Rakumembraani ehitus ja funktsioonid. Mis on rakumembraani funktsioon – selle omadused ja funktsioonid

teksti_väljad

nool_ülespoole

Rakud eraldatakse keha sisekeskkonnast raku- või plasmamembraaniga.

Membraan pakub:

1) spetsiifiliste rakufunktsioonide täitmiseks vajalike molekulide ja ioonide selektiivne tungimine rakku ja sealt välja;
2) Ioonide selektiivne transport läbi membraani, säilitades transmembraanse elektripotentsiaali erinevuse;
3) Rakkudevahelise kontakti eripära.

Kuna membraanis on arvukalt keemilisi signaale tajuvaid retseptoreid - hormoone, vahendajaid ja muid bioloogiliselt aktiivseid aineid, on see võimeline muutma raku metaboolset aktiivsust. Membraanid tagavad immuunsuse ilmingute spetsiifilisuse, kuna neil on antigeenid - struktuurid, mis põhjustavad antikehade moodustumist, mis võivad nende antigeenidega spetsiifiliselt seonduda.
Samuti eraldavad raku tuum ja organellid tsütoplasmast membraanidega, mis takistavad vee ja selles lahustunud ainete vaba liikumist tsütoplasmast neisse ja vastupidi. See loob tingimused rakusiseste erinevates sektsioonides (osakondades) toimuvate biokeemiliste protsesside eraldamiseks.

rakumembraani struktuur

teksti_väljad

nool_ülespoole

Rakumembraan on elastne struktuur, paksusega 7–11 nm (joonis 1.1). See koosneb peamiselt lipiididest ja valkudest. 40–90% kõigist lipiididest on fosfolipiidid – fosfatidüülkoliin, fosfatidüületanoolamiin, fosfatidüülseriin, sfingomüeliin ja fosfatidüülinositool. Membraani oluliseks komponendiks on glükolipiidid, mida esindavad tserebrosiidid, sulfatiidid, gangliosiidid ja kolesterool.

Riis. 1.1 Membraani korraldus.

Rakumembraani põhistruktuur on kahekordne fosfolipiidimolekulide kiht. Hüdrofoobsete interaktsioonide tõttu hoitakse lipiidimolekulide süsivesikute ahelaid üksteise lähedal pikendatud olekus. Mõlema kihi fosfolipiidimolekulide rühmad interakteeruvad lipiidmembraani sukeldatud valgumolekulidega. Tänu sellele, et suurem osa kaksikkihi lipiidkomponente on vedelas olekus, on membraanil liikuvus ja lainetus. Selle lõigud, aga ka lipiidide kaksikkihti sukeldatud valgud segunevad ühest osast teise. Rakumembraanide liikuvus (voolavus) hõlbustab ainete transporti läbi membraani.

rakumembraani valgud mida esindavad peamiselt glükoproteiinid. Eristama:

integraalsed valgud tungides läbi kogu membraani paksuse ja
perifeersed valgud kinnitatud ainult membraani pinnale, peamiselt selle sisemisele osale.

Perifeersed valgud peaaegu kõik toimivad ensüümidena (atsetüülkoliinesteraas, happelised ja aluselised fosfataasid jne). Kuid mõnda ensüümi esindavad ka integraalsed valgud - ATPaas.

integraalsed valgud tagavad selektiivse ioonivahetuse membraanikanalite kaudu rakuvälise ja rakusisese vedeliku vahel ning toimivad ka valkudena - suurte molekulide kandjatena.

Membraani retseptoreid ja antigeene võivad esindada nii integraalsed kui ka perifeersed valgud.

Tsütoplasmaatiliselt küljelt membraaniga külgnevad valgud kuuluvad raku tsütoskelett . Nad võivad kinnituda membraanivalkudele.

Niisiis, valgu riba 3 (ribade arv valgu elektroforeesi ajal) erütrotsüütide membraanid ühendatakse ansambliks teiste tsütoskeleti molekulidega - spektriin läbi madala molekulmassiga valgu anküriini (joon. 1.2).

Riis. 1.2 Valkude paigutuse skeem erütrotsüütide membraani tsütoskeletis.
1 - spektriin; 2 - anküriin; 3 - valguriba 3; 4 - valguriba 4,1; 5 - valguriba 4,9; 6 - aktiini oligomeer; 7 - valk 6; 8 - gpikoforiin A; 9 - membraan.

Spektriin on tsütoskeleti peamine valk, mis moodustab kahemõõtmelise võrgu, mille külge on kinnitatud aktiin.

aktiin moodustab mikrofilamente, mis on tsütoskeleti kontraktiilne aparaat.

tsütoskelett võimaldab rakul avaldada paindlikult elastseid omadusi, annab membraanile lisatugevust.

Enamik integreeritud valke on glükoproteiinid. Nende süsivesikute osa ulatub rakumembraanist väljapoole. Paljudel glükoproteiinidel on siaalhappe (näiteks glükoforiini molekuli) olulise sisalduse tõttu suur negatiivne laeng. See annab enamiku rakkude pinnale negatiivse laengu, aidates tõrjuda teisi negatiivselt laetud objekte. Glükoproteiinide süsivesikutest väljaulatuvad osad kannavad veregrupi antigeene, teisi raku antigeenseid determinante ja toimivad hormoone siduvate retseptoritena. Glükoproteiinid moodustavad adhesiivseid molekule, mis panevad rakud üksteise külge kinni, st. tihedad rakkudevahelised kontaktid.

Membraani metabolismi tunnused

teksti_väljad

nool_ülespoole

Membraani komponendid alluvad paljudele metaboolsetele transformatsioonidele nende membraanil või selle sees paiknevate ensüümide mõjul. Nende hulka kuuluvad oksüdatiivsed ensüümid, mis mängivad olulist rolli membraanide hüdrofoobsete elementide – kolesterooli jne – muutmisel. Ensüümide – fosfolipaaside – aktiveerimisel tekivad membraanides arahhidoonhappest bioloogiliselt aktiivsed ühendid – prostaglandiinid ja nende derivaadid. Fosfolipiidide metabolismi aktiveerimise tulemusena membraanis tekivad tromboksaanid ja leukotrieenid, millel on võimas mõju trombotsüütide adhesioonile, põletikele jne.

Membraan läbib pidevalt oma komponentide uuenemisprotsesse. . Seega on membraanivalkude eluiga 2 kuni 5 päeva. Siiski on rakus olemas mehhanismid, mis tagavad äsja sünteesitud valgumolekulide toimetamise membraaniretseptoritesse, mis hõlbustavad valgu membraani inkorporeerimist. Selle retseptori "äratundmist" äsja sünteesitud valgu poolt hõlbustab signaalpeptiidi moodustumine, mis aitab retseptorit membraanilt leida.

Membraani lipiididel on ka märkimisväärne ainevahetus., mis nõuab nende membraanikomponentide sünteesiks suures koguses rasvhappeid.
Rakumembraanide lipiidide koostise iseärasusi mõjutavad muutused inimese keskkonnas ja tema toitumise iseloom.

Näiteks küllastumata sidemetega rasvhapete sisalduse suurenemine toidus suurendab lipiidide vedelat olekut erinevate kudede rakumembraanides, toob kaasa fosfolipiidide ja sfingomüeliinide ning lipiidide ja valkude vahekorra muutumise, mis on soodne rakumembraani talitluseks.

Liigne kolesterool membraanides, vastupidi, suurendab nende fosfolipiidimolekulide kaksikkihi mikroviskoossust, vähendades teatud ainete difusioonikiirust läbi rakumembraanide.

Vitamiinidega A, E, C, P rikastatud toit parandab lipiidide ainevahetust erütrotsüütide membraanides, vähendab membraanide mikroviskoossust. See suurendab erütrotsüütide deformeeritavust, hõlbustab nende transpordifunktsiooni (6. peatükk).

Rasvhapete ja kolesterooli puudus toidus häirib lipiidide koostist ja rakumembraanide funktsiooni.

Näiteks rasvapuudus häirib neutrofiilide membraani tööd, mis pärsib nende liikumisvõimet ja fagotsütoosi (mikroskoopiliste võõrkehade ja tahkete osakeste aktiivne püüdmine ja imendumine üherakuliste organismide või mõne raku poolt).

Membraanide lipiidide koostise ja nende läbilaskvuse reguleerimisel, rakkude proliferatsiooni reguleerimisel olulist rolli mängivad reaktiivsed hapniku liigid, mis tekivad rakus koos normaalsete metaboolsete reaktsioonidega (mikrosomaalne oksüdatsioon jne).

Moodustunud reaktiivsed hapniku liigid- superoksiidradikaal (O 2), vesinikperoksiid (H 2 O 2) jne on äärmiselt reaktiivsed ained. Nende peamiseks substraadiks vabade radikaalide oksüdatsioonireaktsioonides on küllastumata rasvhapped, mis on osa rakumembraani fosfolipiididest (nn lipiidide peroksüdatsioonireaktsioonid). Nende reaktsioonide intensiivistumine võib põhjustada rakumembraani, selle barjääri, retseptori ja metaboolsete funktsioonide kahjustusi, nukleiinhappemolekulide ja valkude modifitseerumist, mis viib mutatsioonideni ja ensüümide inaktiveerumiseni.

Füsioloogilistes tingimustes reguleerib lipiidide peroksüdatsiooni intensiivistumist rakkude antioksüdantne süsteem, mida esindavad ensüümid, mis inaktiveerivad reaktiivseid hapniku liike - superoksiiddismutaas, katalaas, peroksidaas ja antioksüdantse toimega ained - tokoferool (E-vitamiin), ubikinoon jne. väljendunud kaitsev toime rakumembraanidele (tsütoprotektiivne toime), millel on mitmesugused kehale kahjulikud mõjud, prostaglandiinidel E ja J2 on, "kustutades" vabade radikaalide oksüdatsiooni aktiveerimise. Prostaglandiinid kaitsevad mao limaskesta ja hepatotsüüte keemiliste kahjustuste eest, neuroneid, neurogliiarakke, kardiomüotsüüte - hüpoksiliste kahjustuste eest, skeletilihaseid - raske füüsilise koormuse korral. Prostaglandiinid, mis seonduvad spetsiifiliste retseptoritega rakumembraanidel, stabiliseerivad viimase kaksikkihti, vähendavad fosfolipiidide kadu membraanide poolt.

Membraani retseptori funktsioonid

teksti_väljad

nool_ülespoole

Keemilist või mehaanilist signaali tajuvad kõigepealt rakumembraani retseptorid. Selle tagajärjeks on membraanivalkude keemiline modifitseerimine, mis viib "teise sõnumitoojate" aktiveerumiseni, mis tagavad signaali kiire leviku rakus selle genoomi, ensüümide, kontraktiilsete elementide jne.

Skemaatiliselt võib transmembraanset signaaliülekannet rakus kujutada järgmiselt:

1) Tajutavast signaalist erutatud retseptor aktiveerib rakumembraani γ-valgud. See juhtub siis, kui nad seovad guanosiintrifosfaati (GTP).

2) "GTP-y-proteiinide" kompleksi interaktsioon omakorda aktiveerib membraani siseküljel asuva sekundaarsete sõnumitoojate eelkäija ensüümi.

ATP-st moodustunud ühe sekundaarse sõnumitooja - cAMP - eelkäija on ensüüm adenülaattsüklaas;
Teiste sekundaarsete sõnumitoojate - inositooltrifosfaadi ja diatsüülglütserooli, mis moodustuvad membraani fosfatidüülinositool-4,5-difosfaadist, eelkäijaks on ensüüm fosfolipaas C. Lisaks mobiliseerib inositooltrifosfaat rakus teise sekundaarse sõnumitooja - kaltsiumiioonide, mis on seotud peaaegu kõik reguleerivad protsessid rakus. Näiteks põhjustab tekkiv inositooltrifosfaat kaltsiumi vabanemist endoplasmaatilisest retikulumist ja selle kontsentratsiooni suurenemist tsütoplasmas, hõlmates seeläbi erinevaid rakulise vastuse vorme. Inositooltrifosfaadi ja diatsüülglütserooli abil reguleerib kõhunäärme silelihaste ja B-rakkude talitlust atsetüülkoliin, hüpofüüsi eesmise türopiini vabastav faktor, lümfotsüütide reaktsioon antigeenile jne.
Mõnes rakus täidab teise sõnumitooja rolli cGMP, mis moodustub GTP-st ensüümi guanülaattsüklaasi abil. See toimib näiteks natriureetilise hormooni teise sõnumikandjana veresoonte seinte silelihastes. cAMP toimib paljude hormoonide – adrenaliini, erütropoetiini jne – teise sõnumitoojana (3. peatükk).

Loodus on loonud palju organisme ja rakke, kuid vaatamata sellele on bioloogiliste membraanide struktuur ja enamik funktsioone samad, mis võimaldab kaaluda nende struktuuri ja uurida nende võtmeomadusi, olemata seotud teatud tüüpi rakuga.

Mis on membraan?

Membraanid on kaitseelement, mis on iga elusorganismi raku lahutamatu osa.

Kõigi planeedi elusorganismide struktuurne ja funktsionaalne üksus on rakk. Tema elutähtis tegevus on lahutamatult seotud keskkonnaga, millega ta vahetab energiat, teavet, ainet. Seega tuleb raku toimimiseks vajalik toitaineenergia väljastpoolt ja kulub selle erinevate funktsioonide elluviimiseks.

Elusorganismi kõige lihtsama struktuuriüksuse ehitus: organellmembraan, mitmesugused kandmised. Seda ümbritseb membraan, mille sees asuvad tuum ja kõik organellid. Need on mitokondrid, lüsosoomid, ribosoomid, endoplasmaatiline retikulum. Igal konstruktsioonielemendil on oma membraan.

Roll raku elus

Bioloogiline membraan mängib elementaarse elusüsteemi ülesehituses ja toimimises kulmineerivat rolli. Organismiks võib õigusega nimetada ainult rakku, mida ümbritseb kaitsekesta. Membraani olemasolu tõttu toimub ka selline protsess nagu ainevahetus. Kui selle struktuurset terviklikkust rikutakse, muutub see organismi kui terviku funktsionaalses seisundis.

Rakumembraan ja selle funktsioonid

See eraldab raku tsütoplasma väliskeskkonnast või membraanist. Rakumembraan tagab spetsiifiliste funktsioonide korrektse täitmise, rakkudevaheliste kontaktide ja immuunilmingute spetsiifika ning toetab transmembraanset elektripotentsiaali erinevust. See sisaldab retseptoreid, mis suudavad tajuda keemilisi signaale – hormoone, vahendajaid ja muid bioloogiliselt aktiivseid komponente. Need retseptorid annavad sellele veel ühe võime – muuta raku metaboolset aktiivsust.

Membraani funktsioonid:

1. Ainete aktiivne ülekanne.

2. Ainete passiivne ülekanne:

2.1. Difusioon on lihtne.

2.2. transport läbi pooride.

2.3. Transport toimub kandja difusiooni teel koos membraanainega või aine edasikandmisega mööda kandja molekulaarahelat.

3. Mitteelektrolüütide ülekanne lihtsa ja hõlbustatud difusiooni tõttu.

Rakumembraani struktuur

Rakumembraani komponendid on lipiidid ja valgud.

Lipiidid: fosfolipiidid, fosfatidüületanoolamiin, sfingomüeliin, fosfatidüülinositool ja fosfatidüülseriin, glükolipiidid. Lipiidide osakaal on 40-90%.

Valgud: perifeersed, integraalsed (glükoproteiinid), spektriin, aktiin, tsütoskelett.

Peamine struktuurielement on fosfolipiidimolekulide topeltkiht.

Katusemembraan: määratlus ja tüpoloogia

Natuke statistikat. Vene Föderatsiooni territooriumil on membraani kasutatud katusekattematerjalina mitte nii kaua aega tagasi. Membraankatuste osakaal pehmete katuseplaatide koguarvust on vaid 1,5%. Bituumen- ja mastikskatused on Venemaal laiemalt levinud. Kuid Lääne-Euroopas moodustavad membraankatused 87%. Erinevus on tuntav.

Reeglina sobib membraan kui peamine katusekattematerjal ideaalselt lamekatuste jaoks. Neile, kellel on suur eelarvamus, sobib see vähem.

Siseturu membraankatuste tootmis- ja müügimahud on positiivse kasvutrendiga. Miks? Põhjused on enam kui selged:

Kasutusiga on umbes 60 aastat. Kujutage ette, ainult tootja poolt määratud kasutusgarantiiaeg ulatub 20 aastani.
Paigaldamise lihtsus. Võrdluseks: bituumenkatuse paigaldamine võtab 1,5 korda rohkem aega kui membraanpõranda paigaldamine.
Hooldus- ja remonditööde lihtsus.

Katusemembraanide paksus võib olla 0,8-2 mm ja ühe ruutmeetri keskmine kaal on 1,3 kg.

Katusemembraanide omadused:

elastsus;
tugevus;
vastupidavus ultraviolettkiirtele ja muudele agressoritele;
külmakindlus;
tulekindlus.

Katusemembraane on kolme tüüpi. Peamine klassifitseerimistunnus on polümeermaterjali tüüp, mis moodustab lõuendi aluse. Niisiis on katusemembraanid:

EPDM rühma kuuluvad, on valmistatud polümeriseeritud etüleen-propüleen-dieeni monomeeri baasil, teisisõnu Eelised: kõrge tugevus, elastsus, veekindlus, keskkonnasõbralikkus, madal hind. Puudused: liimitehnoloogia lõuendite ühendamiseks spetsiaalse teibi abil, madala tugevusega liitekohad. Kasutusala: kasutatakse hüdroisolatsioonimaterjalina tunneli lagede, veeallikate, jäätmehoidlate, tehis- ja looduslike veehoidlate jms jaoks.
PVC membraanid. Need on kestad, mille valmistamisel kasutatakse põhimaterjalina polüvinüülkloriidi. Eelised: UV-kindlus, tulekindlus, membraanilehtede lai värvivalik. Puudused: madal vastupidavus bituumenmaterjalidele, õlidele, lahustitele; eraldab atmosfääri kahjulikke aineid; lõuendi värv tuhmub aja jooksul.
TPO. Valmistatud termoplastilistest olefiinidest. Neid saab tugevdada ja tugevdamata. Esimesed on varustatud polüestervõrgu või klaaskiudlapiga. Eelised: keskkonnasõbralikkus, vastupidavus, kõrge elastsus, temperatuuritaluvus (nii kõrgel kui madalal temperatuuril), lõuendi õmbluste keevisliited. Puudused: kõrge hinnakategooria, tootjate puudumine siseturul.

Profileeritud membraan: omadused, funktsioonid ja eelised

Profiilmembraanid on ehitusturul uuendused. Sellist membraani kasutatakse hüdroisolatsioonimaterjalina.

Valmistamisel kasutatud materjal on polüetüleen. Viimast on kahte tüüpi: kõrgsurvepolüetüleen (LDPE) ja madalrõhupolüetüleen (HDPE).

LDPE ja HDPE membraani tehnilised omadused

Näitaja
Tõmbetugevus (MPa)
Tõmbe pikenemine (%)
Tihedus (kg / m3)
Survetugevus (MPa)
Löögitugevus (sälguga) (KJ/ruutmeetri kohta)
Paindemoodul (MPa)
Kõvadus (MPa)
Töötemperatuur (˚С)	-60 kuni +80	-60 kuni +80
Päevane veeimavus (%)

Kõrgsurve polüetüleenist valmistatud profiilmembraanil on spetsiaalne pind - õõnsad vistrikud. Nende koosseisude kõrgus võib varieeruda 7 kuni 20 mm. Membraani sisepind on sile. See võimaldab ehitusmaterjalide tõrgeteta painutamist.

Membraani üksikute sektsioonide kuju muutumine on välistatud, kuna rõhk jaotub kõigi samade eendite olemasolu tõttu ühtlaselt kogu selle alale. Geomembraani saab kasutada ventilatsiooni isolatsioonina. Sel juhul on tagatud hoonesisene vaba soojusvahetus.

Profileeritud membraanide eelised:

suurenenud tugevus;
kuumakindlus;
keemilise ja bioloogilise mõju stabiilsus;
pikk kasutusiga (üle 50 aasta);
paigaldamise ja hooldamise lihtsus;
taskukohane hind.

Profileeritud membraane on kolme tüüpi:

ühe kihiga;
kahekihilise lõuendiga = geotekstiil + drenaažimembraan;
kolmekihilise lõuendiga = libe pind + geotekstiil + drenaažimembraan.

Ühekihilist profiilmembraani kasutatakse kõrge õhuniiskusega seinte peamise hüdroisolatsiooni, betooni ettevalmistamise, paigaldamise ja demonteerimise kaitsmiseks. Varustusel kasutatakse kahekihilist kaitsekihti, külmakartlikule ja sügavale pinnasele kolmekihilist.

Drenaažimembraanide kasutusvaldkonnad

Profileeritud membraan leiab selle rakenduse järgmistes valdkondades:

Põhiline vundamendi hüdroisolatsioon. Pakub usaldusväärset kaitset põhjavee, taimede juurestiku, pinnase vajumise ja mehaaniliste kahjustuste hävitava mõju eest.
Vundamendi seina drenaaž. Neutraliseerib põhjavee, sademete mõju, viies need ära äravoolusüsteemidesse.
Horisontaalne tüüp - kaitse konstruktsioonilistest iseärasustest tingitud deformatsiooni eest.
Betooni valmistamise analoog. Seda kasutatakse madala põhjavee tsooni hoonete ehitamisel, juhtudel, kui kapillaarniiskuse eest kaitsmiseks kasutatakse horisontaalset hüdroisolatsiooni. Samuti kuuluvad profiilmembraani funktsioonide hulka tsemendipiima pinnasesse mitteläbilaskvus.
Kõrge niiskustasemega seinapindade ventilatsioon. Seda saab paigaldada nii ruumi sise- kui ka välisküljele. Esimesel juhul aktiveeritakse õhuringlus ja teisel on tagatud optimaalne niiskus ja temperatuur.
Kasutatud tagurpidi katus.

Super difusioonmembraan

Superdifusioonmembraan on uue põlvkonna materjal, mille põhieesmärk on kaitsta katusekonstruktsiooni elemente tuulenähtuste, sademete ja auru eest.

Kaitsematerjali tootmine põhineb lausriide, kvaliteetsete tihedate kiudude kasutamisel. Siseturul on populaarne kolme- ja neljakihiline membraan. Ekspertide ja tarbijate ülevaated kinnitavad, et mida rohkem kihte on disainil, seda tugevamad on selle kaitsefunktsioonid ja seega ka ruumi kui terviku energiatõhusus.

Sõltuvalt katuse tüübist, selle konstruktsiooniomadustest, kliimatingimustest soovitavad tootjad eelistada üht või teist tüüpi difusioonmembraane. Niisiis, need on olemas keerukate ja lihtsate konstruktsioonidega viilkatuste jaoks, minimaalse kaldega viilkatuste jaoks, voldikkatuste jaoks jne.

Superdifusioonmembraan asetatakse otse soojusisolatsioonikihile, põrandakate laudadest. Tuulutuspilu pole vaja. Materjal kinnitatakse spetsiaalsete sulgude või terasnaeltega. Difusioonplekkide servad on ühendatud.Tööd saab teha ka ekstreemsetes tingimustes: tugevate tuuleiilide korral jne.

Lisaks saab kõnealust katet kasutada ajutise katusekattena.

PVC membraanid: olemus ja eesmärk

PVC membraanid on polüvinüülkloriidist valmistatud katusematerjal, millel on elastsed omadused. Selline kaasaegne katusematerjal asendas täielikult bituumenrulli analoogid, millel on märkimisväärne puudus - vajadus süstemaatilise hoolduse ja remondi järele. Tänapäeval võimaldavad PVC-membraanide iseloomulikud omadused neid kasutada vanade lamekatuste remonditöödel. Neid kasutatakse ka uute katuste paigaldamisel.

Sellisest materjalist katust on lihtne kasutada ning selle paigaldamine on võimalik igat tüüpi pinnale, igal aastaajal ja igasuguste ilmastikutingimuste korral. PVC membraanil on järgmised omadused:

tugevus;
stabiilsus UV-kiirte, erinevat tüüpi sademete, punkt- ja pinnakoormusega kokkupuutel.

Tänu oma ainulaadsetele omadustele teenivad PVC membraanid teid ustavalt palju aastaid. Sellise katuse kasutusaeg on võrdne hoone enda kasutusajaga, samas kui valtskattematerjalid vajavad regulaarset remonti ja mõnel juhul isegi demonteerimist ja uue põranda paigaldamist.

PVC membraanlehed ühendatakse omavahel kuumhingamiskeevitusega, mille temperatuur jääb vahemikku 400-600 kraadi Celsiuse järgi. See ühendus on täielikult suletud.

PVC membraanide eelised

Nende eelised on ilmsed:

katusesüsteemi paindlikkus, mis on kõige paremini kooskõlas ehitusprojektiga;
vastupidav, õhutihe ühendusõmblus membraanilehtede vahel;
ideaalne taluvus kliimamuutuste, ilmastikutingimuste, temperatuuri, niiskuse suhtes;
suurenenud auru läbilaskvus, mis aitab kaasa katusealusesse ruumi kogunenud niiskuse aurustumisele;
palju värvivalikuid;
tulekustutusomadused;
võime säilitada originaalseid omadusi ja välimust pikka aega;
PVC membraan on absoluutselt keskkonnasõbralik materjal, mida kinnitavad vastavad sertifikaadid;
paigaldusprotsess on mehhaniseeritud, nii et see ei võta palju aega;
kasutusreeglid võimaldavad paigaldada erinevaid arhitektuurseid täiendusi otse PVC membraankatuse enda peale;
ühekihiline stiil säästab teie raha;
hoolduse ja remondi lihtsus.

Membraankangas

Membraankangas on tekstiilitööstusele tuntud juba pikka aega. Sellest materjalist on valmistatud kingad ja riided: täiskasvanutele ja lastele. Membraan - membraankanga alus, mis on esitatud õhukese polümeerkile kujul ja millel on sellised omadused nagu veekindlus ja auru läbilaskvus. Selle materjali tootmiseks kaetakse see kile välise ja sisemise kaitsekihiga. Nende struktuuri määrab membraan ise. Seda tehakse selleks, et säilitada kõik kasulikud omadused ka kahjustuste korral. Teisisõnu, membraanirõivad ei saa märjaks lume või vihma näol sademetega kokku puutudes, kuid juhivad samal ajal suurepäraselt kehast auru väliskeskkonda. See läbilaskvus võimaldab nahal hingata.

Kõike eelnevat arvestades võime järeldada, et just sellisest kangast valmivad ideaalsed talveriided. Kanga põhjas olev membraan võib olla:

pooridega;
ilma poorideta;
kombineeritud.

Teflon sisaldub paljude mikropooridega membraanide koostises. Selliste pooride mõõtmed ei küüni isegi veetilga mõõtmeteni, vaid on suuremad kui veemolekul, mis viitab veekindlusele ja võimele higi eemaldada.

Membraanid, millel pole poore, on tavaliselt valmistatud polüuretaanist. Nende sisemine kiht koondab kõik inimkeha higi-rasvaeritused ja surub need välja.

Kombineeritud membraani struktuur eeldab kahe kihi olemasolu: poorne ja sile. Sellel kangal on kõrged kvaliteediomadused ja see kestab palju aastaid.

Tänu neile eelistele on talvehooajal kandmiseks mõeldud membraankangast riided ja jalanõud vastupidavad, kuid kerged ning kaitsevad suurepäraselt külma, niiskuse ja tolmu eest. Need on lihtsalt asendamatud paljude aktiivsete talvise puhkuse, alpinismi jaoks.

Loomarakkude välimine rakumembraan (plasmalemma, tsütolemma, plasmamembraan). väljastpoolt (st tsütoplasmaga mittekontaktis olevast küljest) kaetud oligosahhariidahelate kihiga, mis on kovalentselt seotud membraanivalkude (glükoproteiinide) ja vähemal määral lipiididega (glükolipiididega). Seda membraani süsivesikute katet nimetatakse glükokalüks. Glükokalüksi eesmärk pole veel väga selge; Eeldatakse, et see struktuur osaleb rakkudevahelise äratundmise protsessides.

Taimerakkudes raku välismembraani peal on tihe tselluloosikiht koos pooridega, mille kaudu toimub side naaberrakkude vahel tsütoplasmaatiliste sildade kaudu.

Rakud seened peal plasmalemma - tihe kiht kitiin.

Kell bakterid – mureina.

Bioloogiliste membraanide omadused

1. Oskus ise kokku panna pärast hävitavat mõju. Selle omaduse määravad fosfolipiidimolekulide füüsikalis-keemilised omadused, mis vesilahuses ühinevad nii, et molekulide hüdrofiilsed otsad pöörduvad väljapoole ja hüdrofoobsed otsad sissepoole. Valke saab lisada valmis fosfolipiidikihtidesse. Rakutasandil on oluline võime ise kokku panna.

2. Poolläbilaskvus(selektiivsus ioonide ja molekulide ülekandmisel). Tagab ioonse ja molekulaarse koostise püsivuse säilimise rakus.

3. Membraani voolavus. Membraanid ei ole jäigad struktuurid, nad kõikuvad pidevalt lipiidide ja valgu molekulide pöörlevate ja võnkuvate liikumiste tõttu. See tagab membraanides ensümaatiliste ja muude keemiliste protsesside suure kiiruse.

4. Membraanide fragmentidel puuduvad vabad otsad, kuna need on mullides suletud.

Välise rakumembraani (plasmalemma) funktsioonid

Plasmalemma põhifunktsioonid on järgmised: 1) barjäär, 2) retseptor, 3) vahetus, 4) transport.

1. barjäärifunktsioon. See väljendub selles, et plasmalemma piirab raku sisu, eraldades selle väliskeskkonnast ja rakusisesed membraanid jagavad tsütoplasma eraldi reaktsiooniks. sektsioonid.

2. retseptori funktsioon. Plasmalemma üks olulisemaid funktsioone on tagada raku side (ühendus) väliskeskkonnaga läbi membraanides esineva valgu- või glükoproteiini iseloomuga retseptoraparaadi. Plasmalemma retseptormoodustiste põhiülesanne on väliste signaalide äratundmine, mille tõttu rakud on õigesti orienteeritud ja moodustavad diferentseerumisprotsessis kudesid. Erinevate regulatsioonisüsteemide aktiivsus, samuti immuunvastuse teke on seotud retseptori funktsiooniga.

vahetusfunktsioon määrab ensüümvalkude sisaldus bioloogilistes membraanides, mis on bioloogilised katalüsaatorid. Nende aktiivsus varieerub sõltuvalt keskkonna pH-st, temperatuurist, rõhust, nii substraadi kui ka ensüümi enda kontsentratsioonist. Ensüümid määravad võtmereaktsioonide intensiivsuse ainevahetust, samuti orientatsiooni.

Membraanide transpordifunktsioon. Membraan tagab erinevate kemikaalide valikulise tungimise rakku ja rakust keskkonda. Ainete transport on vajalik selleks, et säilitada rakus sobiv pH, õige ioonkontsentratsioon, mis tagab raku ensüümide efektiivsuse. Transport varustab toitaineid, mis toimivad energiaallikana, aga ka materjali erinevate rakukomponentide moodustamiseks. See määrab mürgiste jäätmete eemaldamise rakust, erinevate kasulike ainete eritumise ning närvi- ja lihastegevuseks vajalike ioonsete gradientide tekke.Ainete ülekandekiiruse muutused võivad kaasa tuua häireid bioenergeetilises protsessis, vee-soola ainevahetuses. , erutuvust ja muid protsesse. Nende muutuste korrigeerimine on paljude ravimite toime aluseks.

Ainete sisenemisel rakku ja rakust välja väliskeskkonda on kaks peamist viisi;

passiivne transport,

aktiivne transport.

Passiivne transport kulgeb mööda keemilise või elektrokeemilise kontsentratsiooni gradienti ilma ATP energiat kulutamata. Kui transporditava aine molekulil puudub laeng, siis passiivse transpordi suuna määrab ainult selle aine kontsentratsiooni erinevus mõlemal pool membraani (keemiline kontsentratsioonigradient). Kui molekul on laetud, mõjutab selle transporti nii keemiline kontsentratsioonigradient kui ka elektriline gradient (membraani potentsiaal).

Mõlemad gradiendid koos moodustavad elektrokeemilise gradiendi. Ainete passiivset transporti saab läbi viia kahel viisil: lihtne difusioon ja hõlbustatud difusioon.

Lihtsa difusiooniga soolaioonid ja vesi võivad tungida läbi selektiivsete kanalite. Neid kanaleid moodustavad mõned transmembraansed valgud, mis moodustavad ots-otsa transporditeid, mis on avatud püsivalt või vaid lühiajaliselt. Selektiivsete kanalite kaudu tungivad sisse mitmesugused molekulid, mille suurus ja laeng vastavad kanalitele.

Lihtsa difusiooni jaoks on veel üks viis - see on ainete difusioon lipiidide kaksikkihi kaudu, millest rasvlahustuvad ained ja vesi kergesti läbivad. Lipiidide kaksikkiht on laetud molekulidele (ioonidele) mitteläbilaskev ning samas võivad laenguta väikesed molekulid vabalt difundeeruda ning mida väiksem on molekul, seda kiiremini see transporditakse. Vee üsna kõrge difusiooni kiirus läbi lipiidide kaksikkihi on tingitud just selle molekulide väiksusest ja laengu puudumisest.

Hõlbustatud difusiooniga ainete transportimisel osalevad valgud - kandjad, mis töötavad "ping-pongi" põhimõttel. Sel juhul eksisteerib valk kahes konformatsioonilises olekus: "pong" olekus on transporditava aine seondumiskohad avatud kaksikkihi välisküljel ja "ping" olekus avanevad samad saidid teisel. pool. See protsess on pöörduv. See, millisest küljest on aine seondumiskoht antud ajahetkel avatud, sõltub selle aine kontsentratsioonigradiendist.

Nii läbivad membraani suhkrud ja aminohapped.

Lihtsustatud difusiooni korral suureneb ainete transpordikiirus oluliselt võrreldes lihtsa difusiooniga.

Lisaks kandevalkudele osalevad hõlbustatud difusioonis ka mõned antibiootikumid, nagu gramitsidiin ja valinomütsiin.

Kuna need pakuvad ioonide transporti, nimetatakse neid ionofoorid.

Ainete aktiivne transport rakus. Seda tüüpi transpordiga kaasneb alati energiakulu. Aktiivseks transpordiks vajalik energiaallikas on ATP. Seda tüüpi transpordi iseloomulik tunnus on see, et seda teostatakse kahel viisil:

ensüümide abil, mida nimetatakse ATPaasideks;

transport membraanpakendis (entsütoos).

AT raku välimine membraan sisaldab ensüümvalke nagu ATPaasid, mille ülesanne on pakkuda aktiivset transporti ioonid kontsentratsiooni gradiendi vastu. Kuna need tagavad ioonide transpordi, nimetatakse seda protsessi ioonpumbaks.

Loomarakus on neli peamist ioonide transpordisüsteemi. Kolm neist tagavad ülekande läbi bioloogiliste membraanide.Na + ja K +, Ca +, H + ja neljas - prootonite ülekanne mitokondriaalse hingamisahela töö käigus.

Aktiivse ioonide transpordimehhanismi näide on naatrium-kaaliumpump loomarakkudes. See hoiab rakus püsivat naatriumi- ja kaaliumiioonide kontsentratsiooni, mis erineb nende ainete kontsentratsioonist keskkonnas: tavaliselt on rakus vähem naatriumioone kui keskkonnas ja rohkem kaaliumi.

Selle tulemusena kipub kaalium vastavalt lihtsa difusiooni seadustele rakust lahkuma ja naatrium difundeerub rakku. Erinevalt lihtsast difusioonist pumpab naatrium-kaaliumpump pidevalt rakust välja naatriumi ja süstib kaaliumi: kolme väljapaisatud naatriumi molekuli kohta sisestatakse rakku kaks kaaliumimolekuli.

Selle naatrium-kaaliumioonide transpordi tagab ATP-sõltuv ensüüm, mis paikneb membraanis nii, et see läbib kogu selle paksuse.Naatrium ja ATP sisenevad sellesse ensüümi membraani seest, kaalium aga membraani sisemusest. väljaspool.

Naatriumi ja kaaliumi ülekanne läbi membraani toimub konformatsiooniliste muutuste tulemusena, mille läbib naatrium-kaalium-sõltuv ATPaas, mis aktiveerub, kui naatriumi kontsentratsioon rakus või kaaliumi kontsentratsioon keskkonnas suureneb.

Selle pumba toiteks on vaja ATP hüdrolüüsi. Seda protsessi tagab sama ensüüm, naatrium-kaalium sõltuv ATP-aas. Samal ajal kulub üle kolmandiku puhkeolekus loomaraku tarbitavast ATP-st naatrium-kaaliumpumba tööle.

Naatrium-kaaliumpumba nõuetekohase toimimise rikkumine põhjustab mitmesuguseid tõsiseid haigusi.

Selle pumba kasutegur ületab 50%, mida ei saavuta inimese loodud kõige arenenumad masinad.

Paljusid aktiivseid transpordisüsteeme juhib ioonsetes gradientides salvestatud energia, mitte ATP otsene hüdrolüüs. Kõik need toimivad kotranspordisüsteemidena (hõlbustades madala molekulmassiga ühendite transporti). Näiteks teatud suhkrute ja aminohapete aktiivne transport loomarakkudesse määratakse naatriumioonide gradiendi järgi ja mida kõrgem on naatriumioonide gradient, seda suurem on glükoosi imendumise kiirus. Ja vastupidi, kui naatriumi kontsentratsioon rakkudevahelises ruumis märkimisväärselt väheneb, peatub glükoosi transport. Sel juhul peab naatrium ühinema naatriumist sõltuva glükoosikandjavalguga, millel on kaks seondumiskohta: üks glükoosile ja teine naatriumile. Rakku tungivad naatriumioonid aitavad kaasa kandevalgu sisenemisele rakku koos glükoosiga. Koos glükoosiga rakku sisenenud naatriumioonid pumbatakse välja naatrium-kaalium-sõltuv ATPaas, mis naatriumikontsentratsiooni gradienti säilitades kontrollib kaudselt glükoosi transporti.

Ainete transport membraanpakendis. Suured biopolümeeride molekulid ei suuda praktiliselt läbi plasmalemma tungida ühegi ülalkirjeldatud ainete rakku transportimise mehhanismi abil. Need püütakse kinni raku poolt ja imenduvad membraanipakendisse, mida nimetatakse endotsütoos. Viimane jaguneb formaalselt fagotsütoosiks ja pinotsütoosiks. Tahkete osakeste püüdmine raku poolt on fagotsütoos ja vedelik - pinotsütoos. Endotsütoosi ajal täheldatakse järgmisi etappe:

imendunud aine vastuvõtmine rakumembraani retseptorite tõttu;

membraani invaginatsioon koos mulli (vesiikulite) moodustumisega;

endotsüütilise vesiikuli eraldamine membraanist energiakuluga - fagosoomide moodustumine ja membraani terviklikkuse taastamine;

Fagosoomi sulandumine lüsosoomiga ja moodustumine fagolüsosoomid (seedetrakti vakuool), milles toimub imendunud osakeste seedimine;

fagolüsosoomi seedimata materjali eemaldamine rakust ( eksotsütoos).

Loomariigis endotsütoos on iseloomulik paljude ainuraksete organismide toitumisviis (näiteks amööbides) ja paljurakuliste organismide hulgas leidub seda tüüpi toiduosakeste seedimist endodermaalsetes rakkudes koelenteraatides. Mis puudutab imetajaid ja inimesi, siis neil on retikulo-histio-endoteliaalne rakusüsteem, millel on võime endotsütoosiks. Näiteks vere leukotsüüdid ja maksa Kupfferi rakud. Viimased ääristavad maksa nn sinusoidseid kapillaare ja püüavad kinni mitmesuguseid veres hõljuvaid võõrosakesi. Eksotsütoos- see on ka viis, kuidas eemaldada mitmerakulise organismi rakust tema poolt eritatav substraat, mis on vajalik teiste rakkude, kudede ja elundite talitluseks.

Pole saladus, et kõik meie planeedi elusolendid koosnevad nende rakkudest, nendest lugematutest "" orgaanilistest ainetest. Rakke omakorda ümbritseb spetsiaalne kaitsekest – membraan, mis mängib raku elus väga olulist rolli ning rakumembraani funktsioonid ei piirdu ainult raku kaitsmisega, vaid kujutavad endast kõige keerulisemat sellega seotud mehhanismi. rakkude paljunemises, toitumises ja taastumises.

Mis on rakumembraan

Sõna "membraan" ise on ladina keelest tõlgitud kui "kile", kuigi membraan pole lihtsalt kile, millesse rakk on mähitud, vaid kahe omavahel ühendatud ja erinevate omadustega kile kombinatsioon. Tegelikult on rakumembraan kolmekihiline lipoproteiini (rasvvalk) kest, mis eraldab iga raku naaberrakkudest ja keskkonnast ning teostab kontrollitud vahetust rakkude ja keskkonna vahel, see on raku akadeemiline määratlus. membraan on.

Membraani väärtus on lihtsalt tohutu, sest see mitte ainult ei eralda üht rakku teisest, vaid tagab ka raku koostoime nii teiste rakkudega kui ka keskkonnaga.

Rakumembraanide uurimise ajalugu

Olulise panuse rakumembraani uurimisse andsid kaks Saksa teadlast Gorter ja Grendel juba 1925. aastal. Just siis õnnestus neil punaste vereliblede - erütrotsüütidega läbi viia kompleksne bioloogiline eksperiment, mille käigus said teadlased nn "varjud", tühjad erütrotsüütide kestad, mis volditi üheks hunnikuks ja mõõdeti pindala, ja ka arvutas neis sisalduvate lipiidide koguse. Saadud lipiidide hulga põhjal jõudsid teadlased järeldusele, et neist piisab täpselt rakumembraani topeltkihi katmiseks.

1935. aastal tegi teine paar rakumembraani-uurijaid, seekord ameeriklased Daniel ja Dawson, pärast mitmeid pikki katseid kindlaks valgusisalduse rakumembraanis. Muidu oli võimatu seletada, miks membraanil on nii suur pindpinevus. Teadlased esitasid nutikalt võileiva kujul oleva rakumembraani mudeli, milles leiva rolli täidavad homogeensed lipiid-valgukihid ja nende vahel on või asemel tühjus.

1950. aastal, Danieli ja Dawsoni elektroonilise teooria tulekuga, oli võimalik juba praktilisi tähelepanekuid kinnitada - rakumembraani mikrograafidel olid selgelt näha lipiidide ja valgupeade kihid ning ka tühi ruum nende vahel.

1960. aastal töötas Ameerika bioloog J. Robertson välja teooria rakumembraanide kolmekihilise struktuuri kohta, mida peeti pikka aega ainsaks tõeseks, kuid teaduse edasise arenguga hakkasid tekkima kahtlused selle eksimatus. Nii et näiteks rakkude seisukohalt oleks vajalike kasulike ainete transportimine läbi kogu “võileiva” keeruline ja töömahukas.

Ja alles 1972. aastal suutsid Ameerika bioloogid S. Singer ja G. Nicholson selgitada Robertsoni teooria ebakõlasid rakumembraani uue vedeliku-mosaiikmudeli abil. Eelkõige leidsid nad, et rakumembraan ei ole koostiselt homogeenne, pealegi on see asümmeetriline ja vedelikuga täidetud. Lisaks on rakud pidevas liikumises. Ja rakumembraani moodustavatel kurikuulsatel valkudel on erinev struktuur ja funktsioonid.

Rakumembraani omadused ja funktsioonid

Vaatame nüüd, milliseid funktsioone rakumembraan täidab:

Rakumembraani barjäärfunktsioon - membraan kui tõeline piirivalvur seisab valvel raku piiride üle, viivitab, ei lase läbi kahjulikke või lihtsalt sobimatuid molekule

Rakumembraani transpordifunktsioon - membraan ei ole ainult piirivalve raku väravates, vaid ka omamoodi tollipunkt, mida läbib pidevalt kasulike ainete vahetus teiste rakkude ja keskkonnaga.

Maatriksifunktsioon - see on rakumembraan, mis määrab üksteise suhtes asukoha, reguleerib nendevahelist koostoimet.

Mehaaniline funktsioon - vastutab ühe raku piiramise eest teisest ja paralleelselt rakkude õige ühendamise eest üksteisega, moodustades need homogeenseks koeks.

Rakumembraani kaitsefunktsioon on raku kaitsekilbi ehitamise aluseks. Looduses võib selle funktsiooni näideteks olla kõva puit, tihe nahk, kaitsekesta, kõik tänu membraani kaitsefunktsioonile.

Ensümaatiline funktsioon on veel üks oluline funktsioon, mida mõned rakuvalgud täidavad. Näiteks selle funktsiooni tõttu toimub seedeensüümide süntees sooleepiteelis.

Lisaks kõigele sellele toimub rakumembraani kaudu rakkude metabolism, mis võib toimuda kolme erineva reaktsioonina:

Fagotsütoos on rakuvahetus, mille käigus membraani sisseehitatud fagotsüütrakud püüavad kinni ja seedivad erinevaid toitaineid.
Pinotsütoos - on rakumembraani, sellega kokkupuutes olevate vedelikumolekulide kinnipüüdmise protsess. Selleks moodustuvad membraani pinnale spetsiaalsed kõõlused, mis justkui ümbritsevad vedelikutilka, moodustades mulli, mille membraan seejärel “alla neelab”.
Eksotsütoos – on pöördprotsess, mille käigus rakk vabastab sekretoorse funktsionaalse vedeliku läbi membraani pinnale.

Rakumembraani struktuur

Rakumembraanis on kolm lipiidide klassi:

fosfolipiidid (need on rasvade ja fosfori kombinatsioon),
glükolipiidid (rasvade ja süsivesikute kombinatsioon),
kolesterooli.

Fosfolipiidid ja glükolipiidid koosnevad omakorda hüdrofiilsest peast, millesse ulatuvad kaks pikka hüdrofoobset saba. Kolesterool seevastu hõivab nende sabade vahelise ruumi, takistades nende paindumist, kõik see muudab teatud rakkude membraani teatud juhtudel väga jäigaks. Lisaks kõigele sellele reguleerivad kolesterooli molekulid rakumembraani struktuuri.

Aga olgu kuidas on, rakumembraani struktuuri kõige olulisem osa on valk, õigemini erinevad valgud, mis täidavad erinevaid olulisi rolle. Vaatamata membraanis sisalduvate valkude mitmekesisusele, on midagi, mis neid ühendab – rõngakujulised lipiidid paiknevad kõigi membraanivalkude ümber. Rõngakujulised lipiidid on spetsiaalsed struktureeritud rasvad, mis toimivad valkude kaitsekestana, ilma milleta need lihtsalt ei töötaks.

Rakumembraani struktuur on kolmekihiline: rakumembraani aluseks on homogeenne vedel lipiidikiht. Valgud katavad seda mõlemalt poolt nagu mosaiik. Just valgud mängivad lisaks ülalkirjeldatud funktsioonidele ka omapäraste kanalite rolli, mille kaudu membraani läbivad ained, mis ei suuda tungida läbi membraani vedela kihi. Nende hulka kuuluvad näiteks kaaliumi- ja naatriumioonid, nende membraanist läbitungimiseks pakub loodus rakumembraanide spetsiaalseid ioonkanaleid. Teisisõnu tagavad valgud rakumembraanide läbilaskvuse.

Kui vaatame rakumembraani läbi mikroskoobi, näeme lipiidide kihti, mille moodustavad väikesed sfäärilised molekulid, millel hõljuvad valgud nagu merel. Nüüd teate, millised ained on rakumembraani osa.

Rakumembraan, video

Ja lõpuks õpetlik video rakumembraani kohta.

Rakumembraan.
Rakumembraan eraldab mis tahes raku sisu väliskeskkonnast, tagades selle terviklikkuse; reguleerib raku ja keskkonna vahelist vahetust; rakusisesed membraanid jagavad raku spetsiaalseteks suletud sektsioonideks – kambriteks ehk organellideks, milles säilivad teatud keskkonnatingimused.
Struktuur.
Rakumembraan on lipiidide (rasvade) klassi molekulide topeltkiht (kakskiht), millest enamik on nn komplekslipiidid - fosfolipiidid. Lipiidimolekulidel on hüdrofiilne ("pea") ja hüdrofoobne ("saba") osa. Membraanide moodustumisel pöörduvad molekulide hüdrofoobsed osad sissepoole, hüdrofiilsed osad aga väljapoole. Membraanid on erinevates organismides väga sarnased struktuurid. Membraani paksus on 7-8 nm. (10-9 meetrit)
hüdrofiilsus- aine võime olla veega märjaks.
hüdrofoobsus- aine võimetus olla veega märjaks.
Bioloogiline membraan sisaldab ka erinevaid valke:
- integraalne (läbi membraani tungiv)
- poolintegreeritud (ühest otsast sukeldatud välimisse või sisemisse lipiidikihti)
- pindmine (asub membraani välisküljel või sisemiste külgede kõrval).
Mõned valgud on rakumembraani kokkupuutepunktid tsütoskeletiga rakus ja rakuseinaga (kui see on olemas) väljaspool.
tsütoskelett- raku karkass raku sees.
Funktsioonid.
1) Barjäär- tagab reguleeritud, selektiivse, passiivse ja aktiivse ainevahetuse keskkonnaga.
2) Transport- ained transporditakse läbi membraani rakku ja sealt välja.maatriks - tagab membraanivalkude kindla suhtelise asendi ja orientatsiooni, nende optimaalse vastasmõju.
3) Mehaaniline- tagab raku autonoomia, selle rakusisesed struktuurid, aga ka ühenduse teiste rakkudega (kudedes) Rakkudevahelisel ainel on oluline roll mehaanilise funktsiooni tagamisel.
4) Retseptor- mõned valgud membraanis on retseptorid (molekulid, mille abil rakk tajub teatud signaale).
Näiteks veres ringlevad hormoonid toimivad ainult sihtrakkudele, millel on nendele hormoonidele vastavad retseptorid. Neurotransmitterid (kemikaalid, mis juhivad närviimpulsse) seonduvad ka sihtrakkude spetsiifiliste retseptorvalkudega.
Hormoonid- bioloogiliselt aktiivsed signaalkemikaalid.
5) Ensümaatiline Membraanvalgud on sageli ensüümid. Näiteks sooleepiteelirakkude plasmamembraanid sisaldavad seedeensüüme.
6) Biopotentsiaalide tekitamise ja läbiviimise rakendamine.
Membraani abil hoitakse rakus konstantset ioonide kontsentratsiooni: K + iooni kontsentratsioon rakus on palju suurem kui väljaspool ja Na + kontsentratsioon palju madalam, mis on väga oluline, kuna see säilitab potentsiaalide erinevuse üle membraani ja tekitab närviimpulsi.
närviimpulss – erutuslaine, mis edastatakse mööda närvikiudu.
7) Rakkude märgistamine- membraanil on antigeenid, mis toimivad markeritena - "sildid", mis võimaldavad teil rakku tuvastada. Need on glükoproteiinid (st valgud, mille külge on kinnitatud hargnenud oligosahhariidide kõrvalahelad), mis täidavad "antennide" rolli. Arvukate külgahelate konfiguratsioonide tõttu on võimalik iga rakutüübi jaoks teha spetsiifiline marker. Markerite abil suudavad rakud teisi rakke ära tunda ja nendega koos tegutseda, näiteks moodustades elundeid ja kudesid. Samuti võimaldab see immuunsüsteemil võõraid antigeene ära tunda.
läbilaskvuse omadused.
Rakumembraanidel on selektiivne läbilaskvus: nad tungivad aeglaselt läbi mitmel viisil:
Glükoos on peamine energiaallikas.

Aminohapped on ehitusplokid, mis moodustavad kõik keha valgud.

Rasvhapped – struktuursed, energeetilised ja muud funktsioonid.

Glütserool – paneb kehas vett kinni hoidma ja vähendab uriini teket.

Ioonid on reaktsioonide ensüümid.

Veelgi enam, membraanid ise reguleerivad seda protsessi teatud määral aktiivselt - mõned ained läbivad, teised aga mitte. Ainete rakku sisenemiseks või nende eemaldamiseks rakust väljapoole on neli peamist mehhanismi:
Passiivse läbilaskvuse mehhanismid:
1) Difusioon.
Selle mehhanismi variant on hõlbustatud difusioon, mille puhul konkreetne molekul aitab ainel membraani läbida. Sellel molekulil võib olla kanal, mis laseb läbi ainult ühte tüüpi ainet.
difusioon-ühe aine molekulide vastastikuse tungimise protsess teise aine molekulide vahele.
Osmoos– ühesuunalise difusiooni protsess läbi lahustimolekulide poolläbilaskva membraani lahustunud aine suurema kontsentratsiooni suunas.
Normaalset vererakku ümbritsev membraan läbib ainult veemolekule, hapnikku, mõningaid veres lahustunud toitaineid ja raku jääkaineid.
Aktiivsed läbilaskvusmehhanismid:
1) Aktiivne transport.
aktiivne transport– aine ülekandmine madala kontsentratsiooniga piirkonnast kõrge kontsentratsiooniga piirkonda.
Aktiivne transport nõuab energiat, kuna see liigub madala kontsentratsiooniga piirkonnast kõrge kontsentratsiooniga piirkonda. Membraanil on spetsiaalsed pumbavalgud, mis pumpavad aktiivselt rakku kaaliumiioone (K +) ja pumpavad sealt välja naatriumioone (Na +), energiana toimib ATP.
ATP– universaalne energiaallikas kõigi biokeemiliste protsesside jaoks. .(rohkem hiljem)
2) Endotsütoos.
Osakesed, mis mingil põhjusel ei suuda läbida rakumembraani, kuid on rakule vajalikud, võivad endotsütoosi teel läbi membraani tungida.
Endotsütoos– välise materjali omastamise protsess raku poolt.
Membraani selektiivne läbilaskvus passiivse transpordi ajal on tingitud spetsiaalsetest kanalitest - integraalsetest valkudest. Nad tungivad läbi ja läbi membraani, moodustades omamoodi läbipääsu. Elementidel K, Na ja Cl on oma kanalid. Kontsentratsioonigradiendi suhtes liiguvad nende elementide molekulid rakku sisse ja välja. Ärrituse korral avanevad naatriumioonikanalid ja naatriumiioonide sissevool rakku toimub järsult. Selle tulemuseks on membraanipotentsiaali tasakaalustamatus. Pärast seda taastatakse membraani potentsiaal. Alati on avatud kaaliumikanalid, mille kaudu sisenevad kaaliumiioonid aeglaselt rakku.
Membraani struktuur
Läbilaskvus
aktiivne transport
Osmoos
Endotsütoos