Struktur molekul membran sel. Struktur dan fungsi membran biologi

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

Apakah membran?

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

Struktur dan unit berfungsi daripada 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 satu elemen struktur mempunyai selaput sendiri.

Peranan dalam kehidupan sel

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

Membran sel dan fungsinya

Ia memisahkan sitoplasma sel dari persekitaran luaran atau dari membran. Membran sel memastikan prestasi yang betul bagi fungsi tertentu, 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 bahan secara aktif.

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. Dalam wilayah Persekutuan Russia membran sebagai bahan bumbung telah digunakan tidak lama dahulu. Graviti tertentu bumbung membran daripada jumlah nombor siling bumbung lembut hanya 1.5%. Lagi penggunaan yang meluas di Rusia menerima bumbung bitumen dan mastic. Tetapi dalam 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 itu EPDM, dibuat berdasarkan polimer etilena-propilena-diena-monomer, 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; dilepaskan ke atmosfera bahan berbahaya; warna kanvas 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 tinggi dan pada suhu rendah), sambungan dikimpal pada 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 adalah dua jenis: polietilena tekanan tinggi(PVD) dan polietilena tekanan rendah (HDPE).

Spesifikasi teknikal Membran PVD 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:

Asas kalis air asas. Menyediakan perlindungan yang boleh dipercayai terhadap pengaruh merosakkan air bawah tanah, sistem akar tumbuhan, penenggelaman tanah, dan kerosakan mekanikal.
Saliran dinding asas. Meneutralkan kesan air bawah tanah, pemendakan dengan memindahkannya ke sistem saliran.
Jenis mendatar - perlindungan terhadap ubah bentuk akibat ciri struktur.
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.
Pengudaraan permukaan dinding dengan tahap kelembapan yang tinggi. Boleh dipasang di dalam dan di luar rumah luar premis. Dalam kes pertama, ia diaktifkan peredaran udara, dan yang kedua memberikan kelembapan dan suhu yang optimum.
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 Kualiti tinggi. Di pasaran domestik, membran tiga lapisan dan empat lapisan adalah popular. Maklum balas daripada pakar dan pengguna mengesahkan bahawa lebih banyak lapisan mendasari reka bentuk, lebih kuat ia. fungsi perlindungan, dan oleh itu kecekapan tenaga yang lebih tinggi bagi 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 dijalankan walaupun dalam keadaan yang melampau: dalam tiupan yang kuat angin, 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 lama. jenis rata. 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.

Ia adalah terima kasih kepada mereka sifat unik 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 perubahan iklim yang sempurna, 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 asal untuk tempoh yang lama dan penampilan;
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 kain membran, dibentangkan dalam bentuk filem polimer nipis dan mempunyai ciri-ciri seperti rintangan air dan kebolehtelapan wap. Untuk pengeluaran bahan ini filem ini ditutup dengan luar dan dalam lapisan pelindung. Struktur mereka ditentukan oleh membran itu sendiri. Ini dilakukan untuk menyelamatkan semua sifat berguna walaupun rosak. 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 tinggi ciri kualiti 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 ramai orang spesies aktif rekreasi musim sejuk, mendaki gunung.

luar membran sel(plasmalemma, cytolemma, membran plasma) sel haiwan ditutup pada bahagian luar (iaitu, pada bahagian yang tidak bersentuhan dengan sitoplasma) dengan lapisan rantai oligosakarida secara kovalen melekat pada protein membran (glikoprotein) dan, pada tahap yang lebih rendah, pada lipid (glikolipid). Salutan karbohidrat membran ini dipanggil glycocalyx. Tujuan glycocalyx masih belum jelas; terdapat andaian bahawa struktur ini mengambil bahagian dalam proses pengecaman antara sel.

Dalam sel tumbuhan di atas membran sel luar adalah lapisan selulosa padat dengan liang di mana komunikasi dijalankan antara sel-sel jiran melalui jambatan sitoplasma.

sel cendawan di atas plasmalemma - lapisan padat kitin.

Pada bakteria – mureina.

Sifat membran biologi

1. Keupayaan untuk memasang sendiri selepas kesan yang merosakkan. Sifat ini ditentukan oleh ciri fizikokimia molekul fosfolipid, yang dalam larutan akueus dipasang bersama supaya hujung hidrofilik molekul bertukar ke luar, dan hujung hidrofobik bertukar ke dalam. Protein boleh dimasukkan ke dalam lapisan fosfolipid siap sedia. Keupayaan untuk memasang sendiri adalah penting di peringkat selular.

2. Separa telap(selektiviti dalam penghantaran ion dan molekul). Memastikan pengekalan kestabilan komposisi ionik dan molekul dalam sel.

3. Kecairan membran. Membran bukanlah struktur tegar; ia sentiasa berubah-ubah disebabkan oleh pergerakan putaran dan ayunan molekul lipid dan protein. Ini memberikan kadar aliran tinggi enzimatik dan lain-lain proses kimia dalam membran.

4. Serpihan membran tidak mempunyai hujung bebas, kerana ia ditutup dalam buih.

Fungsi membran sel luar (plasmalemma)

Fungsi utama plasmalemma adalah seperti berikut: 1) penghalang, 2) reseptor, 3) pertukaran, 4) pengangkutan.

1. fungsi penghalang. Ia dinyatakan dalam fakta bahawa plasmalemma mengehadkan kandungan sel, memisahkannya dari persekitaran luaran, dan membran intrasel membahagikan sitoplasma kepada reaksioner yang berasingan. petak.

2. fungsi reseptor. Satu daripada fungsi penting plasmalemma adalah untuk memastikan komunikasi (sambungan) sel dengan persekitaran luaran melalui radas reseptor yang terdapat dalam membran, yang mempunyai sifat protein atau glikoprotein. Fungsi utama pembentukan reseptor plasmalemma adalah pengiktirafan isyarat luaran, yang mana sel-sel berorientasikan dengan betul dan membentuk tisu dalam proses pembezaan. Aktiviti pelbagai sistem pengawalseliaan, serta pembentukan tindak balas imun, dikaitkan dengan fungsi reseptor.

fungsi pertukaran ditentukan oleh kandungan protein enzim dalam membran biologi, yang merupakan pemangkin biologi. Aktiviti mereka berbeza-beza bergantung pada pH medium, suhu, tekanan, kepekatan kedua-dua substrat dan enzim itu sendiri. Enzim menentukan keamatan tindak balas utama metabolisme, serta orientasi.

Fungsi pengangkutan membran. Membran menyediakan penembusan terpilih ke dalam sel dan dari sel ke persekitaran pelbagai bahan kimia. Pengangkutan bahan adalah perlu untuk mengekalkan pH yang sesuai dalam sel, kepekatan ionik yang betul, yang memastikan kecekapan enzim selular. Pengangkutan membekalkan nutrien yang berfungsi sebagai sumber tenaga, serta bahan untuk pembentukan pelbagai komponen selular. Ia menentukan penyingkiran sisa toksik daripada sel, rembesan pelbagai bahan berguna dan penciptaan kecerunan ionik yang diperlukan untuk aktiviti saraf dan otot. Perubahan dalam kadar pemindahan bahan boleh menyebabkan gangguan dalam proses biotenaga, metabolisme garam air. , keterujaan dan proses lain. Pembetulan perubahan ini mendasari tindakan banyak ubat.

Terdapat dua cara utama di mana bahan memasuki sel dan keluar dari sel ke persekitaran luaran;

Pengangkutan pasif,

pengangkutan aktif.

Pengangkutan pasif mengikut kecerunan kepekatan kimia atau elektrokimia tanpa menggunakan tenaga ATP. Jika molekul bahan yang diangkut tidak mempunyai cas, maka arah pengangkutan pasif hanya ditentukan oleh perbezaan kepekatan bahan ini pada kedua-dua belah membran (kecerunan kepekatan kimia). Jika molekul dicas, maka pengangkutannya dipengaruhi oleh kedua-dua kecerunan kepekatan kimia dan kecerunan elektrik (potensi membran).

Kedua-dua kecerunan bersama-sama membentuk kecerunan elektrokimia. Pengangkutan pasif bahan boleh dilakukan dalam dua cara: resapan mudah dan resapan termudah.

Dengan penyebaran mudah ion garam dan air boleh menembusi melalui saluran terpilih. Saluran ini dibentuk oleh beberapa protein transmembran yang membentuk laluan pengangkutan hujung ke hujung yang terbuka secara kekal atau hanya untuk masa yang singkat. Melalui saluran terpilih, pelbagai molekul menembusi, mempunyai saiz dan cas yang sepadan dengan saluran.

Terdapat satu lagi cara resapan mudah - ini ialah resapan bahan melalui dwilapisan lipid, yang melaluinya bahan larut lemak dan air mudah melepasi. Dwilapisan lipid tidak telap kepada molekul bercas (ion), dan pada masa yang sama, molekul kecil yang tidak bercas boleh meresap secara bebas, dan semakin kecil molekul, semakin cepat ia diangkut. Kadar resapan air yang agak tinggi melalui dwilapisan lipid adalah disebabkan oleh saiz molekulnya yang kecil dan ketiadaan cas.

Dengan penyebaran dipermudahkan protein terlibat dalam pengangkutan bahan - pembawa yang bekerja pada prinsip "ping-pong". Dalam kes ini, protein wujud dalam dua keadaan konformasi: dalam keadaan "pong", tapak pengikatan bahan yang diangkut terbuka di luar dwilapisan, dan dalam keadaan "ping", tapak yang sama dibuka pada yang lain. sebelah. Proses ini boleh diterbalikkan. Dari sisi mana tapak pengikatan bahan akan terbuka pada masa tertentu bergantung pada kecerunan kepekatan bahan ini.

Dengan cara ini, gula dan asid amino melalui membran.

Dengan resapan termudah, kadar pengangkutan bahan meningkat dengan ketara berbanding dengan resapan mudah.

Sebagai tambahan kepada protein pembawa, beberapa antibiotik, seperti gramicidin dan valinomycin, terlibat dalam penyebaran termudah.

Kerana mereka menyediakan pengangkutan ion, mereka dipanggil ionofor.

Pengangkutan aktif bahan dalam sel. Pengangkutan jenis ini sentiasa datang dengan kos tenaga. Sumber tenaga yang diperlukan untuk pengangkutan aktif ialah ATP. Ciri ciri pengangkutan jenis ini ialah ia dijalankan dalam dua cara:

dengan bantuan enzim yang dipanggil ATPase;

pengangkutan dalam pembungkusan membran (endositosis).

AT membran sel luar mengandungi protein enzim seperti ATPase, yang fungsinya menyediakan pengangkutan aktif ion melawan kecerunan kepekatan. Oleh kerana mereka menyediakan pengangkutan ion, proses ini dipanggil pam ion.

Terdapat empat sistem pengangkutan ion utama dalam sel haiwan. Tiga daripadanya menyediakan pemindahan melalui membran biologi.Na + dan K +, Ca +, H +, dan yang keempat - pemindahan proton semasa operasi rantai pernafasan mitokondria.

Contoh mekanisme pengangkutan ion aktif ialah pam natrium-kalium dalam sel haiwan. Ia mengekalkan kepekatan malar ion natrium dan kalium dalam sel, yang berbeza daripada kepekatan bahan-bahan ini dalam persekitaran: biasanya, terdapat kurang ion natrium dalam sel berbanding dengan persekitaran, dan lebih banyak kalium.

Akibatnya, mengikut undang-undang resapan mudah, kalium cenderung meninggalkan sel, dan natrium meresap ke dalam sel. Berbeza dengan resapan mudah, pam natrium-kalium sentiasa mengepam keluar natrium dari sel dan menyuntik kalium: untuk tiga molekul natrium yang dibuang, terdapat dua molekul kalium yang dimasukkan ke dalam sel.

Pengangkutan ion natrium-kalium ini disediakan oleh enzim yang bergantung kepada ATP, yang disetempatkan dalam membran sedemikian rupa sehingga ia menembusi keseluruhan ketebalannya, C dalam membran, natrium dan ATP memasuki enzim ini, dan kalium dari luar.

Pemindahan natrium dan kalium merentasi membran berlaku akibat perubahan konformasi yang dilalui oleh ATPase yang bergantung kepada natrium-kalium, yang diaktifkan apabila kepekatan natrium di dalam sel atau kalium dalam persekitaran meningkat.

Hidrolisis ATP diperlukan untuk menggerakkan pam ini. Proses ini disediakan oleh enzim ATP-ase yang bergantung kepada natrium-potassium. Pada masa yang sama, lebih daripada satu pertiga daripada ATP yang digunakan oleh sel haiwan semasa rehat dibelanjakan untuk kerja pam natrium - kalium.

Pelanggaran fungsi pam natrium - kalium yang betul membawa kepada pelbagai penyakit serius.

Kecekapan pam ini melebihi 50%, yang tidak dicapai oleh mesin paling canggih yang dicipta oleh manusia.

Banyak sistem pengangkutan aktif didorong oleh tenaga yang disimpan dalam kecerunan ionik dan bukannya oleh hidrolisis langsung ATP. Kesemuanya berfungsi sebagai sistem pengangkutan bersama (memudahkan pengangkutan sebatian berat molekul rendah). Sebagai contoh, pengangkutan aktif gula dan asid amino tertentu ke dalam sel haiwan ditentukan oleh kecerunan ion natrium, dan semakin tinggi kecerunan ion natrium, semakin besar kadar penyerapan glukosa. Sebaliknya, jika kepekatan natrium dalam ruang antara sel berkurangan dengan ketara, pengangkutan glukosa terhenti. Dalam kes ini, natrium mesti bergabung dengan protein pembawa glukosa yang bergantung kepada natrium, yang mempunyai dua tapak pengikatan: satu untuk glukosa, satu lagi untuk natrium. Ion natrium yang menembusi ke dalam sel menyumbang kepada pengenalan protein pembawa ke dalam sel bersama-sama dengan glukosa. Ion natrium yang telah memasuki sel bersama-sama dengan glukosa dipam keluar semula oleh ATPase yang bergantung kepada natrium-potassium, yang, mengekalkan kecerunan kepekatan natrium, secara tidak langsung mengawal pengangkutan glukosa.

Pengangkutan bahan dalam pembungkusan membran. Molekul besar biopolimer boleh dikatakan tidak boleh menembusi plasmalemma oleh mana-mana mekanisme pengangkutan bahan yang dinyatakan di atas ke dalam sel. Mereka ditangkap oleh sel dan diserap dalam pakej membran, yang dipanggil endositosis. Yang terakhir secara rasmi dibahagikan kepada fagositosis dan pinositosis. Penangkapan zarah pepejal oleh sel ialah fagositosis, dan cecair - pinositosis. Semasa endositosis, peringkat berikut diperhatikan:

penerimaan bahan yang diserap kerana reseptor dalam membran sel;

invaginasi membran dengan pembentukan gelembung (vesikel);

pemisahan vesikel endositik dari membran dengan perbelanjaan tenaga - pembentukan fagosom dan pemulihan integriti membran;

Percantuman fagosom dengan lisosom dan pembentukan fagolisosom (vakuol pencernaan) di mana pencernaan zarah yang diserap berlaku;

penyingkiran bahan yang tidak tercerna dalam fagolisosom daripada sel ( eksositosis).

Dalam dunia haiwan endositosis adalah cara khas untuk memberi makan kepada banyak organisma uniselular (contohnya, dalam amoeba), dan di kalangan organisma multiselular jenis pencernaan zarah makanan ini terdapat dalam sel endodermal dalam coelenterates. Bagi mamalia dan manusia, mereka mempunyai sistem reticulo-histio-endothelial sel dengan keupayaan untuk endositosis. Contohnya adalah leukosit darah dan sel Kupffer hati. Yang terakhir melapisi apa yang dipanggil kapilari sinusoidal hati dan menangkap pelbagai zarah asing yang terampai dalam darah. Eksositosis- ini juga merupakan cara untuk mengeluarkan daripada sel organisma multiselular substrat yang dirembeskan olehnya, yang diperlukan untuk fungsi sel, tisu dan organ lain.

Membran sel mempunyai cukup struktur kompleks yang boleh dilihat dengan mikroskop elektron. Secara kasarnya, ia terdiri daripada lapisan ganda lipid (lemak), di mana peptida (protein) yang berbeza dimasukkan di tempat yang berbeza. Jumlah ketebalan membran adalah kira-kira 5-10 nm.

Pelan umum struktur membran sel adalah universal untuk seluruh dunia yang hidup. Walau bagaimanapun, membran haiwan mengandungi kemasukan kolesterol, yang menentukan ketegarannya. Perbezaan antara membran kerajaan organisma yang berbeza terutamanya berkaitan dengan pembentukan supra-membran (lapisan). Jadi pada tumbuhan dan kulat di atas membran (di luar) terdapat dinding sel. Dalam tumbuhan, ia terdiri terutamanya daripada selulosa, dan dalam kulat - bahan kitin. Pada haiwan, lapisan epimembran dipanggil glycocalyx.

Nama lain untuk membran sel ialah membran sitoplasma atau membran plasma.

Kajian yang lebih mendalam tentang struktur membran sel mendedahkan banyak cirinya yang berkaitan dengan fungsi yang dilakukan.

Lipid dwilapisan terutamanya terdiri daripada fosfolipid. Ini adalah lemak, satu hujungnya mengandungi sisa asid fosforik, yang mempunyai sifat hidrofilik (iaitu, menarik molekul air). Hujung kedua fosfolipid ialah rantaian asid lemak yang mempunyai sifat hidrofobik (tidak membentuk ikatan hidrogen dengan air).

Molekul fosfolipid dalam membran sel berbaris dalam dua baris supaya "hujung" hidrofobiknya berada di bahagian dalam dan "kepala" hidrofilik berada di luar. Ternyata struktur yang cukup kuat yang melindungi kandungan sel dari persekitaran luaran.

Kemasukan protein dalam membran sel diagihkan secara tidak sekata, di samping itu, ia mudah alih (kerana fosfolipid dalam dwilapisan mempunyai mobiliti sisi). Sejak 70-an abad XX, orang mula bercakap tentang struktur cecair-mosaik membran sel.

Bergantung pada bagaimana protein adalah sebahagian daripada membran, terdapat tiga jenis protein: integral, separa bersepadu dan persisian. Protein integral melepasi seluruh ketebalan membran, dan hujungnya melekat pada kedua-dua belahnya. Mereka terutamanya melaksanakan fungsi pengangkutan. Dalam protein semi-integral, satu hujung terletak di ketebalan membran, dan yang kedua keluar (dari luar atau dalam) sisi. Mereka melakukan fungsi enzimatik dan reseptor. Protein periferal terletak pada bahagian luar atau permukaan dalam selaput.

Ciri-ciri struktur membran sel menunjukkan bahawa ia adalah komponen utama kompleks permukaan sel, tetapi bukan satu-satunya. Komponen lain adalah lapisan supra-membran dan lapisan sub-membran.

Glikokaliks (lapisan supramembran haiwan) dibentuk oleh oligosakarida dan polisakarida, serta protein periferal dan bahagian yang menonjol dari protein integral. Komponen glycocalyx melakukan fungsi reseptor.

Sebagai tambahan kepada glycocalyx, sel haiwan juga mempunyai pembentukan supra-membran lain: lendir, kitin, perilemma (serupa dengan membran).

Pembentukan supra-membran dalam tumbuhan dan kulat ialah dinding sel.

Lapisan submembran sel adalah sitoplasma permukaan (hyaloplasma) dengan sistem kontraktil sokongan sel termasuk di dalamnya, fibril yang berinteraksi dengan protein yang membentuk membran sel. Pelbagai isyarat dihantar melalui sebatian molekul tersebut.

sel— mengawal sendiri unit struktur dan fungsian tisu dan organ. Teori selular tentang struktur organ dan tisu telah dibangunkan oleh Schleiden dan Schwann pada tahun 1839. Kemudian, dengan bantuan mikroskop elektron dan ultrasentrifugasi, adalah mungkin untuk menjelaskan struktur semua organel utama sel haiwan dan tumbuhan (Rajah 1).

nasi. 1. Skema struktur sel organisma haiwan

Bahagian utama sel ialah sitoplasma dan nukleus. Setiap sel dikelilingi oleh membran yang sangat nipis yang mengehadkan kandungannya.

Membran sel dipanggil membran plasma dan dicirikan oleh kebolehtelapan terpilih. Harta ini membolehkan nutrien penting dan unsur kimia masuk ke dalam sel, dan lebihan produk keluar daripadanya. Membran plasma terdiri daripada dua lapisan molekul lipid dengan kemasukan protein khusus di dalamnya. Lipid membran utama ialah fosfolipid. Ia mengandungi fosforus, kepala kutub, dan dua ekor asid lemak rantai panjang bukan kutub. Lipid membran termasuk kolesterol dan ester kolesterol. Selaras dengan model mozek cecair struktur, membran mengandungi kemasukan molekul protein dan lipid yang boleh bercampur berbanding dwilapisan. Bagi setiap jenis membran, mana-mana sel haiwan dicirikan oleh komposisi lipidnya yang agak malar.

Protein membran dibahagikan kepada dua jenis mengikut strukturnya: integral dan persisian. Protein periferi boleh dikeluarkan dari membran tanpa memusnahkannya. Terdapat empat jenis protein membran: protein pengangkutan, enzim, reseptor, dan protein struktur. Beberapa protein membran mempunyai aktiviti enzimatik, yang lain mengikat bahan tertentu dan menggalakkan pemindahannya ke dalam sel. Protein menyediakan beberapa laluan untuk pergerakan bahan merentasi membran: ia membentuk liang besar yang terdiri daripada beberapa subunit protein yang membolehkan molekul air dan ion bergerak antara sel; membentuk saluran ion khusus untuk pergerakan jenis ion tertentu merentasi membran dalam keadaan tertentu. Protein struktur dikaitkan dengan lapisan lipid dalam dan menyediakan sitoskeleton sel. Sitoskeleton memberikan kekuatan mekanikal membran sel. Dalam pelbagai membran, protein menyumbang 20 hingga 80% daripada jisim. Protein membran boleh bergerak bebas dalam satah sisi.

Karbohidrat juga terdapat dalam membran, yang boleh mengikat secara kovalen kepada lipid atau protein. Terdapat tiga jenis karbohidrat membran: glikolipid (gangliosida), glikoprotein dan proteoglikan. Kebanyakan lipid membran terdapat dalam keadaan cair dan mempunyai kecairan tertentu, i.e. keupayaan untuk bergerak dari satu kawasan ke kawasan lain. Di bahagian luar membran terdapat tapak reseptor yang mengikat pelbagai hormon. Bahagian spesifik membran yang lain tidak dapat mengecam dan mengikat beberapa protein asing kepada sel-sel ini dan pelbagai sebatian aktif secara biologi.

Ruang dalaman sel dipenuhi dengan sitoplasma, di mana kebanyakan tindak balas metabolisme selular yang dimangkin enzim berlaku. Sitoplasma terdiri daripada dua lapisan: bahagian dalam, dipanggil endoplasma, dan periferal, ektoplasma, yang mempunyai kelikatan tinggi dan tidak mempunyai butiran. Sitoplasma mengandungi semua komponen sel atau organel. Organel sel yang paling penting ialah retikulum endoplasma, ribosom, mitokondria, radas Golgi, lisosom, mikrofilamen dan mikrotubulus, peroksisom.

Retikulum endoplasmic ialah sistem saluran dan rongga yang saling berkait yang menembusi keseluruhan sitoplasma. Ia menyediakan pengangkutan bahan dari persekitaran dan dalam sel. Retikulum endoplasma juga berfungsi sebagai depot untuk ion Ca 2+ intraselular dan berfungsi sebagai tapak utama untuk sintesis lipid dalam sel.

Ribosom - zarah sfera mikroskopik dengan diameter 10-25 nm. Ribosom terletak bebas di dalam sitoplasma atau melekat pada permukaan luar membran retikulum endoplasma dan membran nuklear. Mereka berinteraksi dengan RNA maklumat dan pengangkutan, dan sintesis protein dijalankan di dalamnya. Mereka mensintesis protein yang memasuki tangki atau radas Golgi dan kemudian dilepaskan di luar. Ribosom yang bebas dalam sitoplasma mensintesis protein untuk digunakan oleh sel itu sendiri, dan ribosom yang dikaitkan dengan retikulum endoplasma menghasilkan protein yang dikeluarkan daripada sel. Pelbagai protein berfungsi disintesis dalam ribosom: protein pembawa, enzim, reseptor, protein sitoskeletal.

radas golgi dibentuk oleh sistem tubulus, tangki dan vesikel. Ia dikaitkan dengan retikulum endoplasma, dan bahan aktif secara biologi yang telah masuk ke sini disimpan dalam bentuk padat dalam vesikel rembesan. Yang terakhir ini sentiasa dipisahkan dari radas Golgi, diangkut ke membran sel dan bergabung dengannya, dan bahan-bahan yang terkandung dalam vesikel dikeluarkan dari sel dalam proses eksositosis.

Lisosom - zarah yang dikelilingi oleh membran dengan saiz 0.25-0.8 mikron. Ia mengandungi banyak enzim yang terlibat dalam pemecahan protein, polisakarida, lemak, asid nukleik, bakteria dan sel.

Peroksisom diperbuat daripada licin retikulum endoplasmic, menyerupai lisosom dan mengandungi enzim yang memangkinkan penguraian hidrogen peroksida, yang terbelah di bawah pengaruh peroksidase dan katalase.

Mitokondria mengandungi membran luar dan dalam dan merupakan "stesen tenaga" sel. Mitokondria ialah struktur bulat atau memanjang dengan membran berganda. Membran dalam membentuk lipatan yang menonjol ke dalam mitokondria - krista. ATP disintesis di dalamnya, substrat kitaran Krebs teroksida, dan banyak tindak balas biokimia dijalankan. Terbentuk dalam mitokondria Molekul ATP meresap ke semua bahagian sel. Mitokondria mengandungi sejumlah kecil DNA, RNA, ribosom, dan dengan penyertaan mereka, pembaharuan dan sintesis mitokondria baru berlaku.

Mikrofilamen adalah filamen protein nipis, terdiri daripada miosin dan aktin, dan membentuk radas kontraktil sel. Mikrofilamen terlibat dalam pembentukan lipatan atau protrusi membran sel, serta dalam pergerakan pelbagai struktur di dalam sel.

mikrotubul membentuk asas sitoskeleton dan memberikan kekuatannya. Sitoskeleton memberikan sel rupa dan bentuk ciri, berfungsi sebagai tapak untuk melekatkan organel intrasel dan pelbagai badan. AT sel saraf berkas mikrotubul terlibat dalam pengangkutan bahan dari badan sel ke hujung akson. Dengan penyertaan mereka, fungsi gelendong mitosis semasa pembahagian sel dijalankan. Mereka memainkan peranan unsur motor dalam vili dan flagela dalam eukariota.

Nukleus adalah struktur utama sel, terlibat dalam penghantaran sifat keturunan dan dalam sintesis protein. Nukleus dikelilingi oleh membran nuklear yang mengandungi banyak liang nuklear di mana pelbagai bahan ditukar antara nukleus dan sitoplasma. Di dalamnya terdapat nukleolus. Peranan penting nukleolus dalam sintesis RNA ribosom dan protein histon telah ditubuhkan. Selebihnya nukleus mengandungi kromatin, yang terdiri daripada DNA, RNA, dan beberapa protein tertentu.

Fungsi membran sel

Membran sel memainkan peranan penting dalam pengawalan metabolisme intrasel dan antara sel. Mereka selektif. Struktur khusus mereka memungkinkan untuk menyediakan fungsi penghalang, pengangkutan dan pengawalseliaan.

fungsi penghalang Ia menunjukkan dirinya dalam mengehadkan penembusan sebatian yang dibubarkan dalam air melalui membran. Membran tidak telap kepada molekul protein besar dan anion organik.

Fungsi pengawalseliaan membran ialah pengawalan metabolisme intrasel sebagai tindak balas kepada pengaruh kimia, biologi dan mekanikal. Pelbagai pengaruh dilihat oleh reseptor membran khas dengan perubahan seterusnya dalam aktiviti enzim.

fungsi pengangkutan melalui membran biologi boleh dijalankan secara pasif (penyebaran, penapisan, osmosis) atau dengan bantuan pengangkutan aktif.

Penyebaran - pergerakan gas atau zat terlarut sepanjang kepekatan dan kecerunan elektrokimia. Kadar resapan bergantung pada kebolehtelapan membran sel, serta kecerunan kepekatan untuk zarah tidak bercas, elektrik dan kecerunan kepekatan untuk zarah bercas. resapan mudah berlaku melalui dwilapisan lipid atau melalui saluran. Zarah bercas bergerak sepanjang kecerunan elektrokimia, manakala zarah tidak bercas mengikuti kecerunan kimia. Contohnya, oksigen, hormon steroid, urea, alkohol, dsb. menembusi lapisan lipid membran melalui resapan ringkas. Pelbagai ion dan zarah bergerak melalui saluran. Saluran ion dibentuk oleh protein dan dibahagikan kepada saluran berpagar dan tidak terkawal. Bergantung pada selektiviti, terdapat tali selektif ion yang membenarkan hanya satu ion melaluinya, dan saluran yang tidak mempunyai selektiviti. Saluran mempunyai mulut dan penapis terpilih, dan saluran terkawal mempunyai mekanisme pintu.

Penyebaran dipermudahkan - satu proses di mana bahan diangkut merentasi membran oleh protein pembawa membran khas. Dengan cara ini, asid amino dan monogula memasuki sel. Cara pengangkutan ini sangat pantas.

Osmosis - pergerakan air merentasi membran daripada larutan dengan tekanan osmotik yang lebih rendah kepada larutan dengan tekanan osmotik yang lebih tinggi.

Pengangkutan aktif - pemindahan bahan melawan kecerunan kepekatan menggunakan ATPase pengangkutan (pam ion). Pemindahan ini berlaku dengan perbelanjaan tenaga.

Pam Na + /K + -, Ca 2+ - dan H + telah dikaji dengan lebih meluas. Pam terletak pada membran sel.

Satu jenis pengangkutan aktif ialah endositosis dan eksositosis. Bahan yang lebih besar (protein, polisakarida, asid nukleik) yang tidak boleh dibawa merentasi saluran. Pengangkutan ini lebih biasa dalam sel epitelium usus, tubul renal, dan endothelium vaskular.

Pada Dalam endositosis, membran sel membentuk invaginasi ke dalam sel, yang, apabila diikat, bertukar menjadi vesikel. Semasa eksositosis, vesikel dengan kandungan dipindahkan ke membran sel dan bergabung dengannya, dan kandungan vesikel dilepaskan ke persekitaran ekstraselular.

Struktur dan fungsi membran sel

Untuk memahami proses yang memastikan kewujudan potensi elektrik dalam sel hidup, pertama sekali, anda perlu memahami struktur membran sel dan sifatnya.

Pada masa ini, model cecair-mosaik membran, yang dicadangkan oleh S. Singer dan G. Nicholson pada tahun 1972, menikmati pengiktirafan yang paling besar. Asas membran adalah lapisan dua fosfolipid (bilayer), serpihan hidrofobik molekul daripadanya direndam dalam ketebalan membran, dan kumpulan hidrofilik kutub berorientasikan ke luar, iaitu. ke dalam persekitaran akuatik di sekeliling (Rajah 2).

Protein membran disetempat pada permukaan membran atau boleh tertanam pada kedalaman yang berbeza dalam zon hidrofobik. Sesetengah protein menembusi membran melalui dan melalui, dan kumpulan hidrofilik yang berbeza dari protein yang sama terdapat pada kedua-dua belah membran sel. Protein yang terdapat dalam membran plasma memainkan peranan yang sangat peranan penting: mereka terlibat dalam pembentukan saluran ion, memainkan peranan pam membran dan pembawa pelbagai bahan, dan juga boleh melaksanakan fungsi reseptor.

Fungsi utama membran sel: penghalang, pengangkutan, pengawalseliaan, pemangkin.

Fungsi penghalang adalah untuk mengehadkan resapan sebatian larut air melalui membran, yang diperlukan untuk melindungi sel daripada bahan asing, toksik dan untuk mengekalkan kandungan yang agak malar bagi pelbagai bahan di dalam sel. Jadi, membran sel boleh melambatkan penyebaran pelbagai bahan sebanyak 100,000-10,000,000 kali ganda.

nasi. 2. Skema tiga dimensi model bendalir-mozek membran Singer-Nicolson

Protein integral globular yang tertanam dalam dwilapisan lipid ditunjukkan. Sesetengah protein adalah saluran ion, yang lain (glikoprotein) mengandungi rantai sisi oligosakarida yang terlibat dalam pengecaman sel antara satu sama lain dan dalam tisu antara sel. Molekul kolesterol terletak berdekatan dengan kepala fosfolipid dan membetulkan kawasan bersebelahan "ekor". Kawasan dalaman ekor molekul fosfolipid tidak terhad dalam pergerakannya dan bertanggungjawab untuk kecairan membran (Bretscher, 1985)

Terdapat saluran dalam membran yang melaluinya ion menembusi. Saluran bergantung kepada potensi dan bebas berpotensi. Saluran berpagar berpotensi terbuka apabila beza keupayaan berubah, dan bebas berpotensi(terkawal hormon) terbuka apabila reseptor berinteraksi dengan bahan. Saluran boleh dibuka atau ditutup terima kasih kepada pintu pagar. Dua jenis gerbang dibina ke dalam membran: pengaktifan(dalam kedalaman saluran) dan penyahaktifan(di permukaan saluran). Pintu boleh berada dalam salah satu daripada tiga keadaan:

keadaan terbuka (kedua-dua jenis pintu terbuka);
keadaan tertutup (pintu pengaktifan ditutup);
keadaan tidak aktif (pintu pengaktifan ditutup).

Satu lagi ciri ciri membran ialah keupayaan untuk memindahkan ion tak organik, nutrien, dan pelbagai produk metabolik secara selektif. Terdapat sistem pemindahan pasif dan aktif (pengangkutan) bahan. pasif pengangkutan dijalankan melalui saluran ion dengan atau tanpa bantuan protein pembawa, dan daya penggeraknya ialah perbezaan dalam potensi elektrokimia ion antara ruang intra dan ekstraselular. Selektiviti saluran ion ditentukan oleh parameter geometrinya dan sifat kimia kumpulan yang melapisi dinding terusan dan mulutnya.

Pada masa ini, saluran dengan kebolehtelapan terpilih untuk ion Na + , K + , Ca 2+ dan juga untuk air (yang dipanggil aquaporin) adalah yang paling banyak dikaji. Diameter saluran ion, menurut pelbagai kajian, ialah 0.5-0.7 nm. Daya tampung saluran boleh diubah; 10 7 - 10 8 ion sesaat boleh melalui satu saluran ion.

Aktif pengangkutan berlaku dengan perbelanjaan tenaga dan dijalankan oleh apa yang dipanggil pam ion. Pam ion ialah struktur protein molekul yang tertanam dalam membran dan menjalankan pemindahan ion ke arah potensi elektrokimia yang lebih tinggi.

Operasi pam dijalankan kerana tenaga hidrolisis ATP. Pada masa ini, Na + / K + - ATPase, Ca 2+ - ATPase, H + - ATPase, H + / K + - ATPase, Mg 2+ - ATPase, yang memastikan pergerakan ion Na +, K +, Ca 2+ , masing-masing , H+, Mg 2+ diasingkan atau terkonjugasi (Na+ dan K+; H+ dan K+). Mekanisme molekul pengangkutan aktif belum dijelaskan sepenuhnya.

Antara Fungsi utama membran sel boleh dibezakan sebagai penghalang, pengangkutan, enzimatik dan reseptor. Membran sel (biologi) (aka plasmalemma, plasmatik atau membran sitoplasma) melindungi kandungan sel atau organelnya dari persekitaran, menyediakan kebolehtelapan terpilih untuk bahan, enzim terletak di atasnya, serta molekul yang boleh "menangkap" pelbagai isyarat kimia dan fizikal.

Fungsi ini disediakan oleh struktur khas membran sel.

Dalam evolusi kehidupan di Bumi, sel secara amnya boleh terbentuk hanya selepas penampilan membran yang memisahkan dan menstabilkan kandungan dalaman, menghalangnya daripada hancur.

Dari segi mengekalkan homeostasis (kawal selia kestabilan relatif persekitaran dalaman) fungsi penghalang membran sel berkait rapat dengan pengangkutan.

Molekul kecil mampu melalui plasmalemma tanpa sebarang "pembantu", sepanjang kecerunan kepekatan, iaitu dari kawasan dengan kepekatan tinggi bahan yang diberi ke kawasan berkepekatan rendah. Ini adalah kes, sebagai contoh, untuk gas yang terlibat dalam pernafasan. Oksigen dan karbon dioksida meresap melalui membran sel ke arah kepekatannya pada masa ini lebih rendah.

Oleh kerana membran kebanyakannya hidrofobik (disebabkan oleh lapisan lipid berganda), molekul polar (hidrofilik), walaupun yang kecil, selalunya tidak dapat menembusinya. Oleh itu, beberapa protein membran bertindak sebagai pembawa molekul tersebut, mengikatnya dan mengangkutnya melalui plasmalemma.

Protein integral (menembusi membran) selalunya beroperasi pada prinsip membuka dan menutup saluran. Apabila molekul mendekati protein sedemikian, ia bersambung dengannya, dan saluran terbuka. Bahan ini atau bahan lain melalui saluran protein, selepas itu perubahan bentuknya, dan saluran ditutup untuk bahan ini, tetapi mungkin terbuka untuk laluan yang lain. Ia berfungsi mengikut prinsip ini pam natrium-kalium mengepam ion kalium ke dalam sel dan mengepam ion natrium keluar daripadanya.

Fungsi enzimatik membran sel ke tahap yang lebih besar dilaksanakan pada membran organel sel. Kebanyakan protein yang disintesis dalam sel melakukan fungsi enzimatik. Duduk di atas membran dalam susunan tertentu, mereka menyusun penghantar apabila produk tindak balas yang dimangkin oleh satu protein enzim berpindah ke yang seterusnya. "Saluran paip" sedemikian menstabilkan protein permukaan plasmalemma.

Walaupun kesejagatan struktur semua membran biologi (dibina mengikut satu prinsip, hampir sama dalam semua organisma dan dalam membran yang berbeza struktur sel), mereka komposisi kimia bagaimanapun, ia mungkin berbeza. Terdapat lebih banyak cecair dan lebih pepejal, ada yang mempunyai lebih banyak protein tertentu, yang lain kurang. Di samping itu, mereka berbeza sisi yang berbeza(dalam dan luar) membran yang sama.

Membran yang mengelilingi sel (sitoplasma) di bahagian luar mempunyai banyak rantai karbohidrat yang melekat pada lipid atau protein (akibatnya, glikolipid dan glikoprotein terbentuk). Banyak karbohidrat ini fungsi reseptor, terdedah kepada hormon tertentu, menangkap perubahan dalam penunjuk fizikal dan kimia dalam persekitaran.

Jika, sebagai contoh, hormon mengikat reseptor selularnya, maka bahagian karbohidrat molekul reseptor mengubah strukturnya, diikuti dengan perubahan dalam struktur bahagian protein yang berkaitan yang menembusi membran. Pada peringkat seterusnya, pelbagai tindak balas biokimia dimulakan atau dihentikan dalam sel, iaitu, metabolismenya berubah, dan tindak balas selular terhadap "perengsa" bermula.

Sebagai tambahan kepada empat fungsi membran sel yang disenaraikan, yang lain dibezakan: matriks, tenaga, penandaan, pembentukan hubungan antara sel, dll. Walau bagaimanapun, ia boleh dianggap sebagai "subfungsi" yang telah dipertimbangkan.