Beskrivelse av cellemembranen. Strukturen og funksjonene til biologiske membraner

Bilde av en cellemembran. Små blå og hvite kuler tilsvarer de hydrofile "hodene" av lipider, og linjene festet til dem tilsvarer de hydrofobe "halene". Figuren viser kun integrerte membranproteiner (røde kuler og gule spiraler). Gule ovale prikker inne i membranen - kolesterolmolekyler Gulgrønne kjeder av perler på utsiden av membranen - oligosakkaridkjeder som danner glykokalyxen

Den biologiske membranen inkluderer også ulike proteiner: integral (penetrerer membranen gjennom), semi-integral (nedsenket i den ene enden inn i det ytre eller indre lipidlaget), overflate (plassert på den ytre eller ved siden av de indre sidene av membranen). Noen proteiner er kontaktpunktene til cellemembranen med cytoskjelettet inne i cellen, og celleveggen (hvis noen) utenfor. Noen av de integrerte proteinene fungerer som ionekanaler, ulike transportører og reseptorer.

Funksjoner av biomembraner

• barriere - gir en regulert, selektiv, passiv og aktiv metabolisme med omgivelsene. For eksempel beskytter peroksisommembranen cytoplasmaet mot peroksider som er farlige for cellen. Selektiv permeabilitet betyr at permeabiliteten til en membran for ulike atomer eller molekyler avhenger av deres størrelse, elektrisk ladning og kjemiske egenskaper. Selektiv permeabilitet sikrer separasjon av cellen og cellulære rom fra miljøet og forsyner dem med de nødvendige stoffene.

• transport - gjennom membranen foregår det en transport av stoffer inn i cellen og ut av cellen. Transport gjennom membraner gir: tilførsel av næringsstoffer, fjerning av sluttprodukter av metabolisme, sekresjon av forskjellige stoffer, dannelse av ioniske gradienter, opprettholdelse av passende pH og ionkonsentrasjon i cellen, som er nødvendig for driften av cellulære enzymer.

Partikler som av en eller annen grunn ikke er i stand til å krysse fosfolipid-dobbeltlaget (for eksempel på grunn av hydrofile egenskaper, siden membranen er hydrofob inni og ikke tillater hydrofile stoffer å passere gjennom, eller på grunn av deres store størrelse), men nødvendig for celle, kan penetrere membranen gjennom spesielle bærerproteiner (transportører) og kanalproteiner eller ved endocytose.

Ved passiv transport krysser stoffer lipid-dobbeltlaget uten energiforbruk, ved diffusjon. En variant av denne mekanismen er forenklet diffusjon, der et spesifikt molekyl hjelper et stoff å passere gjennom membranen. Dette molekylet kan ha en kanal som lar bare én type stoff passere gjennom.

Aktiv transport krever energi, da den skjer mot en konsentrasjonsgradient. Det er spesielle pumpeproteiner på membranen, inkludert ATPase, som aktivt pumper kaliumioner (K+) inn i cellen og pumper natriumioner (Na+) ut av den.

• matrise - gir en viss relativ posisjon og orientering av membranproteiner, deres optimale interaksjon;

• mekanisk - sikrer cellens autonomi, dens intracellulære strukturer, samt forbindelse med andre celler (i vev). Cellevegger spiller en viktig rolle i å gi mekanisk funksjon, og hos dyr - intercellulær substans.

• energi - under fotosyntese i kloroplaster og cellulær respirasjon i mitokondrier, opererer energioverføringssystemer i deres membraner, der proteiner også deltar;

• reseptor - noen proteiner som ligger i membranen er reseptorer (molekyler som cellen oppfatter visse signaler med).

For eksempel virker hormoner som sirkulerer i blodet bare på målceller som har reseptorer som tilsvarer disse hormonene. Nevrotransmittere (kjemikalier som leder nerveimpulser) binder seg også til spesifikke reseptorproteiner på målceller.

• enzymatiske - membranproteiner er ofte enzymer. For eksempel inneholder plasmamembranene til tarmepitelceller fordøyelsesenzymer.

• implementering av generering og ledning av biopotensialer.

Ved hjelp av membranen opprettholdes en konstant konsentrasjon av ioner i cellen: konsentrasjonen av K + ion inne i cellen er mye høyere enn utenfor, og konsentrasjonen av Na + er mye lavere, noe som er veldig viktig, siden dette opprettholder potensialforskjellen over membranen og genererer en nerveimpuls.

• cellemarkering - det er antigener på membranen som fungerer som markører - "merker" som gjør at cellen kan identifiseres. Dette er glykoproteiner (det vil si proteiner med forgrenede oligosakkaridsidekjeder festet til dem) som spiller rollen som "antenner". På grunn av mylderet av sidekjedekonfigurasjoner er det mulig å lage en spesifikk markør for hver celletype. Ved hjelp av markører kan celler gjenkjenne andre celler og handle i samspill med dem, for eksempel når de danner organer og vev. Det lar også immunsystemet gjenkjenne fremmede antigener.

Struktur og sammensetning av biomembraner

Membraner er sammensatt av tre klasser av lipider: fosfolipider, glykolipider og kolesterol. Fosfolipider og glykolipider (lipider med karbohydrater festet til dem) består av to lange hydrofobe hydrokarbon-"haler" som er assosiert med et ladet hydrofilt "hode". Kolesterol stivner membranen ved å okkupere det ledige rommet mellom de hydrofobe lipidhalene og hindre dem i å bøye seg. Derfor er membraner med lavt kolesterolinnhold mer fleksible, mens de med høyt kolesterolinnhold er mer stive og sprø. Kolesterol fungerer også som en "stopper" som forhindrer bevegelse av polare molekyler fra og inn i cellen. En viktig del av membranen består av proteiner som trenger inn i den og er ansvarlige for ulike egenskaper til membraner. Deres sammensetning og orientering i forskjellige membraner er forskjellig.

Cellemembraner er ofte asymmetriske, det vil si at lagene er forskjellige i lipidsammensetning, overgangen til et individuelt molekyl fra ett lag til et annet (den s.k. flip flop) er vanskelig.

Membranorganeller

Disse er lukkede enkelt- eller sammenkoblede deler av cytoplasmaet, atskilt fra hyaloplasmaet med membraner. Enkeltmembranorganeller inkluderer endoplasmatisk retikulum, Golgi-apparater, lysosomer, vakuoler, peroksisomer; til to-membran - kjerne, mitokondrier, plastider. Utenfor er cellen begrenset av den såkalte plasmamembranen. Strukturen til membranene til forskjellige organeller er forskjellig i sammensetningen av lipider og membranproteiner.

Selektiv permeabilitet

Cellemembraner har selektiv permeabilitet: glukose, aminosyrer, fettsyrer, glyserol og ioner diffunderer sakte gjennom dem, og membranene selv regulerer aktivt denne prosessen til en viss grad - noen stoffer passerer gjennom, mens andre ikke gjør det. Det er fire hovedmekanismer for inntreden av stoffer i cellen eller fjerning av dem fra cellen til utsiden: diffusjon, osmose, aktiv transport og ekso- eller endocytose. De to første prosessene er passive i naturen, det vil si at de ikke krever energi; de to siste er aktive prosesser knyttet til energiforbruk.

Den selektive permeabiliteten til membranen under passiv transport skyldes spesielle kanaler - integrerte proteiner. De trenger gjennom og gjennom membranen, og danner en slags passasje. Grunnstoffene K, Na og Cl har sine egne kanaler. Med hensyn til konsentrasjonsgradienten beveger molekylene til disse elementene seg inn og ut av cellen. Ved irritasjon åpner natriumionekanalene seg, og det er en kraftig tilstrømning av natriumioner inn i cellen. Dette resulterer i en ubalanse i membranpotensialet. Etter det gjenopprettes membranpotensialet. Kaliumkanaler er alltid åpne, gjennom hvilke kaliumioner sakte kommer inn i cellen.

Linker

• Bruce Alberts, et al. Cellens molekylærbiologi. - 5. utg. - New York: Garland Science, 2007. - ISBN 0-8153-3218-1 - lærebok i molekylærbiologi på engelsk. Språk

• Rubin A.B. Biofysikk, lærebok i 2 bind. . - 3. utgave, revidert og utvidet. - Moskva: Moscow University Press, 2004. - ISBN 5-211-06109-8

• Gennis R. Biomembraner. Molekylær struktur og funksjoner: oversettelse fra engelsk. = Biomembraner. Molekylær struktur og funksjon (av Robert B. Gennis). - 1. utgave. - Moskva: Mir, 1997. - ISBN 5-03-002419-0

• Ivanov V.G., Berestovsky T.N. lipid-dobbeltlag av biologiske membraner. - Moskva: Nauka, 1982.

• Antonov V.F., Smirnova E.N., Shevchenko E.V. Lipidmembraner under faseoverganger. - Moskva: Nauka, 1994.

se også

• Vladimirov Yu. A., Skade på komponentene i biologiske membraner i patologiske prosesser

Wikimedia Foundation. 2010 .

Studiet av strukturen til organismer, så vel som planter, dyr og mennesker, er den grenen av biologi som kalles cytologi. Forskere har funnet ut at innholdet i cellen, som er inne i den, er ganske komplekst. Den er omgitt av det såkalte overflateapparatet, som inkluderer den ytre cellemembranen, supramembranstrukturer: glykokalyx og mikrofilamenter, pelikule og mikrotubuli som danner submembrankomplekset.

I denne artikkelen skal vi studere strukturen og funksjonene til den ytre cellemembranen, som er en del av overflateapparatet til ulike typer celler.

Hva er funksjonene til den ytre cellemembranen?

Som beskrevet tidligere, er den ytre membranen en del av overflateapparatet til hver celle, som med suksess skiller det indre innholdet og beskytter celleorganeller fra ugunstige miljøforhold. En annen funksjon er å sikre utveksling av stoffer mellom celleinnholdet og vevsvæsken, derfor transporterer den ytre cellemembranen molekyler og ioner inn i cytoplasmaet, og bidrar også til å fjerne giftstoffer og overflødig giftige stoffer fra cellen.

Strukturen til cellemembranen

Membraner, eller plasmalemmaer, av forskjellige typer celler er svært forskjellige fra hverandre. Hovedsakelig den kjemiske strukturen, så vel som det relative innholdet av lipider, glykoproteiner, proteiner i dem og følgelig naturen til reseptorene i dem. Ekstern som først og fremst bestemmes av den individuelle sammensetningen av glykoproteiner, tar del i gjenkjennelsen av miljøstimuli og i cellens reaksjoner på deres handlinger. Noen typer virus kan samhandle med proteiner og glykolipider i cellemembraner, som et resultat av at de trenger inn i cellen. Herpes- og influensavirus kan bruke til å bygge sitt beskyttende skall.

Og virus og bakterier, de såkalte bakteriofagene, fester seg til cellemembranen og løser den opp i kontaktpunktet ved hjelp av et spesielt enzym. Deretter passerer et molekyl av viralt DNA inn i hullet som dannes.

Funksjoner av strukturen til plasmamembranen til eukaryoter

Husk at den ytre cellemembranen utfører funksjonen til transport, det vil si overføring av stoffer inn og ut av den til det ytre miljøet. For å gjennomføre en slik prosess kreves en spesiell struktur. Faktisk er plasmalemmaet et konstant, universelt system av overflateapparatet for alle. Dette er en tynn (2-10 Nm), men ganske tett flerlagsfilm som dekker hele cellen. Dens struktur ble studert i 1972 av slike forskere som D. Singer og G. Nicholson, de skapte også en væske-mosaikkmodell av cellemembranen.

De viktigste kjemiske forbindelsene som danner det er ordnede molekyler av proteiner og visse fosfolipider, som er ispedd et flytende lipidmiljø og ligner en mosaikk. Således består cellemembranen av to lag med lipider, hvor de ikke-polare hydrofobe "halene" er plassert inne i membranen, og de polare hydrofile hodene vender mot cytoplasmaet til cellen og den intercellulære væsken.

Lipidlaget penetreres av store proteinmolekyler som danner hydrofile porer. Det er gjennom dem at vandige løsninger av glukose og mineralsalter transporteres. Noen proteinmolekyler er lokalisert både på den ytre og indre overflaten av plasmalemmaet. På den ytre cellemembranen i cellene til alle organismer med kjerner er det altså karbohydratmolekyler bundet av kovalente bindinger med glykolipider og glykoproteiner. Innholdet av karbohydrater i cellemembraner varierer fra 2 til 10 %.

Strukturen til plasmalemmaet til prokaryote organismer

Den ytre cellemembranen i prokaryoter utfører lignende funksjoner som plasmamembranene til celler fra kjernefysiske organismer, nemlig: persepsjon og overføring av informasjon som kommer fra det ytre miljø, transport av ioner og løsninger inn og ut av cellen, og beskyttelse av cytoplasmaet fra fremmede reagenser fra utsiden. Det kan danne mesosomer – strukturer som oppstår når plasmalemmaet stikker inn i cellen. De kan inneholde enzymer involvert i de metabolske reaksjonene til prokaryoter, for eksempel i DNA-replikasjon, proteinsyntese.

Mesosomer inneholder også redoksenzymer, mens fotosyntetiske stoffer inneholder bakterioklorofyll (i bakterier) og phycobilin (i cyanobakterier).

Ytre membraners rolle i intercellulære kontakter

For å fortsette å svare på spørsmålet om hvilke funksjoner den ytre cellemembranen utfører, la oss dvele ved dens rolle i planteceller.I planteceller dannes porer i veggene til den ytre cellemembranen som går over i celluloselaget. Gjennom dem er utgangen av cellens cytoplasma til utsiden mulig; slike tynne kanaler kalles plasmodesmata.

Takket være dem er forbindelsen mellom naboplanteceller veldig sterk. I menneske- og dyreceller kalles kontaktstedene mellom tilstøtende cellemembraner desmosomer. De er karakteristiske for endotel- og epitelceller, og finnes også i kardiomyocytter.

Hjelpeformasjoner av plasmalemmaet

For å forstå hvordan planteceller skiller seg fra dyr, hjelper det å studere de strukturelle egenskapene til plasmamembranene deres, som avhenger av hvilke funksjoner den ytre cellemembranen utfører. Over det i dyreceller er et lag av glykokalyx. Det er dannet av polysakkaridmolekyler assosiert med proteiner og lipider i den ytre cellemembranen. Takket være glykokalyxen oppstår adhesjon (stikking) mellom celler, noe som fører til dannelse av vev, derfor tar den del i signalfunksjonen til plasmalemmaet - gjenkjennelsen av miljøstimuli.

Hvordan er den passive transporten av visse stoffer over cellemembraner

Som nevnt tidligere er den ytre cellemembranen involvert i prosessen med å transportere stoffer mellom cellen og det ytre miljø. Det er to typer transport gjennom plasmalemmaet: passiv (diffusjon) og aktiv transport. Den første inkluderer diffusjon, tilrettelagt diffusjon og osmose. Bevegelsen av stoffer langs konsentrasjonsgradienten avhenger først og fremst av massen og størrelsen på molekylene som passerer gjennom cellemembranen. For eksempel løser små ikke-polare molekyler seg lett opp i det midtre lipidlaget i plasmalemmaet, beveger seg gjennom det og ender opp i cytoplasmaet.

Store molekyler av organiske stoffer trenger inn i cytoplasmaet ved hjelp av spesielle bærerproteiner. De er artsspesifikke og, når de kombineres med en partikkel eller ion, transporterer de dem passivt over membranen langs en konsentrasjonsgradient (passiv transport) uten å bruke energi. Denne prosessen ligger til grunn for slike egenskaper ved plasmalemmaet som selektiv permeabilitet. I prosessen brukes ikke energien til ATP-molekyler, og cellen sparer den for andre metabolske reaksjoner.

Aktiv transport av kjemiske forbindelser over plasmalemmaet

Siden den ytre cellemembranen sørger for overføring av molekyler og ioner fra det ytre miljø inn i cellen og tilbake, blir det mulig å fjerne dissimileringsproduktene, som er giftstoffer, til utsiden, det vil si til den intercellulære væsken. oppstår mot en konsentrasjonsgradient og krever bruk av energi i form av ATP-molekyler. Det involverer også bærerproteiner kalt ATPaser, som også er enzymer.

Et eksempel på slik transport er natrium-kalium-pumpen (natriumioner passerer fra cytoplasmaet til det ytre miljø, og kaliumioner pumpes inn i cytoplasmaet). Epitelcellene i tarmen og nyrene er i stand til det. Varianter av denne overføringsmetoden er prosessene med pinocytose og fagocytose. Etter å ha studert hvilke funksjoner den ytre cellemembranen utfører, kan det fastslås at heterotrofe protister, så vel som celler fra høyere dyreorganismer, for eksempel leukocytter, er i stand til pino- og fagocytose.

Bioelektriske prosesser i cellemembraner

Det er fastslått at det er en potensiell forskjell mellom den ytre overflaten av plasmalemmaet (det er positivt ladet) og det parietale laget av cytoplasmaet, som er negativt ladet. Det ble kalt hvilepotensialet, og det er iboende i alle levende celler. Og nervevevet har ikke bare et hvilepotensial, men er også i stand til å lede svake biostrømmer, som kalles eksitasjonsprosessen. De ytre membranene til nerveceller-nevroner, som mottar irritasjon fra reseptorer, begynner å endre ladninger: natriumioner kommer massivt inn i cellen og overflaten av plasmalemmaet blir elektronegativ. Og det parietale laget av cytoplasmaet, på grunn av et overskudd av kationer, mottar en positiv ladning. Dette forklarer hvorfor den ytre cellemembranen til nevronet lades opp, noe som forårsaker ledning av nerveimpulser som ligger til grunn for eksitasjonsprosessen.

De aller fleste organismer som lever på jorden består av celler som stort sett er like i sin kjemiske sammensetning, struktur og vitale aktivitet. I hver celle foregår metabolisme og energiomdannelse. Celledeling ligger til grunn for prosessene for vekst og reproduksjon av organismer. Dermed er cellen en enhet for struktur, utvikling og reproduksjon av organismer.

Cellen kan bare eksistere som et integrert system, udelelig i deler. Celleintegritet tilveiebringes av biologiske membraner. En celle er et element i et system av høyere rang - en organisme. Deler og organeller av en celle, bestående av komplekse molekyler, er integrerte systemer av lavere rang.

En celle er et åpent system forbundet med miljøet gjennom utveksling av materie og energi. Dette er et funksjonelt system der hvert molekyl utfører visse funksjoner. Cellen har stabilitet, evne til selvregulering og selvreprodusering.

Cellen er et selvstyrt system. Det kontrollerende genetiske systemet til en celle er representert av komplekse makromolekyler - nukleinsyrer (DNA og RNA).

I 1838-1839. De tyske biologene M. Schleiden og T. Schwann oppsummerte kunnskapen om cellen og formulerte hovedposisjonen til celleteorien, hvis essens er at alle organismer, både planter og dyr, består av celler.

I 1859 beskrev R. Virchow prosessen med celledeling og formulerte en av de viktigste bestemmelsene i celleteorien: «Hver celle kommer fra en annen celle». Nye celler dannes som et resultat av delingen av modercellen, og ikke fra ikke-cellulært stoff, som tidligere antatt.

Oppdagelsen av den russiske forskeren K. Baer i 1826 av egg fra pattedyr førte til konklusjonen at cellen ligger til grunn for utviklingen av flercellede organismer.

Moderne celleteori inkluderer følgende bestemmelser:

1) en celle er en enhet for struktur og utvikling av alle organismer;

2) cellene til organismer fra forskjellige riker av dyreliv er like i struktur, kjemisk sammensetning, metabolisme og de viktigste manifestasjonene av vital aktivitet;

3) nye celler dannes som et resultat av deling av modercellen;

4) i en flercellet organisme danner celler vev;

5) Organer består av vev.

Med introduksjonen av moderne biologiske, fysiske og kjemiske forskningsmetoder i biologien har det blitt mulig å studere strukturen og funksjonen til de ulike komponentene i cellen. En av metodene for å studere celler er mikroskopi. Et moderne lysmikroskop forstørrer objekter 3000 ganger og lar deg se de største organellene i en celle, observere bevegelsen til cytoplasmaet og celledeling.

Oppfunnet på 40-tallet. Det 20. århundre Et elektronmikroskop gir forstørrelse på titalls og hundretusener av ganger. Elektronmikroskopet bruker en strøm av elektroner i stedet for lys, og elektromagnetiske felt i stedet for linser. Derfor gir elektronmikroskopet et klart bilde ved mye høyere forstørrelser. Ved hjelp av et slikt mikroskop var det mulig å studere strukturen til celleorganeller.

Strukturen og sammensetningen av celleorganeller studeres ved hjelp av metoden sentrifugering. Knust vev med ødelagte cellemembraner legges i reagensglass og roteres i en sentrifuge med høy hastighet. Metoden er basert på at ulike celleorganeller har ulik masse og tetthet. Mer tette organeller avsettes i et reagensrør ved lave sentrifugeringshastigheter, mindre tette - ved høye. Disse lagene studeres separat.

bredt brukt celle- og vevskulturmetode, som består i at man fra en eller flere celler på et spesielt næringsmedium kan få en gruppe av samme type dyre- eller planteceller og til og med dyrke en hel plante. Ved å bruke denne metoden kan du få svar på spørsmålet om hvordan ulike vev og organer i kroppen dannes fra en celle.

Hovedbestemmelsene i celleteorien ble først formulert av M. Schleiden og T. Schwann. En celle er en enhet av struktur, liv, reproduksjon og utvikling av alle levende organismer. For å studere celler brukes metoder for mikroskopi, sentrifugering, celle- og vevskultur osv.

Celler av sopp, planter og dyr har mye til felles, ikke bare i kjemisk sammensetning, men også i struktur. Når en celle undersøkes under et mikroskop, er forskjellige strukturer synlige i den - organeller. Hver organell utfører spesifikke funksjoner. Det er tre hoveddeler i en celle: plasmamembranen, kjernen og cytoplasmaet (Figur 1).

plasmamembran skiller cellen og dens innhold fra miljøet. I figur 2 kan du se: membranen er dannet av to lag med lipider, og proteinmolekyler trenger gjennom tykkelsen av membranen.

Hovedfunksjonen til plasmamembranen transportere. Det sikrer tilførsel av næringsstoffer til cellen og fjerning av metabolske produkter fra den.

En viktig egenskap ved membranen er selektiv permeabilitet, eller semipermeabilitet, lar cellen samhandle med miljøet: bare visse stoffer kommer inn og forlater det. Små molekyler av vann og noen andre stoffer kommer inn i cellen ved diffusjon, delvis gjennom porene i membranen.

Sukker, organiske syrer, salter er oppløst i cytoplasmaet, cellesaften til plantecellevakuoler. Dessuten er konsentrasjonen deres i cellen mye høyere enn i miljøet. Jo større konsentrasjonen av disse stoffene er i cellen, jo mer absorberer den vann. Det er kjent at vann hele tiden forbrukes av cellen, på grunn av dette øker konsentrasjonen av cellesaft og vann kommer inn i cellen igjen.

Inntrengningen av større molekyler (glukose, aminosyrer) i cellen er gitt av transportproteinene i membranen, som, ved å kombinere med molekylene til de transporterte stoffene, fører dem gjennom membranen. Enzymer som bryter ned ATP er involvert i denne prosessen.

Figur 1. Generalisert skjema over strukturen til en eukaryot celle.
(klikk på bildet for å forstørre bildet)

Figur 2. Strukturen til plasmamembranen.
1 - piercing ekorn, 2 - nedsenkede ekorn, 3 - eksterne ekorn

Figur 3. Skjema for pinocytose og fagocytose.

Enda større molekyler av proteiner og polysakkarider kommer inn i cellen ved fagocytose (fra gresk. fagos- sluker og kitos- kar, celle), og dråper væske - ved pinocytose (fra gresk. pinot- drikke og kitos) (Fig. 3).

Dyreceller er, i motsetning til planteceller, omgitt av en myk og fleksibel "pelsfrakk", hovedsakelig dannet av polysakkaridmolekyler, som ved å feste seg til noen membranproteiner og lipider omgir cellen fra utsiden. Sammensetningen av polysakkarider er spesifikk for forskjellige vev, på grunn av hvilke cellene "gjenkjenner" hverandre og forbinder med hverandre.

Planteceller har ikke en slik "pelsfrakk". De har en porefylt membran over plasmamembranen. celleveggen består hovedsakelig av cellulose. Tråder i cytoplasmaet strekker seg fra celle til celle gjennom porene, og forbinder cellene med hverandre. Slik utføres forbindelsen mellom celler og kroppens integritet oppnås.

Cellemembranen i planter spiller rollen som et sterkt skjelett og beskytter cellen mot skade.

De fleste bakterier og alle sopp har en cellemembran, bare dens kjemiske sammensetning er annerledes. Hos sopp består den av et kitinlignende stoff.

Cellene til sopp, planter og dyr har en lignende struktur. Det er tre hoveddeler i en celle: kjerne, cytoplasma og plasmamembran. Plasmamembranen består av lipider og proteiner. Det sikrer at stoffer kommer inn i cellen og frigjør dem fra cellen. I cellene til planter, sopp og de fleste bakterier er det en cellemembran over plasmamembranen. Den utfører en beskyttende funksjon og spiller rollen som et skjelett. Hos planter består celleveggen av cellulose, mens den hos sopp består av et kitinlignende stoff. Dyreceller er dekket med polysakkarider som gir kontakter mellom celler i samme vev.

Vet du at hoveddelen av cellen er cytoplasma. Den består av vann, aminosyrer, proteiner, karbohydrater, ATP, ioner av ikke-organiske stoffer. Cytoplasmaet inneholder cellens kjerne og organeller. I den beveger stoffer seg fra en del av cellen til en annen. Cytoplasmaet sikrer samspillet mellom alle organeller. Det er her kjemiske reaksjoner finner sted.

Hele cytoplasmaet er gjennomsyret av tynne proteinmikrotubuli som dannes celle cytoskjelett på grunn av dette beholder den sin permanente form. Cellecytoskjelettet er fleksibelt, siden mikrotubuli er i stand til å endre posisjon, bevege seg fra den ene enden og forkortes fra den andre. Ulike stoffer kommer inn i cellen. Hva skjer med dem i buret?

I lysosomer - små avrundede membranvesikler (se fig. 1) brytes molekyler av komplekse organiske stoffer ned til enklere molekyler ved hjelp av hydrolytiske enzymer. For eksempel brytes proteiner ned til aminosyrer, polysakkarider til monosakkarider, fett til glyserol og fettsyrer. For denne funksjonen blir lysosomer ofte referert til som "fordøyelsesstasjonene" til cellen.

Hvis membranen til lysosomer blir ødelagt, kan enzymene som finnes i dem fordøye selve cellen. Derfor kalles lysosomer noen ganger "verktøy for å drepe cellen."

Enzymatisk oksidasjon av små molekyler av aminosyrer, monosakkarider, fettsyrer og alkoholer dannet i lysosomer til karbondioksid og vann begynner i cytoplasmaet og ender i andre organeller - mitokondrier. Mitokondrier er stavformede, filamentøse eller sfæriske organeller, avgrenset fra cytoplasmaet av to membraner (fig. 4). Den ytre membranen er glatt, mens den indre membranen danner folder - cristae som øker overflaten. Enzymer involvert i oksidasjonsreaksjonene av organiske stoffer til karbondioksid og vann er lokalisert på den indre membranen. I dette tilfellet frigjøres energi, som lagres av cellen i ATP-molekyler. Derfor kalles mitokondrier "kraftverkene" til cellen.

I cellen blir organiske stoffer ikke bare oksidert, men også syntetisert. Syntesen av lipider og karbohydrater utføres på endoplasmatisk retikulum - EPS (fig. 5), og proteiner - på ribosomer. Hva er en EPS? Dette er et system av tubuli og sisterne, hvis vegger er dannet av en membran. De gjennomsyrer hele cytoplasmaet. Gjennom ER-kanalene beveger stoffer seg til ulike deler av cellen.

Det er en jevn og grov EPS. Karbohydrater og lipider syntetiseres på overflaten av glatt EPS med deltakelse av enzymer. Ruheten til EPS er gitt av små avrundede kropper plassert på den - ribosomer(se fig. 1), som er involvert i syntesen av proteiner.

Syntese av organiske stoffer skjer i plastider finnes bare i planteceller.

Ris. 4. Skjema av strukturen til mitokondrier.
1.- ytre membran; 2.- indre membran; 3.- folder av indre membran - cristae.

Ris. 5. Ordning av strukturen til grov EPS.

Ris. 6. Skjema for strukturen til kloroplasten.
1.- ytre membran; 2.- indre membran; 3.- indre innhold av kloroplasten; 4. - folder av den indre membranen, samlet i "stabler" og danner grana.

I fargeløse plastider - leukoplaster(fra gresk. leukos- hvit og plastos- skapt) akkumuleres stivelse. Potetknoller er veldig rike på leukoplaster. Gul, oransje, rød farge er gitt til frukt og blomster kromoplaster(fra gresk. krom- farge og plastos). De syntetiserer pigmentene som er involvert i fotosyntesen, - karotenoider. I plantelivet er viktigheten kloroplaster(fra gresk. chloros- grønnaktig og plastos) - grønne plastider. På figur 6 kan du se at kloroplaster er dekket med to membraner: ytre og indre. Den indre membranen danner folder; mellom foldene er bobler stablet i hauger - korn. Kornene inneholder klorofyllmolekyler som er involvert i fotosyntesen. Hver kloroplast inneholder omtrent 50 korn arrangert i et sjakkbrettmønster. Dette arrangementet sikrer maksimal belysning av hvert korn.

I cytoplasmaet kan proteiner, lipider, karbohydrater samle seg i form av korn, krystaller, dråper. Disse inkludering- reserve næringsstoffer som konsumeres av cellen etter behov.

I planteceller akkumuleres en del av reservenæringsstoffene, samt forfallsprodukter, i cellesaften til vakuoler (se fig. 1). De kan utgjøre opptil 90 % av volumet til en plantecelle. Dyreceller har midlertidige vakuoler som ikke opptar mer enn 5% av volumet.

Ris. 7. Opplegg for strukturen til Golgi-komplekset.

På figur 7 ser du et system av hulrom omgitt av en membran. den golgi kompleks, som utfører forskjellige funksjoner i cellen: den deltar i akkumulering og transport av stoffer, fjerning av dem fra cellen, dannelsen av lysosomer, cellemembranen. For eksempel kommer cellulosemolekyler inn i hulrommet til Golgi-komplekset, som ved hjelp av bobler beveger seg til celleoverflaten og inngår i cellemembranen.

De fleste celler formerer seg ved å dele seg. Denne prosessen innebærer cellesenter. Den består av to sentrioler omgitt av tett cytoplasma (se fig. 1). Ved begynnelsen av deling divergerer sentrioler mot cellens poler. Proteinfilamenter avviker fra dem, som er koblet til kromosomer og sørger for jevn fordeling mellom to datterceller.

Alle organeller i cellen er nært forbundet. For eksempel syntetiseres proteinmolekyler i ribosomer, de transporteres gjennom EPS-kanaler til forskjellige deler av cellen, og proteiner blir ødelagt i lysosomer. De nylig syntetiserte molekylene brukes til å bygge cellestrukturer eller akkumuleres i cytoplasma og vakuoler som reservenæringsstoffer.

Cellen er fylt med cytoplasma. Cytoplasmaet inneholder kjernen og ulike organeller: lysosomer, mitokondrier, plastider, vakuoler, ER, cellesenter, Golgi-kompleks. De er forskjellige i struktur og funksjoner. Alle organeller i cytoplasmaet samhandler med hverandre, noe som sikrer normal funksjon av cellen.

Tabell 1. STRUKTUR AV CELLEN

ORGANELLER	STRUKTUR OG EGENSKAPER	FUNKSJONER
Shell	Består av cellulose. Omgir planteceller. Har porer	Det gir cellen styrke, opprettholder en viss form, beskytter. Er skjelettet til planter
ytre cellemembran	Dobbel membran cellestruktur. Den består av et bilipidlag og mosaisk ispedd proteiner, karbohydrater er plassert utenfor. Semi-permeabel	Begrenser det levende innholdet i cellene til alle organismer. Gir selektiv permeabilitet, beskytter, regulerer vann-saltbalansen, utveksling med det ytre miljøet.
Endoplasmatisk retikulum (ER)	enkelt membran struktur. Systemet av tubuli, tubuli, sisterne. Penetrerer hele cytoplasmaet til cellen. Glatt ER og granulær ER med ribosomer	Deler cellen inn i separate rom hvor kjemiske prosesser finner sted. Gir kommunikasjon og transport av stoffer i cellen. Proteinsyntese finner sted på det granulære endoplasmatiske retikulum. På den glatte - lipidsyntese
Golgi-apparatet	enkelt membran struktur. Systemet med bobler, tanker, der produktene av syntese og forfall er plassert	Gir pakking og fjerning av stoffer fra cellen, danner primære lysosomer
Lysosomer	Enkeltmembran sfæriske cellestrukturer. Inneholder hydrolytiske enzymer	Gir nedbrytning av makromolekylære stoffer, intracellulær fordøyelse
Ribosomer	Ikke-membran soppformede strukturer. Sammensatt av små og store underenheter	Inneholdt i kjernen, cytoplasma og på det granulære endoplasmatiske retikulum. Deltar i proteinbiosyntese.
Mitokondrier	To-membran avlange organeller. Den ytre membranen er glatt, den indre danner cristae. fylt med matrise. Det er mitokondrielt DNA, RNA, ribosomer. Semi-autonom struktur	De er energistasjonene til cellene. De gir respirasjonsprosessen - oksygenoksidasjon av organiske stoffer. ATP-syntese pågår
Plastider Kloroplaster	karakteristisk for planteceller. To-membran, semi-autonome avlange organeller. Innvendig er de fylt med stroma, der grana er plassert. Grana er dannet av membranstrukturer - thylakoider. Har DNA, RNA, ribosomer	Fotosyntese finner sted. På thylakoidenes membraner finner reaksjoner av lysfasen sted, i stroma - av den mørke fasen. Syntese av karbohydrater
Kromoplaster	To-membran sfæriske organeller. Inneholder pigmenter: rød, oransje, gul. Dannet av kloroplaster	Gi farge til blomster og frukt. Dannet om høsten fra kloroplaster, gir bladene en gul farge
Leukoplaster	To-membran ufargede sfæriske plastider. I lyset kan de forvandles til kloroplaster	Lagrer næringsstoffer i form av stivelseskorn
Cellesenter	ikke-membranstrukturer. Sammensatt av to sentrioler og en sentrosfære	Danner en spindel av celledeling, delta i deling. Celler dobles etter deling
Vakuol	karakteristisk for plantecellen. Membranhulrom fylt med cellesaft	Regulerer det osmotiske trykket i cellen. Akkumulerer næringsstoffer og avfallsprodukter fra cellen
Cellekjernen	Hovedkomponenten i cellen. Omgitt av en tolags porøs kjernemembran. fylt med karyoplasma. Inneholder DNA i form av kromosomer (kromatin)	Regulerer alle prosesser i cellen. Gir overføring av arvelig informasjon. Antall kromosomer er konstant for hver art. Støtter DNA-replikasjon og RNA-syntese
nukleolus	Mørk formasjon i kjernen, ikke atskilt fra karyoplasma	Sted for ribosomdannelse
Bevegelsesorganeller. Cilia. Flagella	Utvekster av cytoplasma omgitt av en membran	Sørg for cellebevegelse, fjerning av støvpartikler (cilierte epitel)

Den viktigste rollen i den vitale aktiviteten og celledelingen til sopp, planter og dyr tilhører kjernen og kromosomene som ligger i den. De fleste av cellene til disse organismene har en enkelt kjerne, men det er også flerkjernede celler, for eksempel muskelceller. Kjernen ligger i cytoplasmaet og har en rund eller oval form. Den er dekket med et skall som består av to membraner. Kjernemembranen har porer gjennom hvilke utveksling av stoffer mellom kjernen og cytoplasmaet finner sted. Kjernen er fylt med atomjuice, som inneholder nukleolene og kromosomene.

Nukleoler er "verksteder for produksjon" av ribosomer, som er dannet av ribosomalt RNA dannet i kjernen og proteiner syntetisert i cytoplasma.

Hovedfunksjonen til kjernen - lagring og overføring av arvelig informasjon - er forbundet med kromosomer. Hver type organisme har sitt eget sett med kromosomer: et visst antall, form og størrelse.

Alle kroppsceller unntatt kjønnsceller kalles somatisk(fra gresk. steinbit- kropp). Cellene til en organisme av samme art inneholder samme sett med kromosomer. For eksempel, hos mennesker, inneholder hver celle i kroppen 46 kromosomer, i fruktfluen Drosophila - 8 kromosomer.

Somatiske celler har vanligvis et dobbelt sett med kromosomer. Det kalles diploid og betegnet 2 n. Så en person har 23 par kromosomer, det vil si 2 n= 46. Kjønnsceller inneholder halvparten så mange kromosomer. Er det singel eller haploid, sett. Person 1 n = 23.

Alle kromosomer i somatiske celler, i motsetning til kromosomer i kjønnsceller, er sammenkoblet. Kromosomene som utgjør ett par er identiske med hverandre. Parede kromosomer kalles homolog. Kromosomer som tilhører forskjellige par og er forskjellige i form og størrelse kalles ikke-homolog(Fig. 8).

Hos noen arter kan antallet kromosomer være det samme. For eksempel i rødkløver og erter 2 n= 14. Kromosomene deres er imidlertid forskjellige i form, størrelse, nukleotidsammensetning av DNA-molekyler.

Ris. 8. Et sett med kromosomer i Drosophila-celler.

Ris. 9. Kromosomets struktur.

For å forstå rollen til kromosomer i overføringen av arvelig informasjon, er det nødvendig å bli kjent med deres struktur og kjemiske sammensetning.

Kromosomene til en ikke-delende celle ser ut som lange tynne tråder. Hvert kromosom før celledeling består av to identiske tråder - kromatider, som er forbundet mellom innsnevringsfinnene - (fig. 9).

Kromosomer består av DNA og proteiner. Siden nukleotidsammensetningen til DNA varierer mellom arter, er sammensetningen av kromosomer unik for hver art.

Hver celle bortsett fra bakterier har en kjerne som inneholder nukleoler og kromosomer. Hver art er preget av et spesifikt sett med kromosomer: antall, form og størrelse. I de somatiske cellene til de fleste organismer er kromosomsettet diploid, i kjønnscellene er det haploid. Parede kromosomer kalles homologe. Kromosomer består av DNA og proteiner. DNA-molekyler gir lagring og overføring av arvelig informasjon fra celle til celle og fra organisme til organisme.

Etter å ha jobbet gjennom disse emnene, bør du kunne:

1. Fortell i hvilke tilfeller det er nødvendig å bruke et lysmikroskop (struktur), et transmisjonselektronmikroskop.
2. Beskriv strukturen til cellemembranen og forklar sammenhengen mellom strukturen til membranen og dens evne til å utveksle stoffer mellom cellen og miljøet.
3. Definer prosessene: diffusjon, tilrettelagt diffusjon, aktiv transport, endocytose, eksocytose og osmose. Pek på forskjellene mellom disse prosessene.
4. Nevn funksjonene til strukturer og angi hvilke celler (plante, dyr eller prokaryote) de befinner seg i: kjerne, kjernemembran, nukleoplasma, kromosomer, plasmamembran, ribosom, mitokondrier, cellevegg, kloroplast, vakuole, lysosom, glatt endoplasmatisk retikulum ( agranulær) og grov (granulær), cellesenter, golgi-apparat, cilium, flagellum, mesosom, pili eller fimbriae.
5. Nevn minst tre tegn der en plantecelle kan skilles fra en dyrecelle.
6. Liste de viktigste forskjellene mellom prokaryote og eukaryote celler.

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Generell biologi". Moskva, "Enlightenment", 2000

• Emne 1. "Plasmamembran." §1, §8 s. 5;20
• Emne 2. "Bur." §8-10 s. 20-30
• Emne 3. "Prokaryot celle. Virus." §11 s. 31-34

Cellemembranen er strukturen som dekker utsiden av cellen. Det kalles også cytolemma eller plasmolemma.

Denne formasjonen er bygget av et bilipidlag (bilag) med proteiner innebygd i det. Karbohydratene som utgjør plasmalemmaet er i bundet tilstand.

Fordelingen av hovedkomponentene i plasmalemmaet er som følger: mer enn halvparten av den kjemiske sammensetningen faller på proteiner, en fjerdedel er okkupert av fosfolipider, og en tiendedel er kolesterol.

Cellemembran og dens typer

Cellemembranen er en tynn film, som er basert på lag av lipoproteiner og proteiner.

Ved lokalisering skilles membranorganeller ut, som har noen funksjoner i plante- og dyreceller:

• mitokondrier;
• cellekjernen;
• endoplasmatisk retikulum;
• Golgi kompleks;
• lysosomer;
• kloroplaster (i planteceller).

Det er også en indre og ytre (plasmolemma) cellemembran.

Strukturen til cellemembranen

Cellemembranen inneholder karbohydrater som dekker den i form av en glykokalyx. Dette er en supramembranstruktur som utfører en barrierefunksjon. Proteinene som ligger her er i fri tilstand. Ubundne proteiner er involvert i enzymatiske reaksjoner, og gir ekstracellulær nedbrytning av stoffer.

Proteiner i den cytoplasmatiske membranen er representert av glykoproteiner. I henhold til den kjemiske sammensetningen isoleres proteiner som er fullstendig inkludert i lipidlaget (gjennomgående) - integrerte proteiner. Også perifert, når ikke en av overflatene til plasmalemmaet.

Førstnevnte fungerer som reseptorer og binder seg til nevrotransmittere, hormoner og andre stoffer. Innsettingsproteiner er nødvendige for konstruksjon av ionekanaler som ioner og hydrofile substrater transporteres gjennom. Sistnevnte er enzymer som katalyserer intracellulære reaksjoner.

Grunnleggende egenskaper til plasmamembranen

Lipid-dobbeltlaget forhindrer inntrengning av vann. Lipider er hydrofobe forbindelser som finnes i cellen som fosfolipider. Fosfatgruppen er vendt utover og består av to lag: det ytre, rettet mot det ekstracellulære miljøet, og det indre, som avgrenser det intracellulære innholdet.

Vannløselige områder kalles hydrofile hoder. Fettsyrestedene er rettet inn i cellen, i form av hydrofobe haler. Den hydrofobe delen samhandler med nærliggende lipider, noe som sikrer at de fester seg til hverandre. Dobbeltlaget har selektiv permeabilitet i forskjellige områder.

Så i midten er membranen ugjennomtrengelig for glukose og urea, hydrofobe stoffer passerer fritt her: karbondioksid, oksygen, alkohol. Kolesterol er viktig, innholdet av sistnevnte bestemmer viskositeten til plasmamembranen.

Funksjoner av den ytre membranen til cellen

Egenskapene til funksjonene er kort oppført i tabellen:

Membranfunksjon	Beskrivelse
barriere rolle	Plasmalemmaet utfører en beskyttende funksjon, og beskytter innholdet i cellen mot effekten av fremmede stoffer. På grunn av den spesielle organiseringen av proteiner, lipider, karbohydrater, er semipermeabiliteten til plasmamembranen sikret.
Reseptorfunksjon	Gjennom cellemembranen aktiveres biologisk aktive stoffer i prosessen med binding til reseptorer. Således medieres immunreaksjoner gjennom gjenkjennelse av fremmede stoffer av reseptorapparatet til celler lokalisert på cellemembranen.
transportfunksjon	Tilstedeværelsen av porer i plasmalemmaet lar deg regulere strømmen av stoffer inn i cellen. Overføringsprosessen foregår passivt (uten energiforbruk) for forbindelser med lav molekylvekt. Aktiv overføring er assosiert med energiforbruket som frigjøres under nedbrytningen av adenosintrifosfat (ATP). Denne metoden finner sted for overføring av organiske forbindelser.
Deltakelse i fordøyelsesprosessene	Stoffer avsettes på cellemembranen (sorpsjon). Reseptorer binder seg til underlaget og flytter det inn i cellen. Det dannes en vesikkel som ligger fritt inne i cellen. Ved sammenslåing danner slike vesikler lysosomer med hydrolytiske enzymer.
Enzymatisk funksjon	Enzymer, nødvendige komponenter i intracellulær fordøyelse. Reaksjoner som krever deltakelse av katalysatorer fortsetter med deltakelse av enzymer.

Hva er betydningen av cellemembranen

Cellemembranen er involvert i å opprettholde homeostase på grunn av den høye selektiviteten til stoffer som kommer inn og ut av cellen (i biologi kalles dette selektiv permeabilitet).

Utvekster av plasmolemma deler cellen inn i rom (rom) som er ansvarlige for å utføre visse funksjoner. Spesifikt arrangerte membraner, tilsvarende væske-mosaikkskjemaet, sikrer cellens integritet.

avgrensende ( barriere) - skille det cellulære innholdet fra det ytre miljøet;

Reguler utvekslingen mellom cellen og miljøet;

Del celler inn i rom, eller rom, designet for visse spesialiserte metabolske veier ( skille);

Det er stedet for noen kjemiske reaksjoner (lette reaksjoner av fotosyntese i kloroplaster, oksidativ fosforylering under respirasjon i mitokondrier);

Sørge for kommunikasjon mellom celler i vevet til flercellede organismer;

Transportere- utfører transmembran transport.

Reseptor- er stedet for lokalisering av reseptorsteder som gjenkjenner ytre stimuli.

Transport av stoffer gjennom membranen er en av de ledende funksjonene til membranen, som sikrer utveksling av stoffer mellom cellen og det ytre miljø. Avhengig av energikostnadene for overføring av stoffer, er det:

passiv transport, eller tilrettelagt diffusjon;

aktiv (selektiv) transport med deltagelse av ATP og enzymer.

transport i membranemballasje. Det er endocytose (inn i cellen) og eksocytose (ut av cellen) - mekanismer som transporterer store partikler og makromolekyler gjennom membranen. Under endocytose danner plasmamembranen en invaginasjon, kantene smelter sammen, og en vesikkel snøres inn i cytoplasmaet. Vesikkelen er avgrenset fra cytoplasmaet av en enkelt membran, som er en del av den ytre cytoplasmatiske membranen. Skille mellom fagocytose og pinocytose. Fagocytose er absorpsjon av store partikler, ganske faste. For eksempel fagocytose av lymfocytter, protozoer, etc. Pinocytose er prosessen med å fange og absorbere væskedråper med stoffer oppløst i den.

Eksocytose er prosessen med å fjerne ulike stoffer fra cellen. Under eksocytose smelter membranen til vesikkelen eller vakuolen sammen med den ytre cytoplasmatiske membranen. Innholdet i vesikkelen fjernes fra celleoverflaten, og membranen inngår i den ytre cytoplasmatiske membranen.

I kjernen passiv transport av uladede molekyler er forskjellen mellom konsentrasjonene av hydrogen og ladninger, dvs. elektrokjemisk gradient. Stoffer vil bevege seg fra et område med høyere gradient til et område med lavere. Transporthastigheten avhenger av gradientforskjellen.

Enkel diffusjon er transport av stoffer direkte gjennom lipiddobbeltlaget. Karakteristisk for gasser, ikke-polare eller små uladede polare molekyler, løselige i fett. Vann trenger raskt gjennom dobbeltlaget, fordi. molekylet er lite og elektrisk nøytralt. Diffusjonen av vann over membraner kalles osmose.

Diffusjon gjennom membrankanaler er transport av ladede molekyler og ioner (Na, K, Ca, Cl) som trenger inn i membranen på grunn av tilstedeværelsen i den av spesielle kanaldannende proteiner som danner vannporer.

Tilrettelagt diffusjon er transport av stoffer ved hjelp av spesielle transportproteiner. Hvert protein er ansvarlig for et strengt definert molekyl eller gruppe av beslektede molekyler, interagerer med det og beveger seg gjennom membranen. For eksempel sukker, aminosyrer, nukleotider og andre polare molekyler.

aktiv transport utført av proteiner - bærere (ATPase) mot en elektrokjemisk gradient, med energiforbruk. Kilden er ATP-molekyler. For eksempel natrium-kalium-pumpen.

Konsentrasjonen av kalium inne i cellen er mye høyere enn utenfor den, og natrium - omvendt. Derfor diffunderer kalium- og natriumkationer passivt langs konsentrasjonsgradienten gjennom vannporene i membranen. Dette skyldes det faktum at permeabiliteten til membranen for kaliumioner er høyere enn for natriumioner. Følgelig diffunderer kalium raskere ut av cellen enn natrium inn i cellen. For normal funksjon av cellen er imidlertid et visst forhold på 3 kalium- og 2 natriumioner nødvendig. Derfor er det en natrium-kalium-pumpe i membranen, som aktivt pumper natrium ut av cellen, og kalium inn i cellen. Denne pumpen er et transmembrant membranprotein som er i stand til konformasjonelle omorganiseringer. Derfor kan den feste til seg selv både kaliumioner og natriumioner (antiport). Prosessen er energikrevende:

Natriumioner og et ATP-molekyl kommer inn i pumpeproteinet fra innsiden av membranen, og kaliumioner fra utsiden.

Natriumioner kombineres med et proteinmolekyl, og proteinet får ATPase-aktivitet, dvs. evnen til å forårsake ATP-hydrolyse, som er ledsaget av frigjøring av energi som driver pumpen.

Fosfatet som frigjøres under ATP-hydrolyse festes til proteinet, dvs. fosforylerer et protein.

Fosforylering forårsaker en konformasjonsendring i proteinet, det er ikke i stand til å beholde natriumioner. De slippes løs og går utenfor cellen.

Den nye konformasjonen av proteinet fremmer tilsetningen av kaliumioner til det.

Tilsetning av kaliumioner forårsaker defosforylering av proteinet. Han endrer igjen konformasjonen.

Endringen i proteinkonformasjon fører til frigjøring av kaliumioner inne i cellen.

Proteinet er igjen klart til å feste natriumioner til seg selv.

I én driftssyklus pumper pumpen 3 natriumioner ut av cellen og pumper 2 kaliumioner.

Cytoplasma- en obligatorisk komponent av cellen, innelukket mellom overflateapparatet til cellen og kjernen. Det er et komplekst heterogent strukturelt kompleks, bestående av:

hyaloplasma

organeller (permanente komponenter i cytoplasma)

inneslutninger - midlertidige komponenter av cytoplasma.

cytoplasmatisk matrise(hyaloplasma) er det indre innholdet i cellen - en fargeløs, tykk og gjennomsiktig kolloidal løsning. Komponentene i den cytoplasmatiske matrisen utfører prosessene for biosyntese i cellen, inneholder enzymene som er nødvendige for dannelsen av energi, hovedsakelig på grunn av anaerob glykolyse.

Grunnleggende egenskaper til den cytoplasmatiske matrisen.

Bestemmer de kolloidale egenskapene til cellen. Sammen med de intracellulære membranene i det vakuolære systemet kan det betraktes som et svært heterogent eller flerfaset kolloidalt system.

Gir en endring i viskositeten til cytoplasmaet, overgangen fra en gel (tykkere) til en sol (mer flytende), som skjer under påvirkning av ytre og indre faktorer.

Gir cyklose, amøboid bevegelse, celledeling og bevegelse av pigment i kromatoforer.

Bestemmer polariteten til plasseringen av intracellulære komponenter.

Gir mekaniske egenskaper til celler - elastisitet, evne til å slå sammen, stivhet.

Organeller- permanente cellulære strukturer som sikrer utførelsen av spesifikke funksjoner av cellen. Avhengig av funksjonene til strukturen, er det:

membranøse organeller - har en membranstruktur. De kan være enkeltmembran (ER, Golgi-apparat, lysosomer, vakuoler av planteceller). Dobbel membran (mitokondrier, plastider, kjerne).

Ikke-membranorganeller - har ikke membranstruktur (kromosomer, ribosomer, cellesenter, cytoskjelett).

Generelle organeller - karakteristiske for alle celler: kjerne, mitokondrier, cellesenter, Golgi-apparat, ribosomer, ER, lysosomer. Hvis organeller er karakteristiske for visse typer celler, kalles de spesielle organeller (for eksempel myofibriller som trekker sammen en muskelfiber).

Endoplasmatisk retikulum- en enkelt sammenhengende struktur, hvis membran danner mange invaginasjoner og folder som ser ut som tubuli, mikrovakuoler og store sisterner. EPS-membraner er på den ene siden assosiert med den cellulære cytoplasmatiske membranen, og på den annen side med det ytre skallet av kjernemembranen.

Det finnes to typer EPS - grov og glatt.

I grov eller granulær ER er sisterner og tubuli assosiert med ribosomer. er yttersiden av membranen Det er ingen sammenheng med ribosomer i en glatt eller agranulær EPS. Dette er innsiden av membranen.