membran sel tumbuhan. Struktur dan fungsi membran biologi

Membran sel tumbuhan adalah salah satu organel yang menyelubungi sitoplasma dan berfungsi sebagai penghalang khusus antara kandungan dalaman dan persekitaran luaran. Organoid ini juga mempunyai nama lain yang diterima dalam sains biologi: membran plasma, plasmalemma dan cytolemma. Ia dikaji sepenuhnya hanya baru-baru ini - pada tahun tujuh puluhan abad yang lalu, satu kejayaan dalam kajian dikaitkan dengan kemunculan mikroskop elektron pertama, yang sangat memudahkan kerja penyelidik. Eksperimen saintifik pertama yang melibatkan plasmalemma, dan menerima keputusan penting, telah dijalankan pada tahun 1925. Membran sel sel tumbuhan mempunyai sifat yang membezakannya daripada organel haiwan yang serupa. Artikel ini akan membincangkan ciri-ciri ini secara terperinci.

Dan fungsinya tidak jauh berbeza dalam organisma yang berbeza. Kebanyakan spesies mempunyai struktur membran plasma berikut:

1. lapisan luar. Ia terdiri daripada protein, tidak berterusan, mempunyai saluran khas dalam strukturnya, terdiri daripada ion, yang berfungsi untuk mengangkut bahan di dalam yang tidak dapat mengatasi lapisan tengah secara bebas.
2. lapisan tengah. Jika tidak - bilipid atau berlemak. Ia cair dan agak homogen, kerana pelbagai jenis protein yang terdapat di lapisan luar dapat menembusi di dalamnya. Ia mengandungi beberapa jenis lipid: fosfolipid, kolesterol dan glikolipid. Kolesterol tidak selalu ada. Lipid mempunyai kepala, yang dianggap hidrofilik, serta dua hujung panjang, yang, sebaliknya, adalah hidrofobik.
3. Lapisan dalam. Sama seperti lapisan luar, terdiri daripada protein. Juga, lapisan protein mempunyai lipid anulus khas, yang berfungsi sebagai filem pelindung untuk mereka, memastikan kerja mereka.

Lapisan protein membran sel tumbuhan terdiri daripada:

• protein integral. Diagihkan merentasi keseluruhan lebar plasmalemma;
• separuh kamiran. Terbenam di dalam, tetapi tidak melalui sitolemma;
• persisian. Hadir hanya pada permukaan.

Dipertimbangkan di atas, yang kebanyakannya sama dalam spesies yang berbeza, ia masih mempunyai sedikit perbezaan dalam organisma seperti tumbuhan, kulat dan bakteria. Untuk memahami intipati perbezaan ini, adalah perlu untuk mempertimbangkan tugas yang diselesaikan plasmalemma dalam organisma tumbuhan.

Tonton video tentang struktur sel dan membran sel.

Membran sel tumbuhan melakukan fungsi berikut:

1. Penghantaran. Menggalakkan pengambilan nutrien penting. Mengawal pertukaran keseluruhan sel dengan persekitaran luaran.
2. Matriks. Bertanggungjawab untuk lokasi organel dalaman yang lain, membetulkan kedudukan mereka dan menggalakkan interaksi mereka antara satu sama lain.
3. Peraturan metabolisme tenaga. Menyediakan aliran pelbagai proses, dari fotosintesis kepada respirasi sel. Proses ini mustahil tanpa saluran protein plasmalemma.
4. Penghasilan enzim. Enzim dihasilkan dalam lapisan protein membran plasma beberapa sel.

Dalam sel haiwan dan tumbuhan, struktur membran sel adalah sama, tetapi fungsi yang mereka lakukan adalah berbeza. Ini dapat dijelaskan dengan kehadiran tumbuhan. Dinding ini adalah organoid tambahan yang menutupi sitolemma dari luar, dan, sebagai hasilnya, mengambil beberapa fungsinya.

Fungsi yang diambil alih oleh dinding sel:

• pelindung. Dinding ini kuat, yang membantu mengelakkan kerosakan mekanikal. Ia juga secara terpilih membenarkan molekul masuk ke dalam, menghalang molekul yang patogen daripada masuk;
• pembentukan stok. Beberapa bahan berguna disimpan di dinding untuk digunakan sekiranya berlaku keadaan buruk, serta untuk memastikan pertumbuhan dan perkembangan;
• mengawal tekanan dalaman. Prestasi fungsi ini secara langsung berkaitan dengan kekuatan badan;
• interaksi dengan sel lain. Kehadiran saluran khas di dinding membolehkan anda bertukar maklumat tentang keadaan persekitaran luaran.

Dinding yang dipertimbangkan mengambil beberapa fungsi yang dilakukan dalam organisma haiwan oleh sitolemma. Ini kerana struktur membran tumbuhan dan beberapa spesies lain mungkin berbeza.

Nilai sitolemma untuk badan

Walaupun fakta bahawa dalam tumbuhan banyak fungsi telah diwakilkan dari sitolemma kepada organel lain, ia masih memainkan peranan yang sangat penting dalam kehidupan organisma.

Ia adalah dengan bantuan plasmalemma bahawa proses metabolik utama berlaku, dinyatakan oleh tindak balas berikut:

1. Eksositosis. Pelepasan ke luar bahan yang telah diproses sebelum ini, atau dibentuk khusus untuk memasuki persekitaran luaran (contohnya, hormon atau enzim). Untuk mengeluarkannya, vesikel khas terbentuk pada permukaan dalaman sitolemma, yang melalui barisan lipid, dan kemudian kandungannya dilepaskan ke luar.
2. Fagositosis. Penyerapan oleh sitolemma zarah nutrien tertentu dan pemprosesan selanjutnya. Sel-sel khas yang dipanggil fagosit, yang melekat pada sitolemma, bertanggungjawab untuk proses ini.
3. Pinositosis. Penyerapan oleh plasmalemma molekul cecair yang berdekatan dengannya. Ini dilakukan oleh flagella khas yang terletak di permukaan plasmalemma, kerana cecair yang memasuki permukaan mengambil bentuk titisan dan boleh ditangkap.

Oleh kerana kehadiran saluran ion, sejumlah bahan yang diperlukan untuk hidup masuk melalui sitolemma. Kepentingan saluran ini hampir tidak boleh dianggarkan terlalu tinggi, kepentingannya ditunjukkan, sekurang-kurangnya, oleh fakta bahawa jika saluran kehilangan nadanya dan berhenti melaksanakan fungsinya dengan betul, sel akan mengalami kebuluran oksigen, yang mana, selepas beberapa waktu, ia boleh merosot menjadi sel kanser. .

Dalam sel tumbuhan, bukan sahaja sitolemma, tetapi juga dinding sel bertanggungjawab untuk proses pemakanan, oleh itu sangat penting bahawa gabungan organel ini berada dalam keadaan yang betul, kehidupan secara langsung bergantung kepada ini.

Adakah anda fikir semua fungsi membran sel ditunjukkan dalam bahan? Mungkin di antara kamu ada yang paling prihatin, siapa tahu satu fungsi yang lebih tidak penting? Kongsi pemerhatian anda pada

Alam semula jadi telah mencipta banyak organisma dan sel, tetapi walaupun ini, struktur dan kebanyakan fungsi membran biologi adalah sama, yang membolehkan kita mempertimbangkan strukturnya dan mengkaji sifat utamanya tanpa terikat pada jenis sel tertentu.

Apakah membran?

Membran adalah elemen pelindung yang merupakan bahagian penting dalam sel mana-mana organisma hidup.

Unit struktur dan fungsi semua organisma hidup di planet ini ialah sel. Aktiviti pentingnya berkait rapat dengan persekitaran tempat ia bertukar tenaga, maklumat, jirim. Jadi, tenaga pemakanan yang diperlukan untuk berfungsi sel datang dari luar dan dibelanjakan untuk pelaksanaan pelbagai fungsinya.

Struktur unit struktur termudah bagi organisma hidup: membran organel, pelbagai kemasukan. Ia dikelilingi oleh membran, di dalamnya terdapat nukleus dan semua organel. Ini adalah mitokondria, lisosom, ribosom, retikulum endoplasma. Setiap elemen struktur mempunyai membran sendiri.

Peranan dalam kehidupan sel

Membran biologi memainkan peranan kemuncak dalam struktur dan fungsi sistem hidup asas. Hanya sel yang dikelilingi oleh cangkang pelindung boleh dipanggil organisma. Proses seperti metabolisme juga dijalankan kerana kehadiran membran. Sekiranya integriti strukturnya dilanggar, ini membawa kepada perubahan dalam keadaan fungsi organisma secara keseluruhan.

Membran sel dan fungsinya

Ia memisahkan sitoplasma sel dari persekitaran luaran atau dari membran. Membran sel memastikan prestasi fungsi tertentu yang betul, spesifik hubungan antara sel dan manifestasi imun, dan menyokong perbezaan transmembran dalam potensi elektrik. Ia mengandungi reseptor yang boleh melihat isyarat kimia - hormon, mediator dan komponen aktif biologi yang lain. Reseptor ini memberikan keupayaan lain - untuk mengubah aktiviti metabolik sel.

Fungsi membran:

1. Pemindahan aktif bahan.

2. Pemindahan pasif bahan:

2.1. Penyebaran adalah mudah.

2.2. pengangkutan melalui pori-pori.

2.3. Pengangkutan dilakukan melalui resapan pembawa bersama bahan membran atau dengan menyampaikan bahan di sepanjang rantai molekul pembawa.

3. Pemindahan bukan elektrolit kerana resapan yang mudah dan dipermudahkan.

Struktur membran sel

Komponen membran sel ialah lipid dan protein.

Lipid: fosfolipid, phosphatidylethanolamine, sphingomyelin, phosphatidylinositol dan phosphatidylserine, glycolipids. Perkadaran lipid ialah 40-90%.

Protein: persisian, integral (glikoprotein), spektrin, aktin, sitoskeleton.

Unsur struktur utama ialah lapisan ganda molekul fosfolipid.

Membran bumbung: definisi dan tipologi

Beberapa statistik. Di wilayah Persekutuan Rusia, membran telah digunakan sebagai bahan bumbung tidak lama dahulu. Bahagian bumbung membran daripada jumlah keseluruhan papak bumbung lembut hanya 1.5%. Bumbung bitumen dan mastic telah menjadi lebih meluas di Rusia. Tetapi di Eropah Barat, bumbung membran menyumbang 87%. Perbezaannya amat ketara.

Sebagai peraturan, membran sebagai bahan utama dalam bumbung bertindih adalah sesuai untuk bumbung rata. Bagi mereka yang mempunyai berat sebelah yang besar, ia adalah kurang sesuai.

Jumlah pengeluaran dan penjualan bumbung membran dalam pasaran domestik mempunyai trend pertumbuhan yang positif. kenapa? Sebabnya lebih jelas:

• Hayat perkhidmatan adalah kira-kira 60 tahun. Bayangkan, hanya tempoh jaminan penggunaan, yang ditetapkan oleh pengeluar, mencapai 20 tahun.
• Kemudahan pemasangan. Sebagai perbandingan: pemasangan bumbung bitumen mengambil masa 1.5 kali lebih banyak daripada pemasangan lantai membran.
• Kemudahan penyelenggaraan dan kerja pembaikan.

Ketebalan membran bumbung boleh 0.8-2 mm, dan berat purata satu meter persegi ialah 1.3 kg.

Ciri-ciri membran bumbung:

• keanjalan;
• kekuatan;
• rintangan kepada sinar ultraviolet dan media penceroboh lain;
• rintangan fros;
• kalis api.

Terdapat tiga jenis membran bumbung. Ciri pengelasan utama ialah jenis bahan polimer yang membentuk asas kanvas. Jadi, membran bumbung adalah:

• tergolong dalam kumpulan EPDM, dibuat berdasarkan monomer etilena-propilena-diena terpolimerisasi, dengan kata lain, Kelebihan: kekuatan tinggi, keanjalan, rintangan air, keramahan alam sekitar, kos rendah. Kelemahan: teknologi pelekat untuk menyambungkan kanvas menggunakan pita khas, sendi kekuatan rendah. Skop aplikasi: digunakan sebagai bahan kalis air untuk siling terowong, sumber air, simpanan sisa, takungan tiruan dan semula jadi, dsb.
• Membran PVC. Ini adalah cengkerang, dalam pengeluaran yang polivinil klorida digunakan sebagai bahan utama. Kelebihan: Rintangan UV, rintangan api, pelbagai warna kepingan membran yang luas. Kelemahan: rintangan rendah kepada bahan bitumen, minyak, pelarut; memancarkan bahan berbahaya ke atmosfera; warna kanvas semakin pudar dari semasa ke semasa.
• TPO. Diperbuat daripada olefin termoplastik. Mereka boleh diperkukuh dan tidak diperkukuh. Yang pertama dilengkapi dengan mesh poliester atau kain gentian kaca. Kelebihan: keramahan alam sekitar, ketahanan, keanjalan tinggi, rintangan suhu (kedua-dua pada suhu tinggi dan rendah), sambungan kimpalan jahitan kanvas. Kelemahan: kategori harga tinggi, kekurangan pengeluar di pasaran domestik.

Membran berprofil: ciri, fungsi dan faedah

Membran berprofil adalah satu inovasi dalam pasaran pembinaan. Membran sedemikian digunakan sebagai bahan kalis air.

Bahan yang digunakan dalam pembuatan adalah polietilena. Yang terakhir ini terdiri daripada dua jenis: polietilena tekanan tinggi (LDPE) dan polietilena tekanan rendah (HDPE).

Ciri teknikal membran daripada LDPE dan HDPE

Indeks
Kekuatan tegangan (MPa)
Pemanjangan tegangan (%)
Ketumpatan (kg / m3)
Kekuatan mampatan (MPa)
Kekuatan hentaman (takik) (KJ/sqm)
Modulus lentur (MPa)
Kekerasan (MPa)
Suhu operasi (˚С)	-60 hingga +80	-60 hingga +80
Kadar harian penyerapan air (%)

Membran berprofil yang diperbuat daripada polietilena tekanan tinggi mempunyai permukaan khas - jerawat berongga. Ketinggian formasi ini boleh berbeza dari 7 hingga 20 mm. Permukaan dalaman membran adalah licin. Ini membolehkan lenturan bahan binaan tanpa masalah.

Perubahan dalam bentuk bahagian individu membran dikecualikan, kerana tekanan diagihkan secara sama rata ke seluruh kawasannya kerana kehadiran semua tonjolan yang sama. Geomembrane boleh digunakan sebagai penebat pengudaraan. Dalam kes ini, pertukaran haba percuma di dalam bangunan dipastikan.

Faedah membran berprofil:

• peningkatan kekuatan;
• rintangan haba;
• kestabilan pengaruh kimia dan biologi;
• hayat perkhidmatan yang panjang (lebih daripada 50 tahun);
• kemudahan pemasangan dan penyelenggaraan;
• kos berpatutan.

Membran berprofil terdiri daripada tiga jenis:

• dengan satu lapisan;
• dengan kanvas dua lapisan = geotekstil + membran saliran;
• dengan kanvas tiga lapisan = permukaan licin + geotekstil + membran saliran.

Membran berprofil satu lapisan digunakan untuk melindungi kalis air utama, pemasangan dan pembongkaran penyediaan konkrit dinding dengan kelembapan yang tinggi. Satu pelindung dua lapisan digunakan semasa peralatan. Satu lapisan tiga digunakan pada tanah yang sesuai dengan tanah yang naik beku dan dalam.

Kawasan kegunaan untuk membran saliran

Membran berprofil mendapati aplikasinya dalam bidang berikut:

1. Asas kalis air asas. Menyediakan perlindungan yang boleh dipercayai terhadap pengaruh merosakkan air bawah tanah, sistem akar tumbuhan, penenggelaman tanah, dan kerosakan mekanikal.
2. Saliran dinding asas. Meneutralkan kesan air bawah tanah, pemendakan dengan memindahkannya ke sistem saliran.
3. Jenis mendatar - perlindungan terhadap ubah bentuk akibat ciri struktur.
4. Analog penyediaan konkrit. Ia digunakan dalam kes kerja pembinaan pada pembinaan bangunan di zon air bawah tanah yang rendah, dalam kes di mana kalis air mendatar digunakan untuk melindungi daripada kelembapan kapilari. Juga, fungsi membran berprofil termasuk ketaktelapan laitance simen ke dalam tanah.
5. Pengudaraan permukaan dinding dengan tahap kelembapan yang tinggi. Ia boleh dipasang di bahagian dalam dan di luar bilik. Dalam kes pertama, peredaran udara diaktifkan, dan dalam kes kedua, kelembapan dan suhu optimum dipastikan.
6. Bumbung terbalik terpakai.

Membran resapan super

Membran superdiffusion adalah bahan generasi baru, tujuan utamanya adalah untuk melindungi unsur-unsur struktur bumbung daripada fenomena angin, pemendakan, dan wap.

Pengeluaran bahan pelindung adalah berdasarkan penggunaan bukan tenunan, gentian padat berkualiti tinggi. Di pasaran domestik, membran tiga lapisan dan empat lapisan adalah popular. Ulasan pakar dan pengguna mengesahkan bahawa lebih banyak lapisan mendasari reka bentuk, lebih kuat fungsi perlindungannya, dan oleh itu lebih tinggi kecekapan tenaga bilik secara keseluruhan.

Bergantung pada jenis bumbung, ciri reka bentuknya, keadaan iklim, pengeluar mengesyorkan memberi keutamaan kepada satu atau satu lagi jenis membran resapan. Jadi, ia wujud untuk bumbung nada struktur kompleks dan ringkas, untuk bumbung nada dengan cerun minimum, untuk bumbung berlipat, dsb.

Membran superdiffusion diletakkan terus pada lapisan penebat haba, lantai dari papan. Tidak perlu ada jurang pengudaraan. Bahan itu diikat dengan kurungan khas atau paku keluli. Tepi helaian resapan disambungkan. Kerja boleh dilakukan walaupun dalam keadaan yang melampau: dalam tiupan angin yang kuat, dsb.

Di samping itu, salutan yang dimaksudkan boleh digunakan sebagai penutup bumbung sementara.

Membran PVC: intipati dan tujuan

Membran PVC adalah bahan bumbung yang diperbuat daripada polivinil klorida dan mempunyai sifat kenyal. Bahan bumbung moden sedemikian sepenuhnya menggantikan analog roll bitumen, yang mempunyai kelemahan yang ketara - keperluan untuk penyelenggaraan dan pembaikan yang sistematik. Hari ini, ciri ciri membran PVC memungkinkan untuk menggunakannya semasa menjalankan kerja pembaikan pada bumbung rata lama. Ia juga digunakan semasa memasang bumbung baru.

Bumbung yang diperbuat daripada bahan sedemikian mudah digunakan, dan pemasangannya boleh dilakukan pada sebarang jenis permukaan, pada bila-bila masa sepanjang tahun dan di bawah sebarang keadaan cuaca. Membran PVC mempunyai sifat berikut:

• kekuatan;
• kestabilan apabila terdedah kepada sinaran UV, pelbagai jenis kerpasan, titik dan beban permukaan.

Berkat sifat uniknya, membran PVC akan melayani anda dengan setia selama bertahun-tahun. Tempoh penggunaan bumbung sedemikian adalah sama dengan tempoh operasi bangunan itu sendiri, manakala bahan bumbung bergulung memerlukan pembaikan tetap, dan dalam beberapa kes bahkan membongkar dan memasang lantai baru.

Di antara mereka sendiri, kepingan membran PVC disambungkan dengan kimpalan nafas panas, suhunya berada dalam julat 400-600 darjah Celsius. Sambungan ini dimeterai sepenuhnya.

Kelebihan membran PVC

Kelebihan mereka adalah jelas:

• fleksibiliti sistem bumbung, yang paling konsisten dengan projek pembinaan;
• jahitan penyambung yang tahan lama dan kedap udara di antara kepingan membran;
• toleransi ideal terhadap perubahan iklim, keadaan cuaca, suhu, kelembapan;
• peningkatan kebolehtelapan wap, yang menyumbang kepada penyejatan kelembapan terkumpul di ruang bawah bumbung;
• banyak pilihan warna;
• sifat memadam kebakaran;
• keupayaan untuk mengekalkan sifat dan penampilan asal untuk tempoh yang lama;
• Membran PVC adalah bahan yang benar-benar mesra alam, yang disahkan oleh sijil yang berkaitan;
• proses pemasangan adalah mekanikal, jadi ia tidak akan mengambil banyak masa;
• peraturan operasi membenarkan pemasangan pelbagai tambahan seni bina secara langsung di atas bumbung membran PVC itu sendiri;
• penggayaan satu lapisan akan menjimatkan wang anda;
• kemudahan penyelenggaraan dan pembaikan.

Kain membran

Kain membran telah lama dikenali dalam industri tekstil. Kasut dan pakaian diperbuat daripada bahan ini: untuk orang dewasa dan kanak-kanak. Membran - asas fabrik membran, dibentangkan dalam bentuk filem polimer nipis dan mempunyai ciri-ciri seperti rintangan air dan kebolehtelapan wap. Untuk penghasilan bahan ini, filem ini ditutup dengan lapisan pelindung luar dan dalam. Struktur mereka ditentukan oleh membran itu sendiri. Ini dilakukan untuk memelihara semua sifat berguna walaupun dalam kes kerosakan. Dalam erti kata lain, pakaian membran tidak menjadi basah apabila terdedah kepada pemendakan dalam bentuk salji atau hujan, tetapi pada masa yang sama ia dengan sempurna melepasi wap dari badan ke persekitaran luaran. Daya pengeluaran ini membolehkan kulit bernafas.

Memandangkan semua perkara di atas, kita boleh menyimpulkan bahawa pakaian musim sejuk yang ideal dibuat daripada kain sedemikian. Membran, yang terletak di dasar kain, boleh:

• dengan liang;
• tanpa liang;
• digabungkan.

Teflon termasuk dalam komposisi membran dengan banyak mikropori. Dimensi liang-liang tersebut tidak mencapai dimensi setitik air, tetapi lebih besar daripada molekul air, yang menunjukkan rintangan air dan keupayaan untuk mengeluarkan peluh.

Membran yang tidak mempunyai liang biasanya diperbuat daripada poliuretana. Lapisan dalam mereka menumpukan semua rembesan peluh-lemak badan manusia dan menolaknya keluar.

Struktur membran gabungan membayangkan kehadiran dua lapisan: berliang dan licin. Kain ini mempunyai ciri-ciri berkualiti tinggi dan akan bertahan selama bertahun-tahun.

Terima kasih kepada kelebihan ini, pakaian dan kasut yang diperbuat daripada fabrik membran dan direka untuk dipakai pada musim sejuk adalah tahan lama, tetapi ringan, dan melindungi dengan sempurna daripada fros, kelembapan dan habuk. Mereka sangat diperlukan untuk banyak jenis rekreasi musim sejuk yang aktif, mendaki gunung.

Membran sel.

Membran sel memisahkan kandungan mana-mana sel daripada persekitaran luaran, memastikan integritinya; mengawal pertukaran antara sel dan persekitaran; membran intraselular membahagikan sel kepada petak tertutup khusus - petak atau organel, di mana keadaan persekitaran tertentu dikekalkan.

Struktur.

Membran sel adalah lapisan berganda (bilayer) molekul kelas lipid (lemak), yang kebanyakannya adalah lipid kompleks yang dipanggil - fosfolipid. Molekul lipid mempunyai bahagian hidrofilik (“kepala”) dan hidrofobik (“ekor”). Semasa pembentukan membran, bahagian hidrofobik molekul bertukar ke dalam, manakala bahagian hidrofilik bertukar ke luar. Membran adalah struktur yang sangat serupa dalam organisma yang berbeza. Ketebalan membran ialah 7-8 nm. (10-9 meter)

hidrofilik- keupayaan sesuatu bahan untuk dibasahi oleh air.
hidrofobisiti- ketidakupayaan sesuatu bahan untuk dibasahi oleh air.

Membran biologi juga termasuk pelbagai protein:
- integral (menembusi membran melalui)
- semi-integral (direndam pada satu hujung ke dalam lapisan lipid luar atau dalam)
- cetek (terletak di bahagian luar atau bersebelahan dengan bahagian dalam membran).
Sesetengah protein ialah titik sentuhan membran sel dengan sitoskeleton di dalam sel, dan dinding sel (jika ada) di luar.

sitoskeleton- perancah sel di dalam sel.

Fungsi.

1) Penghalang- menyediakan metabolisme terkawal, selektif, pasif dan aktif dengan persekitaran.

2) Pengangkutan- melalui membran terdapat pengangkutan bahan masuk dan keluar dari sel. matriks - menyediakan kedudukan relatif tertentu dan orientasi protein membran, interaksi optimum mereka.

3) Mekanikal- memastikan autonomi sel, struktur intraselnya, serta sambungan dengan sel lain (dalam tisu).Bahan antara sel memainkan peranan yang besar dalam memastikan fungsi mekanikal.

4) Reseptor- sesetengah protein dalam membran adalah reseptor (molekul yang mana sel menerima isyarat tertentu).

Sebagai contoh, hormon yang beredar dalam darah hanya bertindak pada sel sasaran yang mempunyai reseptor yang sepadan dengan hormon tersebut. Neurotransmitter (bahan kimia yang menghantar impuls saraf) juga mengikat kepada protein reseptor tertentu pada sel sasaran.

Hormon- bahan kimia isyarat aktif secara biologi.

5) Enzim Protein membran selalunya enzim. Sebagai contoh, membran plasma sel epitelium usus mengandungi enzim pencernaan.

6) Pelaksanaan penjanaan dan pengaliran potensi bio.
Dengan bantuan membran, kepekatan ion yang berterusan dikekalkan di dalam sel: kepekatan ion K + di dalam sel jauh lebih tinggi daripada di luar, dan kepekatan Na + jauh lebih rendah, yang sangat penting, kerana ini mengekalkan perbezaan potensi merentas membran dan menjana impuls saraf.

impuls saraf – gelombang pengujaan yang dihantar sepanjang gentian saraf.

7) Pelabelan sel- terdapat antigen pada membran yang bertindak sebagai penanda - "label" yang membolehkan anda mengenal pasti sel. Ini adalah glikoprotein (iaitu, protein dengan rantai sisi oligosakarida bercabang yang melekat padanya) yang memainkan peranan sebagai "antena". Oleh kerana pelbagai konfigurasi rantai sisi, adalah mungkin untuk membuat penanda khusus untuk setiap jenis sel. Dengan bantuan penanda, sel boleh mengenali sel lain dan bertindak bersamanya, contohnya, apabila membentuk organ dan tisu. Ia juga membolehkan sistem imun mengenali antigen asing.

ciri kebolehtelapan.

Membran sel mempunyai kebolehtelapan terpilih: ia perlahan-lahan menembusinya dalam pelbagai cara:

• Glukosa adalah sumber tenaga utama.
• Asid amino adalah blok binaan yang membentuk semua protein dalam badan.
• Asid lemak - struktur, tenaga dan fungsi lain.
• Gliserol - menjadikan badan mengekalkan air dan mengurangkan pengeluaran air kencing.
• Ion ialah enzim untuk tindak balas.

Lebih-lebih lagi, membran itu sendiri secara aktif mengawal proses ini ke tahap tertentu - sesetengah bahan melepasi, sementara yang lain tidak. Terdapat empat mekanisme utama untuk kemasukan bahan ke dalam sel atau penyingkirannya dari sel ke luar:

Mekanisme kebolehtelapan pasif:

1) Penyebaran.

Varian mekanisme ini dipermudahkan resapan, di mana molekul tertentu membantu bahan melalui membran. Molekul ini mungkin mempunyai saluran yang membenarkan hanya satu jenis bahan melaluinya.

Penyebaran- proses penembusan bersama molekul satu bahan antara molekul yang lain.

Osmosis– proses resapan sehala melalui membran separa telap molekul pelarut ke arah kepekatan zat terlarut yang lebih tinggi.

Membran yang mengelilingi sel darah normal hanya telap kepada molekul air, oksigen, beberapa nutrien yang terlarut dalam darah, dan bahan buangan selular.

Mekanisme kebolehtelapan aktif:

1) Pengangkutan aktif.

pengangkutan aktif– pemindahan bahan dari kawasan berkepekatan rendah ke kawasan berkepekatan tinggi.

Pengangkutan aktif memerlukan tenaga, kerana ia bergerak dari kawasan berkepekatan rendah ke kawasan berkepekatan tinggi. Terdapat protein pam khas pada membran yang secara aktif mengepam ion kalium (K +) ke dalam sel dan mengepam ion natrium (Na +) daripadanya, ATP berfungsi sebagai tenaga.

ATP– sumber tenaga sejagat untuk semua proses biokimia. .(selanjutnya nanti)

2) Endositosis.

Zarah yang atas sebab tertentu tidak dapat melintasi membran sel, tetapi diperlukan untuk sel, boleh menembusi membran secara endositosis.

Endositosis– proses pengambilan bahan luar oleh sel.

Kebolehtelapan terpilih membran semasa pengangkutan pasif adalah disebabkan oleh saluran khas - protein integral. Mereka menembusi membran melalui dan melalui, membentuk sejenis laluan. Unsur K, Na dan Cl mempunyai salurannya sendiri. Berkenaan dengan kecerunan kepekatan, molekul unsur-unsur ini bergerak masuk dan keluar dari sel. Apabila jengkel, saluran ion natrium terbuka, dan terdapat kemasukan mendadak ion natrium ke dalam sel. Ini mengakibatkan ketidakseimbangan dalam potensi membran. Selepas itu, potensi membran dipulihkan. Saluran kalium sentiasa terbuka, di mana ion kalium perlahan-lahan memasuki sel.

Struktur membran

Kebolehtelapan

pengangkutan aktif

Osmosis

Endositosis

9.5.1. Salah satu fungsi utama membran ialah penyertaan dalam pengangkutan bahan. Proses ini disediakan oleh tiga mekanisme utama: resapan mudah, resapan terfasilitasi dan pengangkutan aktif (Rajah 9.10). Ingat ciri yang paling penting bagi mekanisme ini dan contoh bahan yang diangkut dalam setiap kes.

Rajah 9.10. Mekanisme pengangkutan molekul merentasi membran

resapan mudah- pemindahan bahan melalui membran tanpa penyertaan mekanisme khas. Pengangkutan berlaku sepanjang kecerunan kepekatan tanpa penggunaan tenaga. Biomolekul kecil - H2O, CO2, O2, urea, bahan hidrofobik berat molekul rendah diangkut melalui resapan mudah. Kadar resapan mudah adalah berkadar dengan kecerunan kepekatan.

Penyebaran yang dipermudahkan- pemindahan bahan merentasi membran menggunakan saluran protein atau protein pembawa khas. Ia dijalankan sepanjang kecerunan kepekatan tanpa penggunaan tenaga. Monosakarida, asid amino, nukleotida, gliserol, beberapa ion diangkut. Kinetik tepu adalah ciri - pada kepekatan tertentu (menepu) bahan yang dipindahkan, semua molekul pembawa mengambil bahagian dalam pemindahan dan kelajuan pengangkutan mencapai nilai yang mengehadkan.

pengangkutan aktif- juga memerlukan penyertaan protein pembawa khas, tetapi pemindahan berlaku terhadap kecerunan kepekatan dan oleh itu memerlukan tenaga. Dengan bantuan mekanisme ini, ion Na+, K+, Ca2+, Mg2+ diangkut melalui membran sel, dan proton melalui membran mitokondria. Pengangkutan aktif bahan dicirikan oleh kinetik tepu.

9.5.2. Contoh sistem pengangkutan yang melakukan pengangkutan ion aktif ialah Na+,K+ -adenosine triphosphatase (Na+,K+ -ATPase atau Na+,K+ -pam). Protein ini terletak dalam ketebalan membran plasma dan mampu memangkinkan tindak balas hidrolisis ATP. Tenaga yang dibebaskan semasa hidrolisis 1 molekul ATP digunakan untuk memindahkan 3 ion Na + dari sel ke ruang ekstraselular dan 2 ion K + dalam arah yang bertentangan (Rajah 9.11). Hasil daripada tindakan Na + , K + -ATPase, perbezaan kepekatan tercipta antara sitosol sel dan cecair ekstraselular. Oleh kerana pengangkutan ion tidak setara, perbezaan dalam potensi elektrik timbul. Oleh itu, potensi elektrokimia timbul, iaitu jumlah tenaga perbezaan potensi elektrik Δφ dan tenaga perbezaan kepekatan bahan ΔС pada kedua-dua belah membran.

Rajah 9.11. Skim Na+, K+ -pam.

9.5.3. Pemindahan melalui membran zarah dan sebatian makromolekul

Bersama-sama dengan pengangkutan bahan organik dan ion yang dijalankan oleh pembawa, terdapat mekanisme yang sangat istimewa dalam sel yang direka untuk menyerap dan mengeluarkan sebatian makromolekul dari sel dengan mengubah bentuk biomembran. Mekanisme sedemikian dipanggil pengangkutan vesikular.

Rajah 9.12. Jenis pengangkutan vesikular: 1 - endositosis; 2 - eksositosis.

Semasa pemindahan makromolekul, pembentukan berurutan dan gabungan vesikel (vesikel) yang dikelilingi oleh membran berlaku. Mengikut arah pengangkutan dan sifat bahan yang dipindahkan, jenis pengangkutan vesikular berikut dibezakan:

Endositosis(Rajah 9.12, 1) - pemindahan bahan ke dalam sel. Bergantung pada saiz vesikel yang terhasil, terdapat:

A) pinositosis - penyerapan cecair dan makromolekul terlarut (protein, polisakarida, asid nukleik) menggunakan gelembung kecil (diameter 150 nm);

b) fagositosis — penyerapan zarah besar, seperti mikroorganisma atau serpihan sel. Dalam kes ini, vesikel besar terbentuk, dipanggil fagosom dengan diameter lebih daripada 250 nm.

Pinositosis adalah ciri kebanyakan sel eukariotik, manakala zarah besar diserap oleh sel khusus - leukosit dan makrofaj. Pada peringkat pertama endositosis, bahan atau zarah terserap pada permukaan membran; proses ini berlaku tanpa penggunaan tenaga. Pada peringkat seterusnya, membran dengan bahan terserap semakin dalam ke dalam sitoplasma; invaginasi tempatan membran plasma yang terhasil diikat dari permukaan sel, membentuk vesikel, yang kemudiannya berhijrah ke dalam sel. Proses ini disambungkan oleh sistem mikrofilamen dan bergantung kepada tenaga. Vesikel dan fagosom yang memasuki sel boleh bergabung dengan lisosom. Enzim yang terkandung dalam lisosom memecahkan bahan yang terkandung dalam vesikel dan fagosom kepada produk berat molekul rendah (asid amino, monosakarida, nukleotida), yang diangkut ke sitosol, di mana ia boleh digunakan oleh sel.

Eksositosis(Rajah 9.12, 2) - pemindahan zarah dan sebatian besar daripada sel. Proses ini, seperti endositosis, diteruskan dengan penyerapan tenaga. Jenis utama eksositosis ialah:

A) rembesan - penyingkiran daripada sel sebatian larut air yang digunakan atau menjejaskan sel-sel badan yang lain. Ia boleh dijalankan oleh kedua-dua sel bukan khusus dan sel kelenjar endokrin, mukosa saluran gastrousus, disesuaikan untuk rembesan bahan yang mereka hasilkan (hormon, neurotransmitter, proenzim), bergantung kepada keperluan khusus badan. .

Protein yang dirembeskan disintesis pada ribosom yang berkaitan dengan membran retikulum endoplasma kasar. Protein ini kemudiannya diangkut ke radas Golgi, di mana ia diubah suai, ditumpukan, disusun, dan kemudian dibungkus ke dalam vesikel, yang dibelah ke dalam sitosol dan seterusnya bercantum dengan membran plasma supaya kandungan vesikel berada di luar sel.

Tidak seperti makromolekul, zarah kecil yang dirembeskan, seperti proton, diangkut keluar dari sel menggunakan resapan dipermudah dan mekanisme pengangkutan aktif.

b) perkumuhan - penyingkiran daripada sel bahan yang tidak boleh digunakan (contohnya, penyingkiran bahan retikular daripada retikulosit semasa erythropoiesis, yang merupakan sisa agregat organel). Mekanisme perkumuhan, nampaknya, terdiri daripada fakta bahawa pada mulanya zarah yang dikumuhkan berada dalam vesikel sitoplasma, yang kemudiannya bergabung dengan membran plasma.

Bukan rahsia kepada sesiapa sahaja bahawa semua makhluk hidup di planet kita terdiri daripada sel-sel mereka, bahan organik "" yang tidak terkira banyaknya ini. Sel, sebaliknya, dikelilingi oleh membran pelindung khas - membran yang memainkan peranan yang sangat penting dalam kehidupan sel, dan fungsi membran sel tidak terhad untuk melindungi sel, tetapi mewakili mekanisme paling kompleks yang terlibat. dalam pembiakan sel, pemakanan, dan penjanaan semula.

Apakah membran sel

Perkataan "membran" itu sendiri diterjemahkan dari bahasa Latin sebagai "filem", walaupun membran itu bukan sekadar sejenis filem di mana sel itu dibalut, tetapi gabungan dua filem yang saling berkaitan dan mempunyai sifat yang berbeza. Sebenarnya, membran sel ialah cangkang lipoprotein (lemak-protein) tiga lapisan yang memisahkan setiap sel daripada sel jiran dan persekitaran, dan menjalankan pertukaran terkawal antara sel dan persekitaran, ini adalah definisi akademik tentang apa sel membran adalah.

Nilai membran adalah sangat besar, kerana ia bukan sahaja memisahkan satu sel dari yang lain, tetapi juga memastikan interaksi sel, baik dengan sel lain dan dengan persekitaran.

Sejarah penyelidikan membran sel

Sumbangan penting kepada kajian membran sel telah dibuat oleh dua saintis Jerman Gorter dan Grendel pada tahun 1925. Pada masa itu mereka berjaya menjalankan eksperimen biologi yang kompleks pada sel darah merah - eritrosit, di mana saintis menerima apa yang dipanggil "bayangan", cangkang kosong eritrosit, yang dilipat menjadi satu longgokan dan mengukur kawasan permukaan, dan juga mengira jumlah lipid di dalamnya. Berdasarkan jumlah lipid yang diperoleh, para saintis membuat kesimpulan bahawa ia hanya cukup untuk lapisan dua membran sel.

Pada tahun 1935, sepasang lagi penyelidik membran sel, kali ini orang Amerika Daniel dan Dawson, selepas beberapa siri eksperimen panjang, menentukan kandungan protein dalam membran sel. Jika tidak, adalah mustahil untuk menjelaskan mengapa membran mempunyai tegangan permukaan yang tinggi. Para saintis dengan bijak membentangkan model membran sel dalam bentuk sandwic, di mana peranan roti dimainkan oleh lapisan lipid-protein homogen, dan di antara mereka bukannya mentega adalah kekosongan.

Pada tahun 1950, dengan kemunculan teori elektronik Daniel dan Dawson, sudah mungkin untuk mengesahkan pemerhatian praktikal - pada mikrograf membran sel, lapisan kepala lipid dan protein dan juga ruang kosong di antara mereka jelas kelihatan.

Pada tahun 1960, ahli biologi Amerika J. Robertson mengembangkan teori tentang struktur tiga lapisan membran sel, yang untuk masa yang lama dianggap sebagai satu-satunya yang benar, tetapi dengan perkembangan sains selanjutnya, keraguan tentang kemaksumannya mula muncul. Jadi, sebagai contoh, dari sudut pandangan sel, ia akan menjadi sukar dan susah payah untuk mengangkut bahan berguna yang diperlukan melalui keseluruhan "sandwic"

Dan hanya pada tahun 1972, ahli biologi Amerika S. Singer dan G. Nicholson dapat menjelaskan ketidakkonsistenan teori Robertson dengan bantuan model mozek cecair baru membran sel. Khususnya, mereka mendapati bahawa membran sel tidak homogen dalam komposisi, lebih-lebih lagi, ia tidak simetri dan dipenuhi dengan cecair. Di samping itu, sel sentiasa bergerak. Dan protein terkenal yang membentuk membran sel mempunyai struktur dan fungsi yang berbeza.

Sifat dan fungsi membran sel

Sekarang mari kita lihat fungsi yang dilakukan oleh membran sel:

Fungsi penghalang membran sel - membran, sebagai pengawal sempadan sebenar, berjaga di atas sempadan sel, melambatkan, tidak membiarkan molekul berbahaya atau tidak sesuai.

Fungsi pengangkutan membran sel - membran bukan sahaja pengawal sempadan di pintu sel, tetapi juga sejenis pusat pemeriksaan kastam, di mana pertukaran bahan berguna dengan sel lain dan persekitaran sentiasa berlalu.

Fungsi matriks - ia adalah membran sel yang menentukan lokasi relatif antara satu sama lain, mengawal interaksi antara mereka.

Fungsi mekanikal - bertanggungjawab untuk sekatan satu sel dari yang lain dan selari untuk sambungan yang betul sel antara satu sama lain, untuk pembentukan mereka menjadi tisu homogen.

Fungsi perlindungan membran sel adalah asas untuk membina perisai pelindung sel. Secara semula jadi, fungsi ini boleh dicontohi oleh kayu keras, kulit padat, cangkerang pelindung, semuanya disebabkan oleh fungsi perlindungan membran.

Fungsi enzimatik adalah satu lagi fungsi penting yang dilakukan oleh beberapa protein sel. Sebagai contoh, disebabkan oleh fungsi ini, sintesis enzim pencernaan berlaku dalam epitelium usus.

Selain itu, sebagai tambahan kepada semua ini, metabolisme sel dijalankan melalui membran sel, yang boleh berlaku dalam tiga tindak balas yang berbeza:

• Fagositosis adalah pertukaran selular di mana sel fagositik tertanam dalam menangkap membran dan mencerna pelbagai nutrien.
• Pinositosis - adalah proses penangkapan oleh membran sel, molekul cecair yang bersentuhan dengannya. Untuk melakukan ini, sulur khas terbentuk pada permukaan membran, yang nampaknya mengelilingi setitik cecair, membentuk gelembung, yang kemudiannya "ditelan" oleh membran.
• Eksositosis - adalah proses terbalik, apabila sel membebaskan cecair berfungsi rembesan melalui membran ke permukaan.

Struktur membran sel

Terdapat tiga kelas lipid dalam membran sel:

• fosfolipid (ia adalah gabungan lemak dan fosforus),
• glikolipid (gabungan lemak dan karbohidrat),
• kolesterol.

Fosfolipid dan glikolipid pula terdiri daripada kepala hidrofilik, di mana dua ekor hidrofobik panjang memanjang. Kolesterol, sebaliknya, menduduki ruang antara ekor ini, menghalangnya daripada membongkok, semua ini dalam beberapa kes menjadikan membran sel tertentu sangat tegar. Sebagai tambahan kepada semua ini, molekul kolesterol mengawal struktur membran sel.

Walau bagaimanapun, bahagian paling penting dalam struktur membran sel adalah protein, atau lebih tepatnya protein berbeza yang memainkan pelbagai peranan penting. Walaupun kepelbagaian protein yang terkandung dalam membran, terdapat sesuatu yang menyatukan mereka - lipid anulus terletak di sekeliling semua protein membran. Lipid anulus ialah lemak berstruktur khas yang berfungsi sebagai sejenis cangkerang pelindung untuk protein, tanpanya ia tidak akan berfungsi.

Struktur membran sel mempunyai tiga lapisan: asas membran sel adalah lapisan lipid cecair homogen. Protein menutupinya di kedua-dua belah seperti mozek. Ia adalah protein yang, sebagai tambahan kepada fungsi yang diterangkan di atas, juga memainkan peranan saluran pelik yang melaluinya bahan melalui membran yang tidak dapat menembusi lapisan cecair membran. Ini termasuk, sebagai contoh, ion kalium dan natrium; untuk penembusannya melalui membran, alam menyediakan saluran ion khas membran sel. Dengan kata lain, protein menyediakan kebolehtelapan membran sel.

Jika kita melihat membran sel melalui mikroskop, kita akan melihat lapisan lipid yang terbentuk oleh molekul sfera kecil di mana protein terapung seperti di laut. Sekarang anda tahu bahan apa yang merupakan sebahagian daripada membran sel.

Membran sel, video

Dan akhirnya, video pendidikan tentang membran sel.