashqari bo'shliqlar orasidagi ionlarning elektrokimyoviy potentsiallaridagi farqdir. Ion kanallarining selektivligi uning geometrik parametrlari va kanal devorlari va og'zini qoplaydigan guruhlarning kimyoviy tabiati bilan belgilanadi.

Hozirgi vaqtda Na + , K + , Ca 2+ ionlari, shuningdek suv uchun (akvaporinlar deb ataladigan) selektiv o'tkazuvchanlikka ega kanallar eng yaxshi o'rganilgan. Ion kanallarining diametri, turli tadqiqotlarga ko'ra, 0,5-0,7 nm. Kanallarning o'tkazuvchanligini o'zgartirish mumkin, bir ion kanali orqali soniyada 10 7 - 10 8 ion o'tishi mumkin.

Faol transport energiya sarfi bilan sodir bo'ladi va ion nasoslari tomonidan amalga oshiriladi. Ion nasoslari - bu membranaga o'rnatilgan va ionlarni yuqori elektrokimyoviy potentsialga o'tkazishni amalga oshiradigan molekulyar oqsil tuzilmalari.

Nasoslarning ishlashi ATP gidrolizining energiyasi hisobiga amalga oshiriladi. Na + /K + - ATPazalar, Ca 2+ - ATPazalar, H + - ATPazalar, H + /K + - ATPazalar, Mg 2+ - ATPazlar mos ravishda Na + , K + , Ca ionlarining harakatini ta'minlaydi. yaxshi o'rganilgan.2+, H +, Mg 2+ ajratilgan yoki konjugatsiyalangan (Na + va K +; H + va K +). Faol transportning molekulyar mexanizmi to'liq aniqlanmagan.

hujayra membranasi plazma (yoki sitoplazmatik) membrana va plazmalemma deb ham ataladi. Bu struktura hujayraning ichki tarkibini tashqi muhitdan ajratibgina qolmay, balki hujayraning aksariyat organellalari va yadrosi tarkibiga kiradi, o'z navbatida ularni sitoplazmaning yopishqoq-suyuq qismi bo'lgan gialoplazmadan (sitozol) ajratib turadi. Qo'ng'iroq qilishga rozi bo'laylik sitoplazmatik membrana hujayra tarkibini tashqi muhitdan ajratib turadigan biri. Qolgan atamalar barcha membranalarga tegishli.

Hujayra membranasining tuzilishi

Hujayra (biologik) membrana tuzilishining asosini ikki qavatli lipidlar (yog'lar) tashkil etadi. Bunday qatlamning shakllanishi ularning molekulalarining xususiyatlari bilan bog'liq. Lipidlar suvda erimaydi, balki suvda o'ziga xos tarzda kondensatsiyalanadi. Bitta lipid molekulasining bir qismi qutbli bosh (u suv bilan tortiladi, ya'ni gidrofil), ikkinchisi esa bir juft uzun qutbsiz dumlardir (molekulaning bu qismi suv bilan qaytariladi, ya'ni hidrofobik). . Molekulalarning bunday tuzilishi ularni dumlarini suvdan “yashirish”ga va qutb boshlarini suv tomon burishga majbur qiladi.

Natijada, qutbsiz dumlar ichkarida (bir-biriga qaragan), qutb boshlari esa tashqariga (tashqi muhit va sitoplazmaga) qaragan lipid ikki qavat hosil bo'ladi. Bunday membrananing yuzasi hidrofilik, lekin uning ichida hidrofobikdir.

Hujayra membranalarida lipidlar orasida fosfolipidlar ustunlik qiladi (ular murakkab lipidlardir). Ularning boshlarida fosfor kislotasi qoldig'i mavjud. Fosfolipidlardan tashqari, glikolipidlar (lipidlar + uglevodlar) va xolesterin (sterollarga tegishli) mavjud. Ikkinchisi qolgan lipidlarning dumlari orasidagi qalinligida joylashgan (xolesterin butunlay hidrofobik) membranaga qattiqlikni beradi.

Elektrostatik o'zaro ta'sir tufayli lipidlarning zaryadlangan boshlariga ma'lum oqsil molekulalari biriktirilib, ular sirt membranasi oqsillariga aylanadi. Boshqa oqsillar qutbsiz dumlar bilan o'zaro ta'sir qiladi, qisman ikki qatlamga botadi yoki unga va orqali kiradi.

Shunday qilib, hujayra membranasi ikki qavatli lipidlar, sirt (periferik), suvga cho'mgan (yarim integral) va penetratsion (integral) oqsillardan iborat. Bundan tashqari, membrananing tashqi qismidagi ba'zi oqsillar va lipidlar uglevod zanjirlari bilan bog'liq.

Bu membrana tuzilishining suyuq mozaik modeli XX asrning 70-yillarida ilgari surilgan. Bungacha strukturaning sendvich modeli qabul qilingan bo'lib, unga ko'ra lipid ikki qavati ichkarida joylashgan bo'lib, membrananing ichki va tashqarisida uzluksiz sirt oqsillari qatlamlari bilan qoplangan. Biroq, eksperimental ma'lumotlarning to'planishi bu farazni rad etdi.

Turli hujayralardagi membranalarning qalinligi taxminan 8 nm. Membranalar (hatto birining turli tomonlari ham) har xil turdagi lipidlar, oqsillar, fermentativ faollik va boshqalarning foiz nisbatida bir-biridan farq qiladi.Ba'zi membranalar suyuqroq va o'tkazuvchanroq, boshqalari esa zichroqdir.

Lipid ikki qavatining fizik-kimyoviy xususiyatlari tufayli hujayra membranasidagi tanaffuslar osongina birlashadi. Membrananing tekisligida lipidlar va oqsillar (agar ular sitoskeleton tomonidan mahkamlanmagan bo'lsa) harakatlanadi.

Hujayra membranasining funktsiyalari

Hujayra membranasiga botirilgan oqsillarning aksariyati fermentativ funktsiyani bajaradi (ular fermentlardir). Ko'pincha (ayniqsa, hujayra organellalari membranalarida) fermentlar ma'lum bir ketma-ketlikda shunday joylashadilarki, bitta ferment tomonidan katalizlangan reaktsiya mahsulotlari ikkinchisiga, keyin uchinchisiga va hokazolarga o'tadi.Yuza oqsillarini barqarorlashtiruvchi konveyer hosil bo'ladi, chunki ular fermentlarning lipid ikki qavati bo'ylab suzishiga imkon beradi.

Hujayra membranasi atrof-muhitdan chegaralovchi (to'siq) va bir vaqtning o'zida transport funktsiyasini bajaradi. Aytish mumkinki, bu uning eng muhim maqsadi. Sitoplazmatik membrana kuchli va selektiv o'tkazuvchanlikka ega bo'lib, hujayraning ichki tarkibining doimiyligini (uning gomeostazi va yaxlitligini) saqlaydi.

Bunda moddalarni tashish turli yo'llar bilan sodir bo'ladi. Konsentratsiya gradienti bo'ylab tashish moddalarning yuqori konsentratsiyali hududdan pastroq bo'lgan hududga (diffuziya) harakatlanishini o'z ichiga oladi. Masalan, gazlar tarqaladi (CO 2, O 2).

Konsentratsiya gradientiga qarshi transport ham mavjud, ammo energiya sarfi bilan.

Transport passiv va engil (ba'zi bir tashuvchi unga yordam berganda). Yog'da eriydigan moddalar uchun hujayra membranasi bo'ylab passiv diffuziya mumkin.

Membranalarni shakar va boshqa suvda eriydigan moddalarni o'tkazadigan maxsus oqsillar mavjud. Ushbu tashuvchilar tashilgan molekulalarga bog'lanadi va ularni membrana bo'ylab tortadi. Shunday qilib, glyukoza qizil qon tanachalariga o'tadi.

Yonuvchan oqsillar birlashganda, membrana orqali ma'lum moddalarning harakatlanishi uchun teshik hosil qilishi mumkin. Bunday tashuvchilar harakat qilmaydi, balki membranada kanal hosil qiladi va fermentlar kabi ishlaydi, ma'lum bir moddani bog'laydi. O'tkazish oqsilning konformatsiyasining o'zgarishi tufayli amalga oshiriladi, buning natijasida membranada kanallar hosil bo'ladi. Misol tariqasida natriy-kaliy nasosini keltirish mumkin.

Eukaryotik hujayra membranasining transport funktsiyasi ham endositoz (va ekzotsitoz) orqali amalga oshiriladi. Ushbu mexanizmlar tufayli biopolimerlarning katta molekulalari, hatto butun hujayralar ham hujayra ichiga kiradi (va undan tashqarida). Endo- va ekzotsitoz barcha eukaryotik hujayralarga xos emas (prokariotlarda u umuman yo'q). Demak, endotsitoz oddiy va pastki umurtqasizlarda kuzatiladi; sutemizuvchilarda leykotsitlar va makrofaglar zararli moddalar va bakteriyalarni o'zlashtiradi, ya'ni endositoz organizm uchun himoya funktsiyasini bajaradi.

Endositoz ga bo'linadi fagotsitoz(sitoplazma katta zarrachalarni o'rab oladi) va pinotsitoz(suyuq tomchilarni unda erigan moddalar bilan ushlash). Ushbu jarayonlarning mexanizmi taxminan bir xil. Hujayra yuzasida so'rilgan moddalar membrana bilan o'ralgan. Vesikula (fagotsitar yoki pinotsitar) hosil bo'lib, keyin hujayra ichiga o'tadi.

Ekzotsitoz - sitoplazmatik membrana orqali hujayradan moddalarning (gormonlar, polisaxaridlar, oqsillar, yog'lar va boshqalar) chiqarilishi. Ushbu moddalar hujayra membranasiga mos keladigan membrana pufakchalari bilan o'ralgan. Ikkala membrana ham birlashadi va tarkibi hujayradan tashqarida bo'ladi.

Sitoplazmatik membrana retseptor vazifasini bajaradi. Buning uchun uning tashqi tomonida kimyoviy yoki jismoniy stimulni taniy oladigan tuzilmalar mavjud. Plazmalemmaga o'tadigan oqsillarning bir qismi tashqi tomondan polisaxarid zanjirlari bilan bog'lanadi (glikoproteinlar hosil qiladi). Bu gormonlarni ushlaydigan o'ziga xos molekulyar retseptorlar. Muayyan gormon o'z retseptoriga bog'langanda uning tuzilishini o'zgartiradi. Bu, o'z navbatida, hujayra javob mexanizmini ishga tushiradi. Shu bilan birga, kanallar ochilishi mumkin va ma'lum moddalar hujayraga kira boshlaydi yoki undan chiqariladi.

Hujayra membranalarining retseptorlari funktsiyasi insulin gormoni ta'siriga asoslangan holda yaxshi o'rganilgan. Insulin o'zining glikoprotein retseptorlari bilan bog'langanda, bu oqsilning katalitik hujayra ichidagi qismi (adenilatsiklaza fermenti) faollashadi. Ferment siklik AMP ni ATP dan sintez qiladi. U allaqachon hujayra metabolizmining turli fermentlarini faollashtiradi yoki inhibe qiladi.

Sitoplazmatik membrananing retseptorlari funktsiyasi bir xil turdagi qo'shni hujayralarni tan olishni ham o'z ichiga oladi. Bunday hujayralar bir-biriga turli hujayralararo kontaktlar orqali biriktirilgan.

To'qimalarda hujayralararo aloqalar yordamida hujayralar maxsus sintez qilingan past molekulyar og'irlikdagi moddalar yordamida bir-biri bilan ma'lumot almashishi mumkin. Bunday o'zaro ta'sirning bir misoli bo'sh joy egallanganligi haqidagi ma'lumotni olgandan keyin hujayralar o'sishni to'xtatganda, kontaktni inhibe qilishdir.

Hujayralararo kontaktlar oddiy (turli hujayralar membranalari bir-biriga tutashgan), qulflash (bir hujayra membranasining boshqasiga kirishi), desmosomalar (membranalar sitoplazmaga kirib boradigan ko'ndalang tolalar to'plamlari bilan bog'langanda). Bundan tashqari, mediatorlar (vositachilar) - sinapslar tufayli hujayralararo kontaktlarning bir varianti mavjud. Ularda signal nafaqat kimyoviy, balki elektr orqali ham uzatiladi. Sinapslar nerv hujayralari o'rtasida, shuningdek, asabdan mushakka signallarni uzatadi.

Tirik organizmning asosiy tuzilish birligi hujayra bo'lib, u hujayra membranasi bilan o'ralgan sitoplazmaning differentsiatsiyalangan qismidir. Hujayra ko'payish, oziqlanish, harakatlanish kabi ko'plab muhim funktsiyalarni bajarishini hisobga olgan holda, qobiq plastik va zich bo'lishi kerak.

Hujayra membranasini kashf qilish va tadqiq qilish tarixi

1925 yilda Grendel va Gorder eritrotsitlar yoki bo'sh qobiqlarning "soyasini" aniqlash uchun muvaffaqiyatli tajriba o'tkazdilar. Bir nechta qo'pol xatolarga qaramay, olimlar lipid ikki qavatini kashf qilishdi. Ularning ishini 1935 yilda Danielli, Douson, 1960 yilda Robertson davom ettirdilar. Ko'p yillik mehnat va dalillarni to'plash natijasida 1972 yilda Singer va Nikolson membrana tuzilishining suyuq mozaik modelini yaratdilar. Keyingi tajribalar va tadqiqotlar olimlarning ishlarini tasdiqladi.

Ma'nosi

Hujayra membranasi nima? Bu so'z yuz yildan ko'proq vaqt oldin qo'llanila boshlandi, lotin tilidan tarjima qilinganda "plyonka", "teri" degan ma'noni anglatadi. Shunday qilib, ichki tarkib va ​​tashqi muhit o'rtasidagi tabiiy to'siq bo'lgan hujayraning chegarasini belgilang. Hujayra membranasining tuzilishi yarim o'tkazuvchanlikni ko'rsatadi, buning natijasida namlik va ozuqa moddalari va parchalanish mahsulotlari undan erkin o'tishi mumkin. Ushbu qobiqni hujayrani tashkil qilishning asosiy tarkibiy qismi deb atash mumkin.

Hujayra membranasining asosiy funktsiyalarini ko'rib chiqing

1. Hujayraning ichki tarkibini va tashqi muhitning tarkibiy qismlarini ajratadi.

2. Hujayraning doimiy kimyoviy tarkibini saqlashga yordam beradi.

3. To'g'ri metabolizmni tartibga soladi.

4. Hujayralar orasidagi o'zaro bog'lanishni ta'minlaydi.

5. Signallarni taniydi.

6. Himoya funksiyasi.

"Plazma qobig'i"

Plazma membranasi deb ham ataladigan tashqi hujayra membranasi qalinligi besh-etti nanometr bo'lgan ultramikroskopik plyonkadir. U asosan oqsil birikmalari, fosfolid, suvdan iborat. Film elastik, suvni osongina emiradi, shuningdek shikastlangandan keyin uning yaxlitligini tezda tiklaydi.

Universal tuzilishda farqlanadi. Bu membrana chegaraviy pozitsiyani egallaydi, selektiv o'tkazuvchanlik, parchalanish mahsulotlarini chiqarish jarayonida ishtirok etadi, ularni sintez qiladi. "Qo'shnilar" bilan munosabatlar va ichki tarkibni shikastlanishdan ishonchli himoya qilish uni hujayraning tuzilishi kabi muhim tarkibiy qismga aylantiradi. Hayvon organizmlarining hujayra membranasi ba'zan eng yupqa qatlam - oqsillar va polisaxaridlarni o'z ichiga olgan glikokaliks bilan qoplangan bo'lib chiqadi. Membrananing tashqarisidagi o'simlik hujayralari qo'llab-quvvatlovchi va shaklni saqlaydigan hujayra devori bilan himoyalangan. Uning tarkibining asosiy komponenti tola (tsellyuloza) - suvda erimaydigan polisakkariddir.

Shunday qilib, tashqi hujayra membranasi ta'mirlash, himoya qilish va boshqa hujayralar bilan o'zaro ta'sir qilish funktsiyasini bajaradi.

Hujayra membranasining tuzilishi

Ushbu harakatlanuvchi qobiqning qalinligi olti dan o'n nanometrgacha o'zgarib turadi. Hujayraning hujayra membranasi maxsus tarkibga ega bo'lib, uning asosini ikki qatlamli lipid tashkil qiladi. Suvga inert bo'lgan hidrofobik dumlar ichkarida joylashgan bo'lsa, suv bilan o'zaro ta'sir qiluvchi gidrofil boshlar esa tashqariga buriladi. Har bir lipid fosfolipid bo'lib, glitserin va sfingozin kabi moddalarning o'zaro ta'siri natijasidir. Lipid iskala oqsillar bilan yaqindan o'ralgan bo'lib, ular doimiy bo'lmagan qatlamda joylashgan. Ulardan ba'zilari lipid qatlamiga botiriladi, qolganlari u orqali o'tadi. Natijada suv o'tkazadigan joylar hosil bo'ladi. Bu oqsillar bajaradigan vazifalar har xil. Ularning ba'zilari fermentlar, qolganlari tashqi muhitdan sitoplazmaga va aksincha turli moddalarni olib o'tadigan transport oqsillari.

Hujayra membranasi integral oqsillar orqali o'tadi va ular bilan chambarchas bog'lanadi, periferiklar bilan aloqa kamroq kuchli. Bu oqsillar muhim vazifani bajaradi, ya'ni membrananing tuzilishini saqlash, atrof-muhitdan signallarni qabul qilish va aylantirish, moddalarni tashish, membranalarda sodir bo'ladigan reaktsiyalarni katalizlash.

Murakkab

Hujayra membranasining asosini bimolekulyar qatlam tashkil qiladi. Uning uzluksizligi tufayli hujayra to'siq va mexanik xususiyatlarga ega. Hayotning turli bosqichlarida bu ikki qatlam buzilishi mumkin. Natijada, gidrofil teshiklarning strukturaviy nuqsonlari hosil bo'ladi. Bunday holda, hujayra membranasi kabi komponentning mutlaqo barcha funktsiyalari o'zgarishi mumkin. Bunday holda, yadro tashqi ta'sirlardan aziyat chekishi mumkin.

Xususiyatlari

Hujayraning hujayra membranasi qiziqarli xususiyatlarga ega. O'zining suyuqligi tufayli bu qobiq qattiq struktura emas va uning tarkibini tashkil etuvchi oqsillar va lipidlarning asosiy qismi membrana tekisligida erkin harakatlanadi.

Umuman olganda, hujayra membranasi assimetrikdir, shuning uchun oqsil va lipid qatlamlarining tarkibi har xil. Hayvon hujayralarining plazma membranalari tashqi tomonida retseptor va signal funktsiyalarini bajaradigan glikoprotein qatlamiga ega, shuningdek hujayralarni to'qimalarga birlashtirish jarayonida muhim rol o'ynaydi. Hujayra membranasi qutbli, ya'ni tashqi zaryadi musbat, ichki qismi esa manfiy. Yuqorida aytilganlarning barchasiga qo'shimcha ravishda, hujayra membranasi selektiv tushunchaga ega.

Bu shuni anglatadiki, hujayra ichiga suvdan tashqari faqat ma'lum bir guruh molekulalar va erigan moddalar ionlari kiradi. Ko'pgina hujayralardagi natriy kabi moddaning konsentratsiyasi tashqi muhitga qaraganda ancha past. Kaliy ionlari uchun boshqa nisbat xarakterlidir: ularning hujayradagi soni atrof-muhitga qaraganda ancha yuqori. Shu munosabat bilan, natriy ionlari hujayra membranasiga kirib borishga moyil bo'lib, kaliy ionlari esa tashqariga chiqariladi. Bunday sharoitda membrana moddalar kontsentratsiyasini tekislaydigan "nasos" rolini bajaradigan maxsus tizimni faollashtiradi: natriy ionlari hujayra yuzasiga, kaliy ionlari esa ichkariga pompalanadi. Bu xususiyat hujayra membranasining eng muhim funktsiyalariga kiradi.

Natriy va kaliy ionlarining sirtdan ichkariga qarab harakatlanish tendentsiyasi shakar va aminokislotalarni hujayra ichiga tashishda katta rol o'ynaydi. Natriy ionlarini hujayradan faol ravishda olib tashlash jarayonida membrana ichidagi glyukoza va aminokislotalarning yangi oqimi uchun sharoit yaratadi. Aksincha, kaliy ionlarini hujayra ichiga o'tkazish jarayonida hujayra ichidagi parchalanish mahsulotlarini tashqi muhitga "tashuvchilar" soni to'ldiriladi.

Hujayra hujayra membranasi orqali qanday oziqlanadi?

Ko'pgina hujayralar moddalarni fagotsitoz va pinotsitoz kabi jarayonlar orqali oladi. Birinchi variantda, ushlangan zarracha joylashgan egiluvchan tashqi membrana tomonidan kichik chuqurchaga hosil bo'ladi. Keyin chuqurchaning diametri o'ralgan zarracha hujayra sitoplazmasiga kirgunga qadar kattalashadi. Fagotsitoz orqali ba'zi protozoalar, masalan, amyoba, shuningdek, qon hujayralari - leykotsitlar va fagotsitlar oziqlanadi. Xuddi shunday, hujayralar kerakli oziq moddalarni o'z ichiga olgan suyuqlikni o'zlashtiradi. Ushbu hodisa pinotsitoz deb ataladi.

Tashqi membrana hujayraning endoplazmatik retikulumi bilan chambarchas bog'langan.

Ko'p turdagi asosiy to'qimalar komponentlarida membrana yuzasida o'simtalar, burmalar va mikrovillilar joylashgan. Ushbu qobiqning tashqi tomonidagi o'simlik hujayralari boshqasi bilan qoplangan, qalin va mikroskopda aniq ko'rinadi. Ulardan tayyorlangan tolalar yog'och kabi o'simlik to'qimalarini qo'llab-quvvatlashga yordam beradi. Hayvon hujayralarida hujayra membranasining tepasida joylashgan bir qator tashqi tuzilmalar ham mavjud. Ular faqat himoya xususiyatiga ega, bunga hasharotlarning integumental hujayralari tarkibidagi xitin misol bo'la oladi.

Hujayra membranasidan tashqari hujayra ichidagi membrana ham mavjud. Uning vazifasi hujayrani bir nechta maxsus yopiq bo'linmalarga bo'lishdir - ma'lum bir muhit saqlanishi kerak bo'lgan bo'limlar yoki organellalar.

Shunday qilib, tirik organizmning asosiy birligining hujayra membranasi kabi komponentining rolini ortiqcha baholash mumkin emas. Tuzilishi va funktsiyalari hujayra yuzasining umumiy maydonini sezilarli darajada kengaytirishni, metabolik jarayonlarni yaxshilashni nazarda tutadi. Ushbu molekulyar tuzilish oqsillar va lipidlardan iborat. Hujayrani tashqi muhitdan ajratib, membrana uning yaxlitligini ta'minlaydi. Uning yordami bilan hujayralararo aloqalar to'qimalarni hosil qilib, etarlicha kuchli darajada saqlanadi. Shu munosabat bilan, hujayradagi eng muhim rollardan biri hujayra membranasi tomonidan o'ynaydi, degan xulosaga kelishimiz mumkin. Uning bajaradigan tuzilishi va vazifalari turli hujayralarda, ularning maqsadiga qarab, tubdan farq qiladi. Bu xususiyatlar orqali hujayra membranalarining turli xil fiziologik faolligi va ularning hujayra va to'qimalar mavjudligidagi roliga erishiladi.

biologik membranalar.
"Membrana" atamasi (lot. membrana - teri, plyonka) 100 yildan ko'proq vaqt oldin hujayra chegarasiga ishora qilish uchun qo'llanila boshlandi, bir tomondan hujayra tarkibi va tashqi muhit o'rtasida to'siq bo'lib xizmat qiladi. , va boshqa tomondan, suv va ba'zi moddalar o'tishi mumkin bo'lgan yarim o'tkazuvchan qism sifatida. Biroq, membrananing funktsiyalari tugamaydi, chunki biologik membranalar hujayraning strukturaviy tashkil etilishining asosini tashkil qiladi.
Membrananing tuzilishi. Ushbu modelga ko'ra, asosiy membrana lipid ikki qavatli bo'lib, unda molekulalarning hidrofobik dumlari ichkariga, gidrofil boshlari esa tashqariga buriladi. Lipidlar fosfolipidlar - glitserin yoki sfingozin hosilalari bilan ifodalanadi. Proteinlar lipid qatlamiga biriktirilgan. Integral (transmembran) oqsillar membrana orqali kirib, u bilan mustahkam bog'langan; periferiklar kirmaydi va membrana bilan kamroq mustahkam bog'lanadi. Membrana oqsillarining vazifalari: membranalar tuzilishini saqlash, atrof-muhitdan signallarni qabul qilish va aylantirish. muhit, ba'zi moddalarni tashish, membranalarda sodir bo'ladigan reaktsiyalarning katalizlanishi. membrana qalinligi 6 dan 10 nm gacha.

Membrananing xususiyatlari:
1. Suyuqlik. Membrana qattiq tuzilma emas, uning oqsillari va lipidlarining aksariyati membranalar tekisligida harakatlanishi mumkin.
2. Asimmetriya. Har ikkala oqsil va lipidlarning tashqi va ichki qatlamlarining tarkibi har xil. Bundan tashqari, hayvon hujayralarining plazma membranalari tashqi tomondan glikoproteinlar qatlamiga ega (signal va retseptor funktsiyalarini bajaradigan, shuningdek hujayralarni to'qimalarga birlashtirish uchun muhim bo'lgan glikokaliks).
3. Qutblanish. Membrananing tashqi tomoni musbat zaryadga ega, ichki qismi esa manfiy zaryadga ega.
4. Selektiv o‘tkazuvchanlik. Tirik hujayralar membranalari suvdan tashqari faqat erigan moddalarning ma'lum molekulalari va ionlari o'tadi.("Yarim o'tkazuvchanlik" atamasini hujayra membranasiga nisbatan qo'llash mutlaqo to'g'ri emas, chunki bu tushuncha membrananing faqat erituvchidan o'tishini anglatadi. barcha molekulalar va erigan ionlarni saqlab qolgan holda molekulalar.)

Tashqi hujayra membranasi (plazmalemma) qalinligi 7,5 nm bo'lgan ultramikroskopik plyonka bo'lib, oqsillar, fosfolipidlar va suvdan iborat. Elastik plyonka, suv bilan yaxshi namlanadi va shikastlangandan keyin tezda yaxlitlikni tiklaydi. U barcha biologik membranalarga xos bo'lgan universal tuzilishga ega. Bu membrananing chegaraviy joylashuvi, uning selektiv o'tkazuvchanlik, pinotsitoz, fagotsitoz, ajraluvchi mahsulotlarni chiqarish va sintez jarayonlarida ishtirok etishi, qo'shni hujayralar bilan birgalikda va hujayrani shikastlanishdan himoya qilish uning rolini juda muhim qiladi. Membrandan tashqaridagi hayvon hujayralari ba'zan polisaxaridlar va oqsillardan tashkil topgan yupqa qatlam - glikokaliks bilan qoplangan. Hujayra membranasidan tashqarida joylashgan o'simlik hujayralari tashqi tayanch hosil qiluvchi va hujayra shaklini saqlaydigan kuchli hujayra devoriga ega. U suvda erimaydigan polisakkarid bo'lgan tola (tsellyuloza) dan iborat.