Penerangan tentang membran sel. Struktur dan fungsi membran biologi

Imej membran sel. Bola biru dan putih kecil sepadan dengan "kepala" hidrofilik lipid, dan garisan yang melekat padanya sepadan dengan "ekor" hidrofobik. Rajah menunjukkan hanya protein membran integral (globul merah dan heliks kuning). Titik bujur kuning di dalam membran - molekul kolesterol Rantaian manik kuning-hijau di luar membran - rantai oligosakarida yang membentuk glikokaliks

Membran biologi juga termasuk pelbagai protein: integral (menembusi membran melalui), separa integral (direndam pada satu hujung ke dalam lapisan lipid luar atau dalam), permukaan (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. Beberapa protein integral berfungsi sebagai saluran ion, pelbagai pengangkut, dan reseptor.

Fungsi biomembran

• halangan - menyediakan metabolisme terkawal, selektif, pasif dan aktif dengan persekitaran. Sebagai contoh, membran peroksisom melindungi sitoplasma daripada peroksida yang berbahaya kepada sel. Kebolehtelapan terpilih bermaksud kebolehtelapan membran kepada pelbagai atom atau molekul bergantung pada saiz, cas elektrik dan sifat kimianya. Kebolehtelapan terpilih memastikan pemisahan sel dan petak selular daripada persekitaran dan membekalkannya dengan bahan yang diperlukan.

• pengangkutan - melalui membran terdapat pengangkutan bahan ke dalam sel dan keluar dari sel. Pengangkutan melalui membran menyediakan: penghantaran nutrien, penyingkiran produk akhir metabolisme, rembesan pelbagai bahan, penciptaan kecerunan ionik, pengekalan pH dan kepekatan ionik yang sesuai dalam sel, yang diperlukan untuk operasi enzim selular.

Zarah yang atas sebab tertentu tidak dapat melintasi dwilapisan fosfolipid (contohnya, disebabkan sifat hidrofilik, kerana membran hidrofobik di dalam dan tidak membenarkan bahan hidrofilik melaluinya, atau kerana saiznya yang besar), tetapi perlu untuk sel, boleh menembusi membran melalui protein pembawa khas (pengangkut) dan protein saluran atau melalui endositosis.

Dalam pengangkutan pasif, bahan melintasi dwilapisan lipid tanpa perbelanjaan tenaga, secara resapan. 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.

Pengangkutan aktif memerlukan tenaga, kerana ia berlaku terhadap kecerunan kepekatan. Terdapat protein pam khas pada membran, termasuk ATPase, yang secara aktif mengepam ion kalium (K +) ke dalam sel dan mengepam ion natrium (Na +) keluar daripadanya.

• matriks - menyediakan kedudukan relatif tertentu dan orientasi protein membran, interaksi optimum mereka;

• mekanikal - memastikan autonomi sel, struktur intraselularnya, serta sambungan dengan sel lain (dalam tisu). Dinding sel memainkan peranan penting dalam menyediakan fungsi mekanikal, dan pada haiwan - bahan antara sel.

• tenaga - semasa fotosintesis dalam kloroplas dan respirasi selular dalam mitokondria, sistem pemindahan tenaga beroperasi dalam membran mereka, di mana protein juga mengambil bahagian;

• reseptor - beberapa protein yang terletak di 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.

• enzimatik - protein membran selalunya enzim. Sebagai contoh, membran plasma sel epitelium usus mengandungi enzim pencernaan.

• 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.

• penandaan sel - terdapat antigen pada membran yang bertindak sebagai penanda - "label" yang membolehkan sel dikenal pasti. 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.

Struktur dan komposisi biomembran

Membran terdiri daripada tiga kelas lipid: fosfolipid, glikolipid, dan kolesterol. Fosfolipid dan glikolipid (lipid dengan karbohidrat melekat padanya) terdiri daripada dua "ekor" hidrokarbon hidrofobik panjang yang dikaitkan dengan "kepala" hidrofilik bercas. Kolesterol mengeraskan membran dengan menduduki ruang bebas antara ekor lipid hidrofobik dan menghalangnya daripada membengkok. Oleh itu, membran yang mempunyai kandungan kolesterol rendah lebih fleksibel, manakala yang mempunyai kandungan kolesterol tinggi lebih tegar dan rapuh. Kolesterol juga berfungsi sebagai "penyumbat" yang menghalang pergerakan molekul polar dari dan ke dalam sel. Bahagian penting membran terdiri daripada protein yang menembusinya dan bertanggungjawab untuk pelbagai sifat membran. Komposisi dan orientasi mereka dalam membran yang berbeza berbeza.

Membran sel selalunya tidak simetri, iaitu, lapisan berbeza dalam komposisi lipid, peralihan molekul individu dari satu lapisan ke lapisan lain (apa yang dipanggil flip flop) adalah sukar.

Organel membran

Ini adalah bahagian tunggal atau saling berkait sitoplasma yang tertutup, dipisahkan daripada hyaloplasma oleh membran. Organel membran tunggal termasuk retikulum endoplasma, radas Golgi, lisosom, vakuol, peroksisom; kepada dua membran - nukleus, mitokondria, plastid. Di luar, sel dihadkan oleh membran plasma yang dipanggil. Struktur membran pelbagai organel berbeza dalam komposisi lipid dan protein membran.

Kebolehtelapan terpilih

Membran sel mempunyai kebolehtelapan terpilih: glukosa, asid amino, asid lemak, gliserol dan ion perlahan-lahan meresap melaluinya, dan 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: resapan, osmosis, pengangkutan aktif dan exo- atau endositosis. Dua proses pertama adalah bersifat pasif, iaitu, ia tidak memerlukan tenaga; dua yang terakhir ialah proses aktif yang berkaitan dengan penggunaan tenaga.

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, melaluinya ion kalium perlahan-lahan memasuki sel.

Pautan

• Bruce Alberts, et al. Biologi Molekul Sel. - ed ke-5. - New York: Garland Science, 2007. - ISBN 0-8153-3218-1 - buku teks biologi molekul dalam bahasa Inggeris. bahasa

• Rubin A.B. Biofizik, buku teks dalam 2 jilid. . - Edisi ke-3, disemak dan dikembangkan. - Moscow: Moscow University Press, 2004. - ISBN 5-211-06109-8

• Gennis R. Biomembran. Struktur dan fungsi molekul: terjemahan daripada bahasa Inggeris. = Biomembran. Struktur dan fungsi molekul (oleh Robert B. Gennis). - edisi pertama. - Moscow: Mir, 1997. - ISBN 5-03-002419-0

• Ivanov V.G., Berestovsky T.N. lipid dwilapisan membran biologi. - Moscow: Nauka, 1982.

• Antonov V.F., Smirnova E.N., Shevchenko E.V. Membran lipid semasa peralihan fasa. - Moscow: Nauka, 1994.

lihat juga

• Vladimirov Yu. A., Kerosakan kepada komponen membran biologi dalam proses patologi

Yayasan Wikimedia. 2010 .

Kajian tentang struktur organisma, serta tumbuhan, haiwan dan manusia, adalah cabang biologi yang dipanggil sitologi. Para saintis mendapati bahawa kandungan sel, yang berada di dalamnya, agak kompleks. Ia dikelilingi oleh aparatus permukaan yang dipanggil, yang merangkumi membran sel luar, struktur supra-membran: glikokaliks dan mikrofilamen, pelikul dan mikrotubulus yang membentuk kompleks submembrannya.

Dalam artikel ini, kita akan mengkaji struktur dan fungsi membran sel luar, yang merupakan sebahagian daripada radas permukaan pelbagai jenis sel.

Apakah fungsi membran sel luar?

Seperti yang diterangkan sebelum ini, membran luar adalah sebahagian daripada radas permukaan setiap sel, yang berjaya memisahkan kandungan dalamannya dan melindungi organel sel daripada keadaan persekitaran yang buruk. Fungsi lain adalah untuk memastikan pertukaran bahan antara kandungan sel dan cecair tisu, oleh itu, membran sel luar mengangkut molekul dan ion memasuki sitoplasma, dan juga membantu mengeluarkan toksin dan bahan toksik yang berlebihan dari sel.

Struktur membran sel

Membran, atau plasmalemma, pelbagai jenis sel adalah sangat berbeza antara satu sama lain. Terutamanya, struktur kimia, serta kandungan relatif lipid, glikoprotein, protein di dalamnya dan, dengan itu, sifat reseptor di dalamnya. Luaran yang ditentukan terutamanya oleh komposisi individu glikoprotein, mengambil bahagian dalam pengiktirafan rangsangan alam sekitar dan dalam tindak balas sel itu sendiri terhadap tindakan mereka. Sesetengah jenis virus boleh berinteraksi dengan protein dan glikolipid membran sel, akibatnya ia menembusi ke dalam sel. Herpes dan virus influenza boleh digunakan untuk membina cangkang pelindung mereka.

Dan virus dan bakteria, yang dipanggil bacteriophages, melekat pada membran sel dan membubarkannya pada titik sentuhan dengan bantuan enzim khas. Kemudian molekul DNA virus masuk ke dalam lubang yang terbentuk.

Ciri-ciri struktur membran plasma eukariota

Ingat bahawa membran sel luar melakukan fungsi pengangkutan, iaitu pemindahan bahan ke dalam dan keluar daripadanya ke persekitaran luaran. Untuk menjalankan proses sedemikian, struktur khas diperlukan. Sememangnya, plasmalemma ialah sistem malar universal bagi radas permukaan untuk semua. Ini adalah filem berbilang lapisan nipis (2-10 Nm), tetapi agak padat yang meliputi seluruh sel. Strukturnya telah dikaji pada tahun 1972 oleh saintis seperti D. Singer dan G. Nicholson, mereka juga mencipta model cecair-mozek membran sel.

Sebatian kimia utama yang membentuknya ialah molekul tersusun protein dan fosfolipid tertentu, yang diselingi dalam persekitaran lipid cecair dan menyerupai mozek. Oleh itu, membran sel terdiri daripada dua lapisan lipid, "ekor" hidrofobik bukan kutub yang terletak di dalam membran, dan kepala hidrofilik kutub menghadap sitoplasma sel dan cecair antara sel.

Lapisan lipid ditembusi oleh molekul protein besar yang membentuk liang hidrofilik. Ia adalah melalui mereka bahawa larutan akueus glukosa dan garam mineral diangkut. Beberapa molekul protein terletak pada permukaan luar dan dalam plasmalemma. Oleh itu, pada membran sel luar dalam sel semua organisma dengan nukleus, terdapat molekul karbohidrat yang diikat oleh ikatan kovalen dengan glikolipid dan glikoprotein. Kandungan karbohidrat dalam membran sel berkisar antara 2 hingga 10%.

Struktur plasmalemma organisma prokariotik

Membran sel luar dalam prokariot melakukan fungsi yang serupa dengan membran plasma sel organisma nuklear, iaitu: persepsi dan penghantaran maklumat yang datang dari persekitaran luar, pengangkutan ion dan larutan ke dalam dan keluar dari sel, dan perlindungan sitoplasma daripada reagen asing dari luar. Ia boleh membentuk mesosom - struktur yang timbul apabila plasmalemma menonjol ke dalam sel. Mereka mungkin mengandungi enzim yang terlibat dalam tindak balas metabolik prokariot, contohnya, dalam replikasi DNA, sintesis protein.

Mesosom juga mengandungi enzim redoks, manakala fotosintetik mengandungi bacteriochlorophyll (dalam bakteria) dan phycobilin (dalam cyanobacteria).

Peranan membran luar dalam hubungan antara sel

Terus menjawab soalan tentang fungsi membran sel luar, mari kita memikirkan peranannya dalam sel tumbuhan.Dalam sel tumbuhan, liang-liang terbentuk di dinding membran sel luar, masuk ke lapisan selulosa. Melalui mereka, keluarnya sitoplasma sel ke luar adalah mungkin; saluran nipis sedemikian dipanggil plasmodesmata.

Terima kasih kepada mereka, hubungan antara sel tumbuhan jiran sangat kuat. Dalam sel manusia dan haiwan, tapak sentuhan antara membran sel bersebelahan dipanggil desmosom. Mereka adalah ciri sel endothelial dan epitelium, dan juga terdapat dalam kardiomiosit.

Pembentukan tambahan plasmalemma

Untuk memahami bagaimana sel tumbuhan berbeza daripada haiwan, ia membantu untuk mengkaji ciri struktur membran plasma mereka, yang bergantung pada fungsi yang dilakukan oleh membran sel luar. Di atasnya dalam sel haiwan adalah lapisan glikokaliks. Ia dibentuk oleh molekul polisakarida yang dikaitkan dengan protein dan lipid membran sel luar. Terima kasih kepada glycocalyx, lekatan (melekat) berlaku di antara sel, yang membawa kepada pembentukan tisu, oleh itu ia mengambil bahagian dalam fungsi isyarat plasmalemma - pengiktirafan rangsangan alam sekitar.

Bagaimanakah pengangkutan pasif bahan tertentu merentasi membran sel

Seperti yang dinyatakan sebelum ini, membran sel luar terlibat dalam proses mengangkut bahan antara sel dan persekitaran luaran. Terdapat dua jenis pengangkutan melalui plasmalemma: pasif (penyebaran) dan pengangkutan aktif. Yang pertama termasuk resapan, resapan terfasilitasi dan osmosis. Pergerakan bahan sepanjang kecerunan kepekatan bergantung terutamanya pada jisim dan saiz molekul yang melalui membran sel. Sebagai contoh, molekul kecil bukan kutub mudah larut dalam lapisan lipid tengah plasmalemma, bergerak melaluinya dan berakhir di sitoplasma.

Molekul besar bahan organik menembusi ke dalam sitoplasma dengan bantuan protein pembawa khas. Ia adalah khusus spesies dan, apabila digabungkan dengan zarah atau ion, mengangkutnya secara pasif merentasi membran sepanjang kecerunan kepekatan (pengangkutan pasif) tanpa menggunakan tenaga. Proses ini mendasari sifat plasmalemma tersebut sebagai kebolehtelapan terpilih. Dalam proses itu, tenaga molekul ATP tidak digunakan, dan sel menyimpannya untuk tindak balas metabolik yang lain.

Pengangkutan aktif sebatian kimia merentasi plasmalemma

Oleh kerana membran sel luar memastikan pemindahan molekul dan ion dari persekitaran luaran ke dalam sel dan belakang, ia menjadi mungkin untuk mengeluarkan produk disimilasi, yang merupakan toksin, ke luar, iaitu, ke cecair antara sel. berlaku terhadap kecerunan kepekatan dan memerlukan penggunaan tenaga dalam bentuk molekul ATP. Ia juga melibatkan protein pembawa yang dipanggil ATPase, yang juga merupakan enzim.

Contoh pengangkutan tersebut ialah pam natrium-kalium (ion natrium berpindah dari sitoplasma ke persekitaran luar, dan ion kalium dipam ke dalam sitoplasma). Sel epitelium usus dan buah pinggang mampu melakukannya. Varieti kaedah pemindahan ini ialah proses pinositosis dan fagositosis. Oleh itu, setelah mengkaji fungsi yang dilakukan oleh membran sel luar, dapat dipastikan bahawa protista heterotropik, serta sel-sel organisma haiwan yang lebih tinggi, contohnya, leukosit, mampu melakukan pino dan fagositosis.

Proses bioelektrik dalam membran sel

Telah ditetapkan bahawa terdapat perbezaan potensi antara permukaan luar plasmalemma (ia bercas positif) dan lapisan parietal sitoplasma, yang bercas negatif. Ia dipanggil potensi rehat, dan ia wujud dalam semua sel hidup. Dan tisu saraf bukan sahaja mempunyai potensi berehat, tetapi juga mampu menjalankan biocurrents yang lemah, yang dipanggil proses pengujaan. Membran luar sel saraf-neuron, menerima kerengsaan daripada reseptor, mula menukar caj: ion natrium secara besar-besaran memasuki sel dan permukaan plasmalemma menjadi elektronegatif. Dan lapisan parietal sitoplasma, disebabkan oleh lebihan kation, menerima caj positif. Ini menjelaskan mengapa membran sel luar neuron dicas semula, yang menyebabkan pengaliran impuls saraf yang mendasari proses pengujaan.

Sebahagian besar organisma yang hidup di Bumi terdiri daripada sel-sel yang sebahagian besarnya serupa dalam komposisi kimia, struktur dan aktiviti pentingnya. Dalam setiap sel, metabolisme dan penukaran tenaga berlaku. Pembahagian sel mendasari proses pertumbuhan dan pembiakan organisma. Oleh itu, sel adalah unit struktur, perkembangan dan pembiakan organisma.

Sel boleh wujud hanya sebagai sistem kamiran, tidak boleh dibahagikan kepada bahagian. Integriti sel disediakan oleh membran biologi. Sel ialah unsur sistem yang lebih tinggi kedudukannya - organisma. Bahagian dan organel sel, yang terdiri daripada molekul kompleks, adalah sistem integral yang berpangkat lebih rendah.

Sel ialah sistem terbuka yang dihubungkan dengan persekitaran melalui pertukaran bahan dan tenaga. Ini adalah sistem berfungsi di mana setiap molekul melaksanakan fungsi tertentu. Sel mempunyai kestabilan, keupayaan untuk mengawal diri dan membiak sendiri.

Sel adalah sistem pemerintahan sendiri. Sistem genetik yang mengawal sel diwakili oleh makromolekul kompleks - asid nukleik (DNA dan RNA).

Pada tahun 1838-1839. Ahli biologi Jerman M. Schleiden dan T. Schwann meringkaskan pengetahuan tentang sel dan merumuskan kedudukan utama teori sel, yang intipatinya ialah semua organisma, baik tumbuhan mahupun haiwan, terdiri daripada sel.

Pada tahun 1859, R. Virchow menerangkan proses pembahagian sel dan merumuskan salah satu peruntukan terpenting dalam teori sel: "Setiap sel datang dari sel lain." Sel-sel baru terbentuk hasil daripada pembahagian sel ibu, dan bukan daripada bahan bukan selular, seperti yang difikirkan sebelum ini.

Penemuan oleh saintis Rusia K. Baer pada tahun 1826 tentang telur mamalia membawa kepada kesimpulan bahawa sel itu mendasari perkembangan organisma multiselular.

Teori sel moden merangkumi peruntukan berikut:

1) sel ialah unit struktur dan perkembangan semua organisma;

2) sel-sel organisma daripada kerajaan hidupan liar yang berbeza adalah serupa dalam struktur, komposisi kimia, metabolisme, dan manifestasi utama aktiviti penting;

3) sel baru terbentuk hasil pembahagian sel ibu;

4) dalam organisma multiselular, sel membentuk tisu;

5) Organ terdiri daripada tisu.

Dengan pengenalan kaedah penyelidikan biologi, fizikal dan kimia moden ke dalam biologi, telah menjadi mungkin untuk mengkaji struktur dan fungsi pelbagai komponen sel. Salah satu kaedah untuk mengkaji sel ialah mikroskop. Mikroskop cahaya moden membesarkan objek 3000 kali dan membolehkan anda melihat organel terbesar sel, memerhati pergerakan sitoplasma, dan pembahagian sel.

Dicipta pada tahun 40-an. abad ke-20 Mikroskop elektron memberikan pembesaran puluhan dan ratusan ribu kali. Mikroskop elektron menggunakan aliran elektron dan bukannya cahaya, dan medan elektromagnet bukannya kanta. Oleh itu, mikroskop elektron memberikan imej yang jelas pada pembesaran yang lebih tinggi. Dengan bantuan mikroskop sedemikian, adalah mungkin untuk mengkaji struktur organel sel.

Struktur dan komposisi organel sel dikaji menggunakan kaedah tersebut sentrifugasi. Tisu yang dihancurkan dengan membran sel yang musnah diletakkan di dalam tabung uji dan diputar dalam emparan pada kelajuan tinggi. Kaedah ini berdasarkan fakta bahawa organel sel yang berbeza mempunyai jisim dan ketumpatan yang berbeza. Organel yang lebih tumpat disimpan dalam tabung uji pada kelajuan sentrifugasi yang rendah, kurang tumpat - pada yang tinggi. Lapisan ini dikaji secara berasingan.

digunakan secara meluas kaedah kultur sel dan tisu, yang terdiri daripada fakta bahawa daripada satu atau lebih sel pada medium nutrien khas, anda boleh mendapatkan sekumpulan sel haiwan atau tumbuhan jenis yang sama dan juga menanam keseluruhan tumbuhan. Menggunakan kaedah ini, anda boleh mendapatkan jawapan kepada persoalan bagaimana pelbagai tisu dan organ badan terbentuk daripada satu sel.

Peruntukan utama teori sel pertama kali dirumuskan oleh M. Schleiden dan T. Schwann. Sel ialah unit struktur, kehidupan, pembiakan dan perkembangan semua organisma hidup. Untuk mengkaji sel, kaedah mikroskopi, sentrifugasi, sel dan kultur tisu, dsb.

Sel kulat, tumbuhan dan haiwan mempunyai banyak persamaan bukan sahaja dalam komposisi kimia, tetapi juga dalam struktur. Apabila sel diperiksa di bawah mikroskop, pelbagai struktur kelihatan di dalamnya - organel. Setiap organel menjalankan fungsi tertentu. Terdapat tiga bahagian utama dalam sel: membran plasma, nukleus dan sitoplasma (Rajah 1).

membran plasma memisahkan sel dan kandungannya daripada persekitaran. Dalam rajah 2, anda dapat melihat: membran dibentuk oleh dua lapisan lipid, dan molekul protein menembusi ketebalan membran.

Fungsi utama membran plasma pengangkutan. Ia memastikan bekalan nutrien ke sel dan penyingkiran produk metabolik daripadanya.

Sifat penting membran ialah kebolehtelapan terpilih, atau separa kebolehtelapan, membolehkan sel berinteraksi dengan persekitaran: hanya bahan tertentu yang masuk dan meninggalkannya. Molekul kecil air dan beberapa bahan lain memasuki sel melalui resapan, sebahagiannya melalui liang dalam membran.

Gula, asid organik, garam dibubarkan dalam sitoplasma, sap sel vakuol sel tumbuhan. Lebih-lebih lagi, kepekatan mereka dalam sel jauh lebih tinggi daripada persekitaran. Semakin besar kepekatan bahan-bahan ini dalam sel, semakin banyak ia menyerap air. Adalah diketahui bahawa air sentiasa dimakan oleh sel, yang menyebabkan kepekatan sap sel meningkat dan air memasuki sel semula.

Kemasukan molekul yang lebih besar (glukosa, asid amino) ke dalam sel disediakan oleh protein pengangkutan membran, yang, dengan menggabungkan dengan molekul bahan yang diangkut, membawanya melalui membran. Enzim yang memecahkan ATP terlibat dalam proses ini.

Rajah 1. Skema umum struktur sel eukariotik.
(klik pada gambar untuk besarkan gambar)

Rajah 2. Struktur membran plasma.
1 - tupai menindik, 2 - tupai terendam, 3 - tupai luar

Rajah 3. Skim pinositosis dan fagositosis.

Malah molekul protein dan polisakarida yang lebih besar memasuki sel melalui fagositosis (dari bahasa Yunani. fagos- memakan dan kitos- kapal, sel), dan titisan cecair - oleh pinositosis (daripada bahasa Yunani. pinot- minum dan kitos) (Gamb. 3).

Sel haiwan, tidak seperti sel tumbuhan, dikelilingi oleh "kot bulu" yang lembut dan fleksibel, dibentuk terutamanya oleh molekul polisakarida, yang, dengan melekat pada beberapa protein membran dan lipid, mengelilingi sel dari luar. Komposisi polisakarida adalah khusus untuk tisu yang berbeza, kerana sel-sel "mengenal" satu sama lain dan berhubung antara satu sama lain.

Sel tumbuhan tidak mempunyai "kot bulu" sedemikian. Mereka mempunyai membran yang dipenuhi liang di atas membran plasma. dinding sel kebanyakannya terdiri daripada selulosa. Benang-benang sitoplasma meregang dari sel ke sel melalui liang-liang, menghubungkan sel-sel antara satu sama lain. Ini adalah bagaimana hubungan antara sel dijalankan dan integriti badan dicapai.

Membran sel dalam tumbuhan memainkan peranan rangka yang kuat dan melindungi sel daripada kerosakan.

Kebanyakan bakteria dan semua kulat mempunyai membran sel, cuma komposisi kimianya berbeza. Dalam kulat, ia terdiri daripada bahan seperti kitin.

Sel-sel kulat, tumbuhan dan haiwan mempunyai struktur yang serupa. Terdapat tiga bahagian utama dalam sel: nukleus, sitoplasma dan membran plasma. Membran plasma terdiri daripada lipid dan protein. Ia memastikan kemasukan bahan ke dalam sel dan pembebasannya dari sel. Dalam sel tumbuhan, kulat, dan kebanyakan bakteria, terdapat membran sel di atas membran plasma. Ia melakukan fungsi perlindungan dan memainkan peranan sebagai rangka. Dalam tumbuhan, dinding sel terdiri daripada selulosa, manakala dalam kulat, ia terdiri daripada bahan seperti kitin. Sel haiwan dilitupi dengan polisakarida yang menyediakan hubungan antara sel-sel tisu yang sama.

Adakah anda tahu bahawa sebahagian besar sel adalah sitoplasma. Ia terdiri daripada air, asid amino, protein, karbohidrat, ATP, ion bahan bukan organik. Sitoplasma mengandungi nukleus dan organel sel. Di dalamnya, bahan bergerak dari satu bahagian sel ke bahagian lain. Sitoplasma memastikan interaksi semua organel. Di sinilah tindak balas kimia berlaku.

Seluruh sitoplasma diserap dengan mikrotubulus protein nipis, membentuk sitoskeleton sel kerana ia mengekalkan bentuk kekalnya. Sitoskeleton sel adalah fleksibel, kerana mikrotubulus dapat mengubah kedudukannya, bergerak dari satu hujung dan memendekkan dari yang lain. Pelbagai bahan masuk ke dalam sel. Apa yang berlaku kepada mereka di dalam sangkar?

Dalam lisosom - vesikel membran bulat kecil (lihat Rajah 1), molekul bahan organik kompleks dipecahkan kepada molekul yang lebih ringkas dengan bantuan enzim hidrolitik. Sebagai contoh, protein dipecahkan kepada asid amino, polisakarida kepada monosakarida, lemak kepada gliserol dan asid lemak. Untuk fungsi ini, lisosom sering dirujuk sebagai "stesen pencernaan" sel.

Jika membran lisosom dimusnahkan, maka enzim yang terkandung di dalamnya boleh mencerna sel itu sendiri. Oleh itu, kadangkala lisosom dipanggil "alat untuk membunuh sel."

Pengoksidaan enzimatik molekul kecil asid amino, monosakarida, asid lemak dan alkohol yang terbentuk dalam lisosom kepada karbon dioksida dan air bermula dalam sitoplasma dan berakhir di organel lain - mitokondria. Mitokondria ialah organel berbentuk rod, berfilamen atau sfera, dipisahkan daripada sitoplasma oleh dua membran (Rajah 4). Membran luar licin, manakala membran dalam membentuk lipatan - cristae yang meningkatkan permukaannya. Enzim yang terlibat dalam tindak balas pengoksidaan bahan organik kepada karbon dioksida dan air terletak pada membran dalam. Dalam kes ini, tenaga dibebaskan, yang disimpan oleh sel dalam molekul ATP. Oleh itu, mitokondria dipanggil "pusat kuasa" sel.

Dalam sel, bahan organik bukan sahaja teroksida, tetapi juga disintesis. Sintesis lipid dan karbohidrat dijalankan pada retikulum endoplasma - EPS (Rajah 5), dan protein - pada ribosom. Apakah EPS? Ini adalah sistem tubulus dan tangki, dindingnya dibentuk oleh membran. Mereka meresap ke seluruh sitoplasma. Melalui saluran ER, bahan bergerak ke bahagian sel yang berlainan.

Terdapat EPS yang licin dan kasar. Karbohidrat dan lipid disintesis pada permukaan EPS licin dengan penyertaan enzim. Kekasaran EPS diberikan oleh badan bulat kecil yang terletak di atasnya - ribosom(lihat Rajah 1), yang terlibat dalam sintesis protein.

Sintesis bahan organik berlaku dalam plastid hanya terdapat dalam sel tumbuhan.

nasi. 4. Skim struktur mitokondria.
1.- membran luar; 2.- membran dalam; 3.- lipatan selaput dalam - krista.

nasi. 5. Skim struktur EPS kasar.

nasi. 6. Skema struktur kloroplas.
1.- membran luar; 2.- membran dalam; 3.- kandungan dalaman kloroplas; 4. - lipatan membran dalam, dikumpulkan dalam "timbunan" dan membentuk grana.

Dalam plastid tidak berwarna - leukoplas(dari bahasa Yunani. leukos- putih dan plasto- dicipta) kanji terkumpul. Ubi kentang sangat kaya dengan leukoplas. Warna kuning, oren, merah diberikan kepada buah-buahan dan bunga kromoplast(dari bahasa Yunani. krom- warna dan plasto). Mereka mensintesis pigmen yang terlibat dalam fotosintesis, - karotenoid. Dalam kehidupan tumbuhan, kepentingan kloroplas(dari bahasa Yunani. kloros- kehijauan dan plasto) - plastid hijau. Dalam rajah 6, anda boleh melihat bahawa kloroplas ditutup dengan dua membran: luar dan dalam. Membran dalam membentuk lipatan; di antara lipatan itu terdapat gelembung yang disusun dalam longgokan - bijirin. Bijirin mengandungi molekul klorofil yang terlibat dalam fotosintesis. Setiap kloroplas mengandungi kira-kira 50 butir yang disusun dalam corak papan dam. Susunan ini memastikan pencahayaan maksimum setiap butir.

Dalam sitoplasma, protein, lipid, karbohidrat boleh terkumpul dalam bentuk bijirin, kristal, titisan. Ini kemasukan- menyimpan nutrien yang dimakan oleh sel mengikut keperluan.

Dalam sel tumbuhan, sebahagian daripada nutrien simpanan, serta produk pereputan, terkumpul dalam sap sel vakuol (lihat Rajah 1). Mereka boleh menyumbang sehingga 90% daripada jumlah sel tumbuhan. Sel haiwan mempunyai vakuol sementara yang menduduki tidak lebih daripada 5% daripada isipadunya.

nasi. 7. Skema struktur kompleks Golgi.

Dalam Rajah 7 anda melihat satu sistem rongga yang dikelilingi oleh membran. ia kompleks golgi, yang melakukan pelbagai fungsi dalam sel: ia mengambil bahagian dalam pengumpulan dan pengangkutan bahan, penyingkiran mereka dari sel, pembentukan lisosom, membran sel. Sebagai contoh, molekul selulosa memasuki rongga kompleks Golgi, yang, dengan bantuan gelembung, bergerak ke permukaan sel dan termasuk dalam membran sel.

Kebanyakan sel membiak dengan membahagi. Proses ini melibatkan pusat sel. Ia terdiri daripada dua sentriol yang dikelilingi oleh sitoplasma padat (lihat Rajah 1). Pada permulaan pembahagian, sentriol mencapah ke arah kutub sel. Filamen protein menyimpang daripada mereka, yang disambungkan kepada kromosom dan memastikan pengedaran seragam antara dua sel anak.

Semua organel sel saling berkait rapat. Sebagai contoh, molekul protein disintesis dalam ribosom, ia diangkut melalui saluran EPS ke bahagian sel yang berlainan, dan protein dimusnahkan dalam lisosom. Molekul yang baru disintesis digunakan untuk membina struktur sel atau terkumpul dalam sitoplasma dan vakuol sebagai nutrien simpanan.

Sel dipenuhi dengan sitoplasma. Sitoplasma mengandungi nukleus dan pelbagai organel: lisosom, mitokondria, plastid, vakuol, ER, pusat sel, kompleks Golgi. Mereka berbeza dalam struktur dan fungsinya. Semua organel sitoplasma berinteraksi antara satu sama lain, memastikan fungsi normal sel.

Jadual 1. STRUKTUR SEL

ORGANEL	STRUKTUR DAN SIFAT	FUNGSI
Shell	Terdiri daripada selulosa. Mengelilingi sel tumbuhan. Mempunyai liang pori	Ia memberikan kekuatan sel, mengekalkan bentuk tertentu, melindungi. Merupakan rangka tumbuhan
membran sel luar	Struktur sel membran berganda. Ia terdiri daripada lapisan bilipid dan protein yang diselingi mozek, karbohidrat terletak di luar. Separa telap	Mengehadkan kandungan hidup sel semua organisma. Menyediakan kebolehtelapan terpilih, melindungi, mengawal keseimbangan air-garam, pertukaran dengan persekitaran luaran.
Retikulum endoplasma (ER)	struktur membran tunggal. Sistem tubul, tubul, tangki. Menembusi keseluruhan sitoplasma sel. ER licin dan ER berbutir dengan ribosom	Membahagikan sel kepada petak berasingan di mana proses kimia berlaku. Menyediakan komunikasi dan pengangkutan bahan dalam sel. Sintesis protein berlaku pada retikulum endoplasma berbutir. Pada licin - sintesis lipid
radas golgi	struktur membran tunggal. Sistem buih, tangki, di mana produk sintesis dan pereputan terletak	Menyediakan pembungkusan dan penyingkiran bahan dari sel, membentuk lisosom primer
Lisosom	Struktur sel sfera membran tunggal. Mengandungi enzim hidrolitik	Menyediakan pecahan bahan makromolekul, pencernaan intrasel
Ribosom	Struktur berbentuk cendawan bukan membran. Terdiri daripada subunit kecil dan besar	Terkandung dalam nukleus, sitoplasma dan pada retikulum endoplasma berbutir. Mengambil bahagian dalam biosintesis protein.
Mitokondria	Organel bujur dua membran. Membran luar licin, yang dalam membentuk krista. diisi dengan matriks. Terdapat DNA mitokondria, RNA, ribosom. Struktur separa autonomi	Mereka adalah stesen tenaga sel. Mereka menyediakan proses pernafasan - pengoksidaan oksigen bahan organik. Sintesis ATP sedang dijalankan
Plastid Kloroplas	ciri sel tumbuhan. Organel bujur dua membran, separa autonomi. Di dalamnya dipenuhi dengan stroma, di mana grana berada. Grana terbentuk daripada struktur membran - tilakoid. Mempunyai DNA, RNA, ribosom	Fotosintesis berlaku. Pada membran tilakoid, tindak balas fasa cahaya berlaku, dalam stroma - fasa gelap. Sintesis karbohidrat
Kromoplast	Organel sfera dua membran. Mengandungi pigmen: merah, oren, kuning. Terbentuk daripada kloroplas	Memberi warna pada bunga dan buah. Dibentuk pada musim luruh daripada kloroplas, berikan daun warna kuning
Leucoplasts	Plastid sfera tidak ternoda dua membran. Dalam cahaya mereka boleh berubah menjadi kloroplas	Menyimpan nutrien dalam bentuk bijirin kanji
Pusat Sel	struktur bukan membran. Terdiri daripada dua sentriol dan sentriol	Membentuk gelendong pembahagian sel, mengambil bahagian dalam pembahagian. Sel berganda selepas pembahagian
Vakuol	ciri sel tumbuhan. Rongga membran dipenuhi dengan sap sel	Mengawal tekanan osmotik sel. Mengumpul nutrien dan bahan buangan sel
Nukleus	Komponen utama sel. Dikelilingi oleh membran nuklear berliang dwilapisan. dipenuhi dengan karyoplasma. Mengandungi DNA dalam bentuk kromosom (kromatin)	Mengawal semua proses dalam sel. Menyediakan penghantaran maklumat keturunan. Bilangan kromosom adalah tetap bagi setiap spesies. Menyokong replikasi DNA dan sintesis RNA
nukleolus	Pembentukan gelap dalam nukleus, tidak dipisahkan daripada karyoplasma	Tapak pembentukan ribosom
Organel pergerakan. Silia. Flagela	Pertumbuhan sitoplasma yang dikelilingi oleh membran	Menyediakan pergerakan sel, penyingkiran zarah debu (epitelium bersilia)

Peranan paling penting dalam aktiviti penting dan pembahagian sel kulat, tumbuhan dan haiwan adalah kepunyaan nukleus dan kromosom yang terletak di dalamnya. Kebanyakan sel organisma ini mempunyai nukleus tunggal, tetapi terdapat juga sel multinukleus, seperti sel otot. Nukleus terletak di dalam sitoplasma dan mempunyai bentuk bulat atau bujur. Ia ditutup dengan cangkang yang terdiri daripada dua membran. Membran nuklear mempunyai liang di mana pertukaran bahan antara nukleus dan sitoplasma berlaku. Nukleus dipenuhi dengan jus nuklear, yang mengandungi nukleolus dan kromosom.

Nukleolus adalah "bengkel untuk pengeluaran" ribosom, yang terbentuk daripada RNA ribosom yang terbentuk dalam nukleus dan protein yang disintesis dalam sitoplasma.

Fungsi utama nukleus - penyimpanan dan penghantaran maklumat keturunan - dikaitkan dengan kromosom. Setiap jenis organisma mempunyai set kromosomnya sendiri: nombor, bentuk dan saiz tertentu.

Semua sel badan kecuali sel seks dipanggil somatik(dari bahasa Yunani. ikan keli- badan). Sel-sel organisma daripada spesies yang sama mengandungi set kromosom yang sama. Sebagai contoh, pada manusia, setiap sel badan mengandungi 46 kromosom, dalam lalat buah Drosophila - 8 kromosom.

Sel somatik biasanya mempunyai set kromosom berganda. Ia dikenali sebagai diploid dan dilambangkan 2 n. Jadi, seseorang mempunyai 23 pasang kromosom, iaitu 2 n= 46. Sel jantina mengandungi separuh daripada banyak kromosom. Adakah ia bujang atau haploid, kit. Orang 1 n = 23.

Semua kromosom dalam sel somatik, tidak seperti kromosom dalam sel kuman, berpasangan. Kromosom yang membentuk satu pasangan adalah sama antara satu sama lain. Kromosom berpasangan dipanggil homolog. Kromosom yang tergolong dalam pasangan yang berbeza dan berbeza dalam bentuk dan saiz dipanggil tidak homolog(Gamb. 8).

Dalam sesetengah spesies, bilangan kromosom mungkin sama. Sebagai contoh, dalam semanggi merah dan kacang 2 n= 14. Walau bagaimanapun, kromosom mereka berbeza dalam bentuk, saiz, komposisi nukleotida molekul DNA.

nasi. 8. Satu set kromosom dalam sel Drosophila.

nasi. 9. Struktur kromosom.

Untuk memahami peranan kromosom dalam penghantaran maklumat keturunan, adalah perlu untuk membiasakan diri dengan struktur dan komposisi kimia mereka.

Kromosom sel tidak membahagi kelihatan seperti benang nipis yang panjang. Setiap kromosom sebelum pembahagian sel terdiri daripada dua benang yang sama - kromatid, yang disambungkan antara sirip penyempitan - (Rajah 9).

Kromosom terdiri daripada DNA dan protein. Oleh kerana komposisi nukleotida DNA berbeza antara spesies, komposisi kromosom adalah unik untuk setiap spesies.

Setiap sel kecuali bakteria mempunyai nukleus yang mengandungi nukleolus dan kromosom. Setiap spesies dicirikan oleh set kromosom tertentu: nombor, bentuk dan saiz. Dalam sel somatik kebanyakan organisma, set kromosom adalah diploid, dalam sel seks ia adalah haploid. Kromosom berpasangan dipanggil homolog. Kromosom terdiri daripada DNA dan protein. Molekul DNA menyediakan penyimpanan dan penghantaran maklumat keturunan dari sel ke sel dan dari organisma ke organisma.

Setelah menyelesaikan topik ini, anda seharusnya dapat:

1. Beritahu dalam kes apa yang perlu menggunakan mikroskop cahaya (struktur), mikroskop elektron penghantaran.
2. Huraikan struktur membran sel dan terangkan hubungan antara struktur membran dan keupayaannya untuk menukar bahan antara sel dan persekitaran.
3. Tentukan proses: resapan, resapan dipermudah, pengangkutan aktif, endositosis, eksositosis dan osmosis. Tunjukkan perbezaan antara proses ini.
4. Namakan fungsi struktur dan nyatakan di mana sel (tumbuhan, haiwan atau prokariotik) terletak: nukleus, membran nuklear, nukleoplasma, kromosom, membran plasma, ribosom, mitokondria, dinding sel, kloroplas, vakuol, lisosom, retikulum endoplasma licin ( agranular) dan kasar (granular), pusat sel, radas golgi, cilium, flagellum, mesosome, pili atau fimbriae.
5. Namakan sekurang-kurangnya tiga tanda di mana sel tumbuhan boleh dibezakan daripada sel haiwan.
6. Senaraikan perbezaan utama antara sel prokariotik dan eukariotik.

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Biologi Am". Moscow, "Pencerahan", 2000

• Topik 1. "Membran plasma." §1, §8 ms 5;20
• Topik 2. "Sangkar." §8-10 ms 20-30
• Topik 3. "Sel prokariotik. Virus." §11 ms 31-34

Membran sel ialah struktur yang meliputi bahagian luar sel. Ia juga dipanggil cytolemma atau plasmolemma.

Pembentukan ini dibina daripada lapisan bilipid (bilayer) dengan protein tertanam di dalamnya. Karbohidrat yang membentuk plasmalemma berada dalam keadaan terikat.

Pengagihan komponen utama plasmalemma adalah seperti berikut: lebih separuh daripada komposisi kimia jatuh pada protein, satu perempat diduduki oleh fosfolipid, dan sepersepuluh adalah kolesterol.

Membran sel dan jenisnya

Membran sel adalah filem nipis, yang berdasarkan lapisan lipoprotein dan protein.

Dengan penyetempatan, organel membran dibezakan, yang mempunyai beberapa ciri dalam sel tumbuhan dan haiwan:

• mitokondria;
• nukleus;
• retikulum endoplasmic;
• Kompleks Golgi;
• lisosom;
• kloroplas (dalam sel tumbuhan).

Terdapat juga membran sel dalam dan luar (plasmolemma).

Struktur membran sel

Membran sel mengandungi karbohidrat yang menutupinya dalam bentuk glikokaliks. Ini adalah struktur supra-membran yang melakukan fungsi penghalang. Protein yang terdapat di sini berada dalam keadaan bebas. Protein tidak terikat terlibat dalam tindak balas enzimatik, menyediakan pecahan ekstraselular bahan.

Protein membran sitoplasma diwakili oleh glikoprotein. Mengikut komposisi kimia, protein diasingkan yang sepenuhnya termasuk dalam lapisan lipid (seluruh) - protein integral. Juga periferal, tidak mencapai salah satu permukaan plasmalemma.

Bekas berfungsi sebagai reseptor, mengikat neurotransmitter, hormon, dan bahan lain. Protein sisipan diperlukan untuk pembinaan saluran ion yang melaluinya ion dan substrat hidrofilik diangkut. Yang terakhir adalah enzim yang memangkinkan tindak balas intraselular.

Sifat asas membran plasma

Lipid dwilapisan menghalang penembusan air. Lipid adalah sebatian hidrofobik yang terdapat dalam sel sebagai fosfolipid. Kumpulan fosfat dipusingkan ke luar dan terdiri daripada dua lapisan: lapisan luar, diarahkan ke persekitaran ekstraselular, dan lapisan dalam, membatasi kandungan intraselular.

Kawasan larut air dipanggil kepala hidrofilik. Tapak asid lemak diarahkan ke dalam sel, dalam bentuk ekor hidrofobik. Bahagian hidrofobik berinteraksi dengan lipid jiran, yang memastikan lampiran mereka antara satu sama lain. Lapisan berganda mempunyai kebolehtelapan terpilih di kawasan yang berbeza.

Jadi, di bahagian tengah, membran tidak telap glukosa dan urea, bahan hidrofobik bebas di sini: karbon dioksida, oksigen, alkohol. Kolesterol adalah penting, kandungan yang terakhir menentukan kelikatan membran plasma.

Fungsi membran luar sel

Ciri-ciri fungsi disenaraikan secara ringkas dalam jadual:

Fungsi Membran	Penerangan
peranan penghalang	Plasmalemma melakukan fungsi perlindungan, melindungi kandungan sel daripada kesan agen asing. Oleh kerana organisasi khas protein, lipid, karbohidrat, separuh kebolehtelapan membran plasma dipastikan.
Fungsi reseptor	Melalui membran sel, bahan aktif secara biologi diaktifkan dalam proses mengikat kepada reseptor. Oleh itu, tindak balas imun dimediasi melalui pengiktirafan agen asing oleh radas reseptor sel yang disetempat pada membran sel.
fungsi pengangkutan	Kehadiran liang dalam plasmalemma membolehkan anda mengawal aliran bahan ke dalam sel. Proses pemindahan berjalan secara pasif (tanpa penggunaan tenaga) untuk sebatian dengan berat molekul yang rendah. Pemindahan aktif dikaitkan dengan perbelanjaan tenaga yang dikeluarkan semasa pemecahan adenosin trifosfat (ATP). Kaedah ini berlaku untuk pemindahan sebatian organik.
Penyertaan dalam proses pencernaan	Bahan dimendapkan pada membran sel (penyerapan). Reseptor mengikat substrat, memindahkannya ke dalam sel. Vesikel terbentuk, terletak bebas di dalam sel. Bercantum, vesikel tersebut membentuk lisosom dengan enzim hidrolitik.
Fungsi enzimatik	Enzim, komponen yang diperlukan untuk pencernaan intrasel. Tindak balas yang memerlukan penyertaan pemangkin diteruskan dengan penyertaan enzim.

Apakah kepentingan membran sel

Membran sel terlibat dalam mengekalkan homeostasis kerana selektiviti tinggi bahan masuk dan keluar sel (dalam biologi ini dipanggil kebolehtelapan terpilih).

Pertumbuhan plasmolemma membahagikan sel kepada petak (compartment) yang bertanggungjawab untuk melaksanakan fungsi tertentu. Membran yang disusun secara khusus, sepadan dengan skema mozek bendalir, memastikan integriti sel.

delimitatif ( penghalang) - asingkan kandungan selular daripada persekitaran luaran;

Mengawal pertukaran antara sel dan persekitaran;

Bahagikan sel kepada petak, atau petak, yang direka untuk laluan metabolik khusus tertentu ( membahagikan);

Ia adalah tapak beberapa tindak balas kimia (tindak balas cahaya fotosintesis dalam kloroplas, fosforilasi oksidatif semasa pernafasan dalam mitokondria);

Menyediakan komunikasi antara sel dalam tisu organisma multiselular;

Pengangkutan- menjalankan pengangkutan transmembran.

Reseptor- adalah tapak penyetempatan tapak reseptor yang mengenali rangsangan luar.

Pengangkutan bahan melalui membran adalah salah satu fungsi utama membran, yang memastikan pertukaran bahan antara sel dan persekitaran luaran. Bergantung kepada kos tenaga untuk pemindahan bahan, terdapat:

pengangkutan pasif, atau penyebaran dipermudahkan;

pengangkutan aktif (selektif) dengan penyertaan ATP dan enzim.

pengangkutan dalam pembungkusan membran. Terdapat endositosis (ke dalam sel) dan eksositosis (keluar dari sel) - mekanisme yang mengangkut zarah besar dan makromolekul melalui membran. Semasa endositosis, membran plasma membentuk invaginasi, tepinya bergabung, dan vesikel diikat ke dalam sitoplasma. Vesikel dipisahkan dari sitoplasma oleh satu membran, yang merupakan sebahagian daripada membran sitoplasma luar. Bezakan antara fagositosis dan pinositosis. Fagositosis ialah penyerapan zarah besar, agak pepejal. Contohnya, fagositosis limfosit, protozoa, dll. Pinositosis ialah proses menangkap dan menyerap titisan cecair dengan bahan terlarut di dalamnya.

Eksositosis ialah proses penyingkiran pelbagai bahan daripada sel. Semasa eksositosis, membran vesikel atau vakuol bergabung dengan membran sitoplasma luar. Kandungan vesikel dikeluarkan dari permukaan sel, dan membran dimasukkan ke dalam membran sitoplasma luar.

Pada intinya pasif pengangkutan molekul tidak bercas ialah perbezaan antara kepekatan hidrogen dan cas, i.e. kecerunan elektrokimia. Bahan akan bergerak dari kawasan yang mempunyai kecerunan yang lebih tinggi ke kawasan yang lebih rendah. Kelajuan pengangkutan bergantung pada perbezaan kecerunan.

Resapan mudah ialah pengangkutan bahan secara terus melalui dwilapisan lipid. Ciri-ciri gas, molekul polar tidak berkutub atau kecil tidak bercas, larut dalam lemak. Air cepat menembusi melalui dwilapisan, kerana. molekulnya kecil dan neutral elektrik. Peresapan air merentasi membran dipanggil osmosis.

Resapan melalui saluran membran ialah pengangkutan molekul dan ion bercas (Na, K, Ca, Cl) yang menembusi membran kerana kehadiran di dalamnya protein pembentuk saluran khas yang membentuk liang air.

Difusi terfasilitasi ialah pengangkutan bahan dengan bantuan protein pengangkutan khas. Setiap protein bertanggungjawab untuk molekul atau kumpulan molekul yang ditakrifkan dengan ketat, berinteraksi dengannya dan bergerak melalui membran. Contohnya, gula, asid amino, nukleotida dan molekul polar lain.

pengangkutan aktif dijalankan oleh protein - pembawa (ATPase) terhadap kecerunan elektrokimia, dengan perbelanjaan tenaga. Sumbernya ialah molekul ATP. Sebagai contoh, pam natrium-kalium.

Kepekatan kalium di dalam sel jauh lebih tinggi daripada di luarnya, dan natrium - sebaliknya. Oleh itu, kation kalium dan natrium secara pasif meresap sepanjang kecerunan kepekatan melalui liang air membran. Ini disebabkan oleh fakta bahawa kebolehtelapan membran untuk ion kalium adalah lebih tinggi daripada ion natrium. Oleh itu, kalium meresap lebih cepat keluar dari sel daripada natrium ke dalam sel. Walau bagaimanapun, untuk fungsi normal sel, nisbah tertentu 3 kalium dan 2 ion natrium diperlukan. Oleh itu, terdapat pam natrium-kalium dalam membran, yang secara aktif mengepam natrium keluar dari sel, dan kalium ke dalam sel. Pam ini adalah protein membran transmembran yang mampu menyusun semula konformasi. Oleh itu, ia boleh melekat pada dirinya sendiri kedua-dua ion kalium dan ion natrium (antiport). Proses ini intensif tenaga:

Ion natrium dan molekul ATP memasuki protein pam dari dalam membran, dan ion kalium dari luar.

Ion natrium bergabung dengan molekul protein, dan protein memperoleh aktiviti ATPase, i.e. keupayaan untuk menyebabkan hidrolisis ATP, yang disertai dengan pembebasan tenaga yang memacu pam.

Fosfat yang dibebaskan semasa hidrolisis ATP dilekatkan pada protein, i.e. memfosforilasi protein.

Fosforilasi menyebabkan perubahan konformasi dalam protein, ia tidak dapat mengekalkan ion natrium. Mereka dilepaskan dan pergi ke luar sel.

Konformasi baru protein menggalakkan penambahan ion kalium kepadanya.

Penambahan ion kalium menyebabkan defosforilasi protein. Dia sekali lagi mengubah bentuknya.

Perubahan dalam pembentukan protein membawa kepada pembebasan ion kalium di dalam sel.

Protein sekali lagi bersedia untuk melekatkan ion natrium pada dirinya sendiri.

Dalam satu kitaran operasi, pam mengepam 3 ion natrium keluar dari sel dan mengepam 2 ion kalium.

Sitoplasma- komponen wajib sel, tertutup di antara radas permukaan sel dan nukleus. Ia adalah kompleks struktur heterogen kompleks, yang terdiri daripada:

hyaloplasma

organel (komponen kekal sitoplasma)

kemasukan - komponen sementara sitoplasma.

matriks sitoplasma(hyaloplasma) ialah kandungan dalaman sel - larutan koloid yang tidak berwarna, tebal dan telus. Komponen matriks sitoplasma menjalankan proses biosintesis dalam sel, mengandungi enzim yang diperlukan untuk pembentukan tenaga, terutamanya disebabkan oleh glikolisis anaerobik.

Sifat asas matriks sitoplasma.

Menentukan sifat koloid sel. Bersama-sama dengan membran intraselular sistem vakuolar, ia boleh dianggap sebagai sistem koloid yang sangat heterogen atau berbilang fasa.

Menyediakan perubahan dalam kelikatan sitoplasma, peralihan daripada gel (lebih tebal) kepada sol (lebih cair), yang berlaku di bawah pengaruh faktor luaran dan dalaman.

Menyediakan siklosis, pergerakan amoeboid, pembahagian sel dan pergerakan pigmen dalam kromatofor.

Menentukan kekutuban lokasi komponen intrasel.

Menyediakan sifat mekanikal sel - keanjalan, keupayaan untuk bergabung, ketegaran.

Organel- struktur selular kekal yang memastikan prestasi fungsi tertentu oleh sel. Bergantung pada ciri-ciri struktur, terdapat:

organel membran - mempunyai struktur membran. Mereka boleh menjadi membran tunggal (ER, alat Golgi, lisosom, vakuol sel tumbuhan). Membran berganda (mitokondria, plastid, nukleus).

Organel bukan membran - tidak mempunyai struktur membran (kromosom, ribosom, pusat sel, sitoskeleton).

Organel tujuan am - ciri semua sel: nukleus, mitokondria, pusat sel, radas Golgi, ribosom, ER, lisosom. Jika organel adalah ciri bagi jenis sel tertentu, ia dipanggil organel khas (contohnya, myofibril yang mengecutkan serat otot).

Retikulum endoplasmic- struktur berterusan tunggal, membran yang membentuk banyak invaginasi dan lipatan yang kelihatan seperti tubul, mikrovakuol dan tangki besar. Membran EPS, dalam satu tangan, dikaitkan dengan membran sitoplasma selular, dan sebaliknya, dengan kulit luar membran nuklear.

Terdapat dua jenis EPS - kasar dan licin.

Dalam ER kasar atau berbutir, tangki dan tubulus dikaitkan dengan ribosom. ialah bahagian luar membran.Tiada sambungan dengan ribosom dalam EPS licin atau berbutir. Ini adalah bahagian dalam membran.