โครงสร้างโมเลกุลของเยื่อหุ้มเซลล์ โครงสร้างและหน้าที่ของเยื่อหุ้มชีวภาพ

ธรรมชาติได้สร้างสิ่งมีชีวิตและเซลล์มากมาย แต่ถึงกระนั้น โครงสร้างและ ที่สุดหน้าที่ของเยื่อหุ้มชีวภาพเหมือนกันซึ่งทำให้เราสามารถพิจารณาโครงสร้างและศึกษาพวกมันได้ คุณสมบัติที่สำคัญโดยไม่ต้องยึดติดกับเซลล์ชนิดใดชนิดหนึ่ง

เมมเบรนคืออะไร?

เมมเบรนเป็นองค์ประกอบป้องกันที่เป็นส่วนหนึ่งของเซลล์ของสิ่งมีชีวิต

โครงสร้างและ หน่วยการทำงานสิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนโลกนี้คือเซลล์ กิจกรรมในชีวิตของมันถูกเชื่อมโยงกับสภาพแวดล้อมในการแลกเปลี่ยนพลังงาน ข้อมูล และสสารอย่างแยกไม่ออก ดังนั้นพลังงานโภชนาการที่จำเป็นต่อการทำงานของเซลล์จึงมาจากภายนอกและนำไปใช้ในการทำงานต่างๆ ของเซลล์

โครงสร้างของหน่วยโครงสร้างที่ง่ายที่สุดของสิ่งมีชีวิต: เยื่อหุ้มออร์แกเนลล์ การรวมต่างๆ มันถูกล้อมรอบด้วยเมมเบรนซึ่งภายในมีนิวเคลียสและออร์แกเนลล์ทั้งหมดอยู่ เหล่านี้คือไมโตคอนเดรีย, ไลโซโซม, ไรโบโซม, เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม ทั้งหมด องค์ประกอบโครงสร้างมีเมมเบรนของตัวเอง

บทบาทในการทำงานของเซลล์

เยื่อหุ้มชีวภาพมีบทบาทสำคัญในโครงสร้างและการทำงานของระบบสิ่งมีชีวิตเบื้องต้น มีเพียงเซลล์ล้อมรอบ การบรรจุย่อมเรียกว่าเป็นกายโดยชอบธรรมได้ กระบวนการเช่นเมแทบอลิซึมก็เกิดขึ้นเนื่องจากมีเมมเบรน หากความสมบูรณ์ของโครงสร้างถูกทำลาย สิ่งนี้จะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลง สถานะการทำงานร่างกายโดยรวม

เยื่อหุ้มเซลล์และหน้าที่ของมัน

แยกไซโตพลาสซึมของเซลล์ออกจากสภาพแวดล้อมภายนอกหรือจากเมมเบรน เยื่อหุ้มเซลล์ทำให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่เหมาะสมของฟังก์ชันเฉพาะ ความจำเพาะของการสัมผัสระหว่างเซลล์และการแสดงออกของระบบภูมิคุ้มกัน และรักษาความแตกต่างของเมมเบรนในศักย์ไฟฟ้า ประกอบด้วยตัวรับที่สามารถรับรู้สัญญาณทางเคมี เช่น ฮอร์โมน ตัวกลาง และส่วนประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่นๆ ตัวรับเหล่านี้ให้ความสามารถอีกอย่างหนึ่ง - ในการเปลี่ยนแปลงกิจกรรมการเผาผลาญของเซลล์

ฟังก์ชั่นเมมเบรน:

1. การถ่ายโอนสารที่ใช้งานอยู่

2. การถ่ายโอนสารแบบพาสซีฟ:

2.1. การแพร่กระจายทำได้ง่าย

2.2. ถ่ายโอนผ่านรูขุมขน

2.3. การขนส่งดำเนินการโดยการแพร่กระจายของตัวพาพร้อมกับสารเมมเบรนหรือโดยการถ่ายทอดสารไปตามสายโซ่โมเลกุลของตัวพา

3. การถ่ายโอนสารที่ไม่ใช่อิเล็กโทรไลต์เนื่องจากการแพร่กระจายที่ง่ายและสะดวก

โครงสร้างเยื่อหุ้มเซลล์

ส่วนประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์คือไขมันและโปรตีน

ไขมัน: ฟอสโฟไลปิด, ฟอสฟาทิดิลเอทานอลเอมีน, สฟิงโกไมอีลิน, ฟอสฟาติดิลโนซิทอลและฟอสฟาติดิลซีรีน, ไกลโคลิพิด สัดส่วนของไขมันคือ 40-90%

โปรตีน: อุปกรณ์ต่อพ่วง, อินทิกรัล (ไกลโคโปรตีน), สเปคตริน, แอกติน, โครงร่างโครงร่าง

องค์ประกอบโครงสร้างหลักคือโมเลกุลฟอสโฟไลปิดสองชั้น

เมมเบรนหลังคา: ความหมายและประเภท

สถิติบางอย่าง บนอาณาเขต สหพันธรัฐรัสเซียเมมเบรนไม่ได้ใช้เป็นวัสดุมุงหลังคามานานนัก ความถ่วงจำเพาะหลังคาเมมเบรนจาก จำนวนทั้งหมดแผ่นหลังคาอ่อนคิดเป็นเพียง 1.5% มากกว่า แพร่หลายในรัสเซียได้รับน้ำมันดินและหลังคาสีเหลืองอ่อน แต่ใน ยุโรปตะวันตกหลังคาเมมเบรนมีสัดส่วน 87% ความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจน

ตามกฎแล้วเมมเบรนเป็นวัสดุหลักเมื่อปิดหลังคาเหมาะสำหรับหลังคาเรียบ สำหรับผู้ที่มีความลาดชันมากจะเหมาะน้อยกว่า

ปริมาณการผลิตและการขายแผ่นหลังคาเมมเบรนในตลาดภายในประเทศมีแนวโน้มการเติบโตในเชิงบวก ทำไม เหตุผลมีความชัดเจนมากกว่า:

• อายุการใช้งานประมาณ 60 ปี ลองนึกภาพเฉพาะระยะเวลาการรับประกันการใช้งานซึ่งกำหนดโดยผู้ผลิตเท่านั้นถึง 20 ปี
• ติดตั้งง่าย. เพื่อการเปรียบเทียบ: การติดตั้งหลังคาบิทูเมนใช้เวลานานกว่าการติดตั้งหลังคาเมมเบรน 1.5 เท่า
• ง่ายต่อการบำรุงรักษาและซ่อมแซมงาน

ความหนาของแผ่นหลังคาสามารถอยู่ที่ 0.8-2 มม. และน้ำหนักเฉลี่ย 1 ตารางเมตรคือ 1.3 กก.

คุณสมบัติของแผ่นเมมเบรนมุงหลังคา:

• ความยืดหยุ่น;
• ความแข็งแกร่ง;
• ความต้านทานต่อรังสีอัลตราไวโอเลตและสภาพแวดล้อมที่รุนแรงอื่น ๆ
• ความต้านทานต่อน้ำค้างแข็ง
• ทนไฟ

เมมเบรนหลังคามีสามประเภท คุณลักษณะการจำแนกประเภทหลักคือประเภทของวัสดุโพลีเมอร์ที่ประกอบเป็นฐานของผืนผ้าใบ ดังนั้นเมมเบรนหลังคาคือ:

• เป็นเจ้าของกลุ่ม EPDM ผลิตจากโมโนเมอร์เอทิลีน-โพรพิลีน-ไดอีนโพลีเมอร์หรือพูดง่ายๆ ข้อดี: มีความแข็งแรงสูง ยืดหยุ่น ต้านทานน้ำ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ต้นทุนต่ำ ข้อเสีย: เทคโนโลยีกาวสำหรับการต่อแผ่นโดยใช้เทปพิเศษ ข้อต่อมีความแข็งแรงต่ำ ขอบเขตการใช้งาน: ใช้เป็นวัสดุกันซึมสำหรับพื้นอุโมงค์ แหล่งน้ำ สถานที่เก็บขยะ อ่างเก็บน้ำเทียมและธรรมชาติ ฯลฯ
• เมมเบรนพีวีซี เหล่านี้เป็นเปลือกหอยในการผลิตซึ่งใช้โพลีไวนิลคลอไรด์เป็นวัสดุหลัก ข้อดี: ต้านทานรังสียูวี ทนไฟ ผ้าเมมเบรนมีหลากหลายสี ข้อเสีย: ความต้านทานต่ำต่อวัสดุบิทูมินัส น้ำมัน ตัวทำละลาย ปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ สารอันตราย- สีของผืนผ้าใบจางลงตามกาลเวลา
• ทีพีโอ. ผลิตจากเทอร์โมพลาสติกโอเลฟินส์ พวกเขาสามารถเสริมแรงหรือไม่เสริมแรงได้ อดีตมีการติดตั้งตาข่ายโพลีเอสเตอร์หรือผ้าไฟเบอร์กลาส ข้อดี: เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ความทนทาน ความยืดหยุ่นสูง ทนต่ออุณหภูมิ (ทั้งที่อุณหภูมิสูงและต่ำ) อุณหภูมิต่ำ) รอยเชื่อมของตะเข็บผ้า ข้อเสีย: หมวดหมู่ราคาสูง, ขาดผู้ผลิตในตลาดภายในประเทศ

เมมเบรนแบบมีโปรไฟล์: ลักษณะ หน้าที่ และข้อดี

เยื่อแผ่นโปรไฟล์ถือเป็นนวัตกรรมใหม่ในตลาดการก่อสร้าง เมมเบรนนี้ใช้เป็นวัสดุกันซึม

สารที่ใช้ในการผลิตคือโพลีเอทิลีน หลังมีสองประเภท: โพลีเอทิลีน แรงดันสูง(LDPE) และโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (HDPE)

ลักษณะทางเทคนิคเมมเบรน LDPE และ HDPE

ตัวบ่งชี้
ความต้านแรงดึง (MPa)
การยืดตัวของแรงดึง (%)
ความหนาแน่น (กก./ลบ.ม.)
กำลังอัด (MPa)
แรงกระแทก (รอยบาก) (KJ/ตร.ม.)
โมดูลัสความยืดหยุ่นของแรงดัดงอ (MPa)
ความแข็ง (MRa)
อุณหภูมิในการทำงาน (°С)	จาก -60 ถึง +80	จาก -60 ถึง +80
อัตราการดูดซึมน้ำรายวัน (%)

เมมเบรนที่ทำโปรไฟล์ทำจากโพลีเอทิลีนแรงดันสูงมีพื้นผิวพิเศษ - สิวกลวง ความสูงของการก่อตัวเหล่านี้อาจแตกต่างกันตั้งแต่ 7 ถึง 20 มม. พื้นผิวด้านในของเมมเบรนเรียบ ช่วยให้สามารถดัดงอวัสดุก่อสร้างได้อย่างไร้ปัญหา

ไม่รวมการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของแต่ละส่วนของเมมเบรนเนื่องจากมีการกระจายความดันอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นที่เนื่องจากมีส่วนที่ยื่นออกมาเหมือนกัน Geomembrane สามารถใช้เป็นฉนวนระบายอากาศได้ ในกรณีนี้รับประกันการแลกเปลี่ยนความร้อนฟรีภายในอาคาร

ข้อดีของเมมเบรนที่ทำโปรไฟล์:

• เพิ่มความแข็งแกร่ง
• ทนความร้อน
• ความต้านทานต่ออิทธิพลทางเคมีและชีวภาพ
• อายุการใช้งานยาวนาน (มากกว่า 50 ปี)
• ความง่ายในการติดตั้งและบำรุงรักษา
• ราคาไม่แพง

เมมเบรนแบบมีโปรไฟล์มีสามประเภท:

• ด้วยผ้าชั้นเดียว
• ด้วยผ้าสองชั้น = geotextile + เมมเบรนระบายน้ำ
• ด้วยผ้าสามชั้น = พื้นผิวลื่น + ผ้าใยสังเคราะห์ + เมมเบรนระบายน้ำ

เมมเบรนแบบชั้นเดียวใช้เพื่อป้องกันการรั่วซึมหลักการติดตั้งและการรื้อเตรียมคอนกรีตของผนังที่มีความชื้นสูง มีการใช้ชั้นป้องกันสองชั้นระหว่างการติดตั้ง ประกอบด้วยสามชั้นและใช้กับดินที่ไวต่อการแข็งตัวของน้ำค้างแข็งและบนดินลึก

พื้นที่ใช้งานแผ่นเยื่อระบายน้ำ

เมมเบรนที่ทำโปรไฟล์พบการใช้งานในด้านต่อไปนี้:

1. การกันซึมพื้นฐานของรากฐาน ให้การป้องกันที่เชื่อถือได้ต่ออิทธิพลการทำลายล้างของน้ำใต้ดิน ระบบรากพืช การทรุดตัวของดิน และความเสียหายทางกล
2. การระบายน้ำผนังมูลนิธิ ปรับผลกระทบของน้ำใต้ดินและการตกตะกอนของชั้นบรรยากาศให้เป็นกลางโดยการขนส่งไปยังระบบระบายน้ำ
3. ประเภทแนวนอน - ป้องกันการเสียรูปเนื่องจากคุณสมบัติทางโครงสร้าง
4. คล้ายกับการเตรียมคอนกรีต ใช้ในกรณีงานก่อสร้างอาคารในบริเวณที่มีน้ำบาดาลต่ำ ในกรณีที่ใช้กันซึมแนวนอนเพื่อป้องกันความชื้นจากเส้นเลือดฝอย นอกจากนี้หน้าที่ของเมมเบรนที่ทำโปรไฟล์ยังรวมถึงการป้องกันการซึมของซีเมนต์ลงสู่พื้นดิน
5. การระบายอากาศพื้นผิวผนังที่มีระดับความชื้นสูง สามารถติดตั้งได้ทั้งภายในและภายนอก ข้างนอกสถานที่ ในกรณีแรกจะเปิดใช้งานอยู่ การไหลเวียนของอากาศและประการที่สอง รับประกันความชื้นและอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุด
6. ใช้หลังคาแบบผกผัน

เมมเบรนกระจายแสงพิเศษ

เมมเบรนกระจายแสงพิเศษเป็นวัสดุรุ่นใหม่ โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อปกป้ององค์ประกอบโครงสร้างหลังคาจากลม การตกตะกอน และไอน้ำ

การผลิตวัสดุป้องกันขึ้นอยู่กับการใช้สารไม่ทอเส้นใยหนาแน่น คุณภาพสูง- เมมเบรนสามชั้นและสี่ชั้นเป็นที่นิยมในตลาดภายในประเทศ ความคิดเห็นจากผู้เชี่ยวชาญและผู้บริโภคยืนยันว่ายิ่งโครงสร้างมีเลเยอร์มากเท่าใดก็ยิ่งแข็งแกร่งเท่านั้น ฟังก์ชั่นการป้องกันซึ่งหมายถึงประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวมของห้องที่สูงขึ้น

คุณสมบัติการออกแบบขึ้นอยู่กับประเภทของหลังคา สภาพภูมิอากาศผู้ผลิตแนะนำให้เลือกใช้เมมเบรนแพร่ชนิดใดชนิดหนึ่ง ดังนั้นจึงมีอยู่สำหรับหลังคาแหลมของโครงสร้างที่ซับซ้อนและเรียบง่าย สำหรับหลังคาแหลมที่มีความลาดเอียงขั้นต่ำ สำหรับหลังคาที่มีตะเข็บปิด ฯลฯ

เมมเบรนกระจายแสงพิเศษถูกวางโดยตรงบนชั้นฉนวนกันความร้อนซึ่งเป็นพื้นทำจากไม้กระดาน ไม่จำเป็นต้องมีช่องว่างการระบายอากาศ วัสดุนี้ยึดด้วยลวดเย็บพิเศษหรือตะปูเหล็ก ขอบของแผ่นกระจายแสงเชื่อมต่อกัน สามารถทำงานได้แม้ในสภาวะที่รุนแรง: ใน แรงกระตุ้นที่แข็งแกร่งลม ฯลฯ

นอกจากนี้ สารเคลือบดังกล่าวยังสามารถใช้เป็นวัสดุปิดหลังคาชั่วคราวได้

เมมเบรน PVC: สาระสำคัญและวัตถุประสงค์

เมมเบรน PFC เป็นวัสดุมุงหลังคาที่ทำจากโพลีไวนิลคลอไรด์และมีคุณสมบัติยืดหยุ่น วัสดุมุงหลังคาที่ทันสมัยดังกล่าวได้เข้ามาแทนที่อะนาล็อกม้วนน้ำมันดินอย่างสมบูรณ์ซึ่งมีข้อเสียเปรียบที่สำคัญ - ความจำเป็นในการบำรุงรักษาและซ่อมแซมอย่างเป็นระบบ ปัจจุบันคุณสมบัติเฉพาะของเมมเบรน PVC ทำให้สามารถใช้งานได้เมื่อซ่อมแซมหลังคาเก่า ชนิดแบน- นอกจากนี้ยังใช้เมื่อติดตั้งหลังคาใหม่

หลังคาที่ทำจากวัสดุนี้ใช้งานง่ายและสามารถติดตั้งได้บนพื้นผิวทุกประเภทตลอดเวลาของปีและในทุกสภาพอากาศ เมมเบรน PVC มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

• ความแข็งแกร่ง;
• ความเสถียรเมื่อสัมผัสกับรังสี UV การตกตะกอนประเภทต่างๆ โหลดจุดและพื้นผิว

ต้องขอบคุณพวกเขา คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์เมมเบรนพีวีซีจะให้บริการคุณอย่างซื่อสัตย์เป็นเวลาหลายปี อายุการใช้งานของหลังคาดังกล่าวเท่ากับอายุการใช้งานของตัวอาคารในขณะที่วัสดุมุงหลังคาแบบม้วนต้องมีการซ่อมแซมเป็นประจำและในบางกรณีการรื้อและติดตั้งพื้นใหม่ทั้งหมด

แผ่นเมมเบรน PVC เชื่อมต่อถึงกันโดยการเชื่อมด้วยความร้อนซึ่งมีอุณหภูมิอยู่ในช่วง 400-600 องศาเซลเซียส การเชื่อมต่อนี้ถูกปิดผนึกอย่างสมบูรณ์

ข้อดีของเมมเบรนพีวีซี

ข้อดีของมันชัดเจน:

• ความยืดหยุ่นของระบบหลังคาที่เหมาะกับโครงการก่อสร้างมากที่สุด
• ตะเข็บเชื่อมต่อที่ทนทานและแน่นหนาระหว่างแผ่นเมมเบรน
• ความอดทนในอุดมคติต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ สภาพอากาศ, อุณหภูมิ, ความชื้น;
• เพิ่มการซึมผ่านของไอซึ่งส่งเสริมการระเหยของความชื้นที่สะสมในพื้นที่ใต้หลังคา
• ตัวเลือกสีมากมาย
• คุณสมบัติไฟ
• สามารถคงรักษาคุณสมบัติเดิมไว้ได้ยาวนานและ รูปร่าง;
• เมมเบรนพีวีซีเป็นวัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอย่างยิ่งซึ่งได้รับการยืนยันจากใบรับรองที่เกี่ยวข้อง
• กระบวนการติดตั้งเป็นแบบเครื่องจักรดังนั้นจึงใช้เวลาไม่นาน
• กฎการปฏิบัติงานอนุญาตให้มีการติดตั้งส่วนเพิ่มเติมทางสถาปัตยกรรมต่าง ๆ ได้โดยตรงบนหลังคาเมมเบรน PVC
• การติดตั้งชั้นเดียวจะช่วยประหยัดเงินของคุณ
• ง่ายต่อการบำรุงรักษาและซ่อมแซม

ผ้าเมมเบรน

ผ้าเมมเบรนเป็นที่รู้จักของอุตสาหกรรมสิ่งทอมาเป็นเวลานาน รองเท้าและเสื้อผ้าทำจากวัสดุนี้: ผู้ใหญ่และเด็ก เมมเบรนเป็นพื้นฐานของผ้าเมมเบรนซึ่งนำเสนอในรูปแบบของฟิล์มโพลีเมอร์บาง ๆ และมีคุณสมบัติเช่นการกันน้ำและการซึมผ่านของไอ สำหรับการผลิต ของวัสดุนี้ฟิล์มนี้เคลือบทั้งภายนอกและภายใน ชั้นป้องกัน- โครงสร้างของมันถูกกำหนดโดยเมมเบรนเอง สิ่งนี้ทำเพื่อช่วยทุกคน คุณสมบัติที่มีประโยชน์แม้ในกรณีที่เกิดความเสียหาย กล่าวอีกนัยหนึ่ง เสื้อผ้าเมมเบรนจะไม่เปียกเมื่อสัมผัสกับฝนในรูปของหิมะหรือฝน แต่ในขณะเดียวกันก็ช่วยให้ไอน้ำไหลออกจากร่างกายสู่สภาพแวดล้อมภายนอกได้อย่างสมบูรณ์แบบ ปริมาณงานนี้ช่วยให้ผิวได้หายใจ

เมื่อพิจารณาทั้งหมดข้างต้นแล้ว เราสามารถสรุปได้ว่าเสื้อผ้าฤดูหนาวในอุดมคตินั้นทำจากผ้าดังกล่าว ชั้นเมมเบรนที่ฐานผ้าสามารถเป็น:

• มีรูขุมขน
• ไม่มีรูขุมขน
• รวมกัน

เมมเบรนซึ่งมีรูพรุนจำนวนมากประกอบด้วยเทฟลอน ขนาดของรูขุมขนนั้นไม่ถึงขนาดแม้แต่หยดน้ำ แต่มีขนาดใหญ่กว่าโมเลกุลของน้ำซึ่งบ่งบอกถึงความต้านทานต่อน้ำและความสามารถในการขจัดเหงื่อ

เมมเบรนที่ไม่มีรูพรุนมักทำจากโพลียูรีเทน ชั้นในของพวกมันรวบรวมเหงื่อและไขมันทั้งหมดของร่างกายมนุษย์และผลักมันออกมา

โครงสร้างของเมมเบรนแบบรวมหมายถึงการมีสองชั้น: มีรูพรุนและเรียบ ผ้านี้มีสูง ลักษณะคุณภาพและจะคงอยู่นานหลายปี

ด้วยข้อดีเหล่านี้ เสื้อผ้าและรองเท้าที่ทำจากผ้าเมมเบรนและมีไว้สำหรับสวมใส่ในฤดูหนาวจึงมีความทนทาน แต่มีน้ำหนักเบา และให้การปกป้องที่ดีเยี่ยมจากน้ำค้างแข็ง ความชื้น และฝุ่น พวกเขาไม่สามารถถูกแทนที่ได้สำหรับหลาย ๆ คน สายพันธุ์ที่ใช้งานอยู่นันทนาการฤดูหนาวการปีนเขา

กลางแจ้ง เยื่อหุ้มเซลล์(พลาสมาเลมมา, ไซโตเลมมา, พลาสมาเมมเบรน) ของเซลล์สัตว์ปกคลุมด้านนอก (เช่น ด้านข้างที่ไม่สัมผัสกับไซโตพลาสซึม) ด้วยชั้นของสายโซ่โอลิโกแซ็กคาไรด์ที่ยึดติดโควาเลนต์กับโปรตีนของเมมเบรน (ไกลโคโปรตีน) และในระดับที่น้อยกว่า ครอบคลุมถึงไขมัน (ไกลโคลิพิด) การเคลือบเมมเบรนคาร์โบไฮเดรตนี้เรียกว่า ไกลโคคาลิกซ์วัตถุประสงค์ของ glycocalyx ยังไม่ชัดเจนนัก มีข้อสันนิษฐานว่าโครงสร้างนี้มีส่วนร่วมในกระบวนการรับรู้ระหว่างเซลล์

ในเซลล์พืชด้านบนของเยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอกจะมีชั้นเซลลูโลสหนาแน่นและมีรูพรุน ซึ่งการสื่อสารระหว่างเซลล์ข้างเคียงเกิดขึ้นผ่านสะพานไซโตพลาสซึม

ในเซลล์ เห็ดด้านบนของพลาสมาเลมมา - ชั้นที่มีความหนาแน่น ไคติน.

คุณ แบคทีเรีย – มูเรนา.

คุณสมบัติของเยื่อหุ้มชีวภาพ

1. ความสามารถในการประกอบตัวเองหลังจากอิทธิพลทำลายล้าง คุณสมบัตินี้ถูกกำหนดโดยคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ของโมเลกุลฟอสโฟไลปิดซึ่งมา สารละลายที่เป็นน้ำมารวมกันเพื่อให้ปลายของโมเลกุลที่ชอบน้ำหันออกด้านนอกและปลายที่ไม่ชอบน้ำกลับเข้าด้านใน โปรตีนสามารถสร้างเป็นชั้นฟอสโฟไลปิดสำเร็จรูปได้ ความสามารถในการประกอบเองมีความสำคัญในระดับเซลล์

2. กึ่งซึมผ่านได้(หัวกะทิในการส่งไอออนและโมเลกุล) รับประกันการรักษาความสม่ำเสมอขององค์ประกอบไอออนิกและโมเลกุลในเซลล์

3. ความลื่นไหลของเมมเบรน- เมมเบรนไม่ใช่โครงสร้างที่แข็งกระด้าง แต่จะผันผวนอยู่ตลอดเวลาเนื่องจากการเคลื่อนที่แบบหมุนและการสั่นสะเทือนของโมเลกุลของไขมันและโปรตีน ซึ่งจะทำให้อัตราเอนไซม์สูงขึ้นและอื่นๆ กระบวนการทางเคมีในเยื่อหุ้มเซลล์

4. ชิ้นส่วนของเมมเบรนไม่มีปลายอิสระขณะที่พวกมันเข้าใกล้ฟองสบู่

หน้าที่ของเยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอก (พลาสม่าเลมมา)

หน้าที่หลักของพลาสมาเลมม่ามีดังต่อไปนี้: 1) สิ่งกีดขวาง 2) ตัวรับ 3) การแลกเปลี่ยน 4) การขนส่ง

1. ฟังก์ชั่นสิ่งกีดขวางแสดงให้เห็นความจริงที่ว่าพลาสมาเมมเบรนจำกัดเนื้อหาของเซลล์ โดยแยกมันออกจากสภาพแวดล้อมภายนอก และเยื่อหุ้มเซลล์ในเซลล์แบ่งไซโตพลาสซึมออกเป็นเซลล์ปฏิกิริยาที่แยกจากกัน ช่องต่างๆ.

2. ฟังก์ชั่นตัวรับหนึ่งใน ฟังก์ชั่นที่จำเป็นพลาสมาเมมเบรนมีหน้าที่รับผิดชอบในการรับรองการสื่อสาร (การเชื่อมต่อ) ระหว่างเซลล์และ สภาพแวดล้อมภายนอกผ่านอุปกรณ์ตัวรับที่มีอยู่ในเยื่อหุ้มซึ่งเป็นลักษณะของโปรตีนหรือไกลโคโปรตีน หน้าที่หลักของการก่อตัวของพลาสมาเลมม่าคือการจดจำสัญญาณภายนอกซึ่งต้องขอบคุณเซลล์ที่ถูกวางตำแหน่งอย่างถูกต้องและสร้างเนื้อเยื่อในระหว่างกระบวนการสร้างความแตกต่าง ฟังก์ชั่นตัวรับมีความเกี่ยวข้องกับกิจกรรมของระบบการกำกับดูแลต่าง ๆ รวมถึงการก่อตัวของการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน

ฟังก์ชั่นการแลกเปลี่ยนกำหนดโดยปริมาณโปรตีนของเอนไซม์ในเยื่อหุ้มชีวภาพซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ กิจกรรมของพวกมันจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับ pH ของสภาพแวดล้อม อุณหภูมิ ความดัน และความเข้มข้นของทั้งซับสเตรตและเอ็นไซม์เอง เอนไซม์เป็นตัวกำหนดความรุนแรงของปฏิกิริยาหลัก การเผาผลาญรวมทั้งของพวกเขาด้วยทิศทาง.

ฟังก์ชั่นการขนส่งของเมมเบรนเมมเบรนช่วยให้สามารถเลือกแทรกซึมสารเคมีต่างๆ เข้าไปในเซลล์และออกจากเซลล์ออกสู่สิ่งแวดล้อมได้ การขนส่งสารเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อรักษาค่า pH ที่เหมาะสมและความเข้มข้นของไอออนิกที่เหมาะสมในเซลล์ ซึ่งรับประกันประสิทธิภาพของเอนไซม์ในเซลล์ การขนส่งเป็นแหล่งสารอาหารที่ทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานและเป็นวัสดุสำหรับการสร้างส่วนประกอบของเซลล์ต่างๆ การกำจัดของเสียที่เป็นพิษออกจากเซลล์การหลั่งสารที่มีประโยชน์ต่างๆและการสร้างการไล่ระดับไอออนที่จำเป็นสำหรับกิจกรรมทางประสาทและกล้ามเนื้อขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงอัตราการถ่ายโอนของสารสามารถนำไปสู่การรบกวนในกระบวนการพลังงานชีวภาพเกลือของน้ำ เมแทบอลิซึม ความตื่นเต้นง่าย และกระบวนการอื่นๆ

การแก้ไขการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการกระทำของยาหลายชนิด

มีสองวิธีหลักที่สารจะเข้าเซลล์และออกจากเซลล์ออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอก

การขนส่งแบบพาสซีฟ

การขนส่งที่ใช้งานอยู่การขนส่งแบบพาสซีฟ

เป็นไปตามการไล่ระดับความเข้มข้นของสารเคมีหรือไฟฟ้าเคมีโดยไม่ต้องใช้พลังงาน ATP หากโมเลกุลของสารที่ขนส่งไม่มีประจุ ทิศทางของการขนส่งแบบพาสซีฟจะถูกกำหนดโดยความแตกต่างของความเข้มข้นของสารนี้ที่ทั้งสองด้านของเมมเบรนเท่านั้น (การไล่ระดับความเข้มข้นของสารเคมี) หากโมเลกุลมีประจุ การขนส่งจะได้รับผลกระทบจากทั้งการไล่ระดับความเข้มข้นของสารเคมีและการไล่ระดับทางไฟฟ้า (ศักย์ของเมมเบรน)

การไล่ระดับสีทั้งสองรวมกันถือเป็นการไล่ระดับเคมีไฟฟ้า การขนส่งสารแบบพาสซีฟสามารถดำเนินการได้สองวิธี: การแพร่กระจายอย่างง่ายและการแพร่กระจายแบบอำนวยความสะดวกเกลือไอออนและน้ำสามารถทะลุผ่านช่องทางที่เลือกได้ ช่องเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นโดยโปรตีนเมมเบรนบางชนิดที่สร้างเส้นทางการขนส่งแบบ end-to-end ที่เปิดอย่างถาวรหรือเพียงช่วงเวลาสั้น ๆ เท่านั้น โมเลกุลขนาดและประจุต่าง ๆ ที่สอดคล้องกับช่องสัญญาณจะทะลุผ่านช่องสัญญาณที่เลือก

มีวิธีการแพร่กระจายแบบง่าย ๆ อีกวิธีหนึ่ง - นี่คือการแพร่กระจายของสารผ่านไขมัน bilayer ซึ่งสารที่ละลายในไขมันและน้ำสามารถผ่านไปได้ง่าย ไขมันชั้นสองไม่สามารถซึมผ่านไปยังโมเลกุลที่มีประจุ (ไอออน) ได้ และในเวลาเดียวกัน โมเลกุลขนาดเล็กที่ไม่มีประจุก็สามารถแพร่กระจายได้อย่างอิสระ และยิ่งโมเลกุลมีขนาดเล็กเท่าใด การขนย้ายก็จะเร็วขึ้นเท่านั้น อัตราการแพร่กระจายของน้ำค่อนข้างสูงผ่านชั้นลิปิดของไขมันนั้นอธิบายได้อย่างแม่นยำด้วยขนาดโมเลกุลที่เล็กและการไม่มีประจุ

พร้อมกระจายตัวสะดวกการขนส่งสารเกี่ยวข้องกับโปรตีน ซึ่งเป็นพาหะที่ทำงานบนหลักการ "ปิงปอง" โปรตีนมีอยู่ในสถานะเชิงโครงสร้างสองสถานะ: ในสถานะ "ปอง" ตำแหน่งการจับสำหรับสารที่ถูกขนส่งจะเปิดที่ด้านนอกของชั้นสองชั้น และในสถานะ "ปิง" ตำแหน่งเดียวกันจะเปิดที่อีกด้านหนึ่ง กระบวนการนี้สามารถย้อนกลับได้ ตำแหน่งการจับของสารจะเปิดจากด้านใดในเวลาที่กำหนดขึ้นอยู่กับการไล่ระดับความเข้มข้นของสารนี้

ด้วยวิธีนี้น้ำตาลและกรดอะมิโนจึงผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

ด้วยการแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวก อัตราการขนส่งของสารจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการแพร่กระจายแบบธรรมดา

นอกจากโปรตีนพาหะแล้ว ยาปฏิชีวนะบางชนิดยังมีส่วนช่วยในการแพร่กระจาย เช่น แกรมมิซิดินและวาลิโนมัยซิน

เนื่องจากพวกมันให้การขนส่งไอออนพวกมันจึงถูกเรียกว่า ไอโอโนฟอร์ส.

การเคลื่อนย้ายสารในเซลล์อย่างแข็งขันการขนส่งประเภทนี้ต้องใช้พลังงานเสมอ แหล่งพลังงานที่จำเป็นสำหรับการขนส่งแบบแอคทีฟคือ ATP คุณลักษณะเฉพาะของการขนส่งประเภทนี้คือดำเนินการได้สองวิธี:

ใช้เอนไซม์ที่เรียกว่า ATPases

การขนส่งในบรรจุภัณฑ์เมมเบรน (endocytosis)

ใน เยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอกประกอบด้วยโปรตีนเอนไซม์ เช่น ATPasesซึ่งมีหน้าที่จัดการขนส่งที่ใช้งานอยู่ ไอออนเทียบกับการไล่ระดับความเข้มข้นเนื่องจากมีการขนส่งไอออน กระบวนการนี้จึงเรียกว่าปั๊มไอออน

มีระบบขนส่งไอออนหลักสี่ระบบในเซลล์สัตว์ สามคนให้การถ่ายโอนผ่านเยื่อหุ้มชีวภาพ: Na + และ K +, Ca +, H + และการถ่ายโอนโปรตอนที่สี่ระหว่างการทำงานของระบบทางเดินหายใจของไมโตคอนเดรีย

ตัวอย่างของกลไกการขนส่งไอออนแบบแอคทีฟคือ ปั๊มโซเดียมโพแทสเซียมในเซลล์สัตว์โดยจะรักษาความเข้มข้นของโซเดียมและโพแทสเซียมไอออนในเซลล์ให้คงที่ ซึ่งแตกต่างจากความเข้มข้นของสารเหล่านี้ในสิ่งแวดล้อม โดยปกติแล้ว ไอออนโซเดียมในเซลล์จะน้อยกว่าในสิ่งแวดล้อม และมีโพแทสเซียมไอออนมากกว่า

ด้วยเหตุนี้ตามกฎของการแพร่กระจายอย่างง่ายโพแทสเซียมจึงมีแนวโน้มที่จะออกจากเซลล์และโซเดียมจะแพร่กระจายเข้าไปในเซลล์ ตรงกันข้ามกับการแพร่กระจายแบบธรรมดา ปั๊มโซเดียม-โพแทสเซียมจะสูบโซเดียมออกจากเซลล์อย่างต่อเนื่องและนำโพแทสเซียมเข้ามา โดยทุกๆ 3 โมเลกุลของโซเดียมที่ปล่อยออกมา จะมีโพแทสเซียม 2 โมเลกุลถูกนำเข้าไปในเซลล์

การลำเลียงโซเดียม-โพแทสเซียมไอออนนี้มั่นใจได้ด้วย ATPase ที่ขึ้นต่อกัน ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่อยู่ในเมมเบรนในลักษณะที่ทะลุผ่านความหนาทั้งหมด C ข้างในเมมเบรนจะรับโซเดียมและ ATP ให้กับเอนไซม์นี้ และโพแทสเซียมจากเยื่อหุ้มชั้นนอก

การถ่ายโอนโซเดียมและโพแทสเซียมผ่านเมมเบรนเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่ ATPase ที่ขึ้นกับโซเดียม-โพแทสเซียมเกิดขึ้น ซึ่งจะถูกกระตุ้นเมื่อความเข้มข้นของโซเดียมภายในเซลล์หรือโพแทสเซียมในสิ่งแวดล้อมเพิ่มขึ้น

ในการจ่ายพลังงานให้กับปั๊มนี้ จำเป็นต้องมี ATP ไฮโดรไลซิส กระบวนการนี้มั่นใจได้ด้วยเอนไซม์ ATPase ที่ขึ้นกับโซเดียมโปแตสเซียมชนิดเดียวกัน ยิ่งไปกว่านั้น มากกว่าหนึ่งในสามของ ATP ที่ใช้โดยเซลล์สัตว์ที่เหลือนั้นถูกใช้ไปกับการทำงานของปั๊มโซเดียม-โพแทสเซียม

การละเมิดการทำงานที่เหมาะสมของปั๊มโซเดียมโพแทสเซียมทำให้เกิดโรคร้ายแรงต่างๆ

ประสิทธิภาพของปั๊มนี้เกิน 50% ซึ่งไม่สามารถทำได้ด้วยเครื่องจักรที่ทันสมัยที่สุดที่มนุษย์สร้างขึ้น

ระบบการขนส่งแบบแอคทีฟจำนวนมากใช้พลังงานจากพลังงานที่สะสมอยู่ในการไล่ระดับไอออน แทนที่จะเป็นการไฮโดรไลซิสโดยตรงของ ATP ทั้งหมดทำงานเป็นระบบขนส่งร่วม (ส่งเสริมการขนส่งสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ) ตัวอย่างเช่น การขนส่งน้ำตาลและกรดอะมิโนบางชนิดไปยังเซลล์สัตว์จะถูกกำหนดโดยการไล่ระดับโซเดียมไอออน และยิ่งการไล่ระดับโซเดียมไอออนสูง อัตราการดูดซึมกลูโคสก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และในทางกลับกัน ถ้าความเข้มข้นของโซเดียมในพื้นที่ระหว่างเซลล์ลดลงอย่างเห็นได้ชัด การขนส่งกลูโคสจะหยุดลง ในกรณีนี้ โซเดียมจะต้องเข้าร่วมกับโปรตีนขนส่งกลูโคสที่ขึ้นกับโซเดียม ซึ่งมีจุดจับสองตำแหน่ง: จุดหนึ่งสำหรับกลูโคส และอีกจุดสำหรับโซเดียม โซเดียมไอออนที่เจาะเซลล์ช่วยให้นำโปรตีนตัวพาเข้าไปในเซลล์พร้อมกับกลูโคสได้ ไอออนโซเดียมที่เข้าสู่เซลล์พร้อมกับกลูโคสจะถูกปั๊มกลับโดย ATPase ที่ขึ้นกับโซเดียม-โพแทสเซียม ซึ่งคงระดับความเข้มข้นของโซเดียมไว้ ทางอ้อมควบคุมการขนส่งกลูโคส

การขนส่งสารในบรรจุภัณฑ์แบบเมมเบรนโมเลกุลขนาดใหญ่ของพอลิเมอร์ชีวภาพไม่สามารถทะลุผ่านพลาสมาเลมมาได้ด้วยกลไกการขนส่งสารเข้าสู่เซลล์ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น พวกมันถูกจับโดยเซลล์และดูดซึมเข้าสู่บรรจุภัณฑ์เมมเบรนซึ่งเรียกว่า เอนโดโทซิส- หลังถูกแบ่งอย่างเป็นทางการเป็น phagocytosis และ pinocytosis การดูดซับอนุภาคโดยเซลล์คือ ฟาโกไซโตซิสและของเหลว - พิโนไซโทซิส- ในช่วง endocytosis จะสังเกตขั้นตอนต่อไปนี้:

การรับสารดูดซึมเนื่องจากตัวรับในเยื่อหุ้มเซลล์

การรุกรานของเมมเบรนด้วยการก่อตัวของฟอง (ตุ่ม);

การแยกถุงเอนโดไซติกออกจากเมมเบรนด้วยการใช้พลังงาน – การก่อตัว phagosomeและการฟื้นฟูความสมบูรณ์ของเมมเบรน

การหลอมรวมของฟาโกโซมกับไลโซโซมและการก่อตัว ฟาโกไลโซโซม (แวคิวโอลย่อยอาหาร) ซึ่งการย่อยของอนุภาคที่ถูกดูดซึมเกิดขึ้น

การกำจัดวัสดุที่ไม่ได้ย่อยในฟาโกไลโซโซมออกจากเซลล์ ( ภาวะ exocytosis).

ในโลกของสัตว์ เอนโดโทซิสเป็นวิธีการทางโภชนาการที่เป็นลักษณะเฉพาะสำหรับสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวหลายชนิด (เช่น ในอะมีบา) และในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ การย่อยอาหารประเภทนี้จะพบได้ในเซลล์เอนโดเดอร์มอลของซีเลนเตอเรต สำหรับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและมนุษย์ พวกมันมีระบบเซลล์ reticulo-histio-endothelial ที่มีความสามารถในการสร้างเอนโดโทซิส ตัวอย่าง ได้แก่ เม็ดเลือดขาวในเลือดและเซลล์ Kupffer ในตับ เส้นหลังเรียกว่าเส้นเลือดฝอยไซนูซอยด์ของตับและจับสิ่งแปลกปลอมต่าง ๆ ที่แขวนอยู่ในเลือด เอ็กโซไซโทซิส- นี่เป็นวิธีการกำจัดสารตั้งต้นที่หลั่งออกมาจากเซลล์ของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ซึ่งจำเป็นสำหรับการทำงานของเซลล์เนื้อเยื่อและอวัยวะอื่น ๆ

เยื่อหุ้มเซลล์ก็มีเพียงพอ โครงสร้างที่ซับซ้อน ซึ่งสามารถดูได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน โดยคร่าว ๆ มันประกอบด้วยไขมัน (ไขมัน) สองชั้นซึ่งมีเปปไทด์ (โปรตีน) ต่างๆ ฝังอยู่ในที่ต่างๆ ความหนารวมของเมมเบรนประมาณ 5-10 นาโนเมตร

โครงสร้างทั่วไปของเยื่อหุ้มเซลล์นั้นเป็นสากลสำหรับสิ่งมีชีวิตทั้งโลก อย่างไรก็ตาม เยื่อหุ้มของสัตว์มีคอเลสเตอรอลรวมอยู่ด้วย ซึ่งเป็นตัวกำหนดความแข็งแกร่งของพวกมัน ความแตกต่างระหว่างเยื่อหุ้มของอาณาจักรสิ่งมีชีวิตต่างๆ ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของเยื่อหุ้มเซลล์ด้านบน (ชั้น) ดังนั้นในพืชและเชื้อราจึงมีผนังเซลล์อยู่เหนือเยื่อหุ้มเซลล์ (ด้านนอก) ในพืชประกอบด้วยเซลลูโลสเป็นส่วนใหญ่ และในเชื้อราประกอบด้วยไคตินเป็นส่วนใหญ่ ในสัตว์ ชั้นเมมเบรนด้านบนเรียกว่าไกลโคคาลิกซ์

อีกชื่อหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์ เมมเบรนไซโตพลาสซึมหรือพลาสมาเมมเบรน

การศึกษาโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์ในเชิงลึกเผยให้เห็นคุณสมบัติหลายประการที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของเยื่อหุ้มเซลล์

ไขมัน bilayer ประกอบด้วยฟอสโฟลิปิดเป็นส่วนใหญ่ สิ่งเหล่านี้คือไขมัน ซึ่งปลายด้านหนึ่งประกอบด้วยส่วนที่เหลือ กรดฟอสฟอริกซึ่งมีคุณสมบัติชอบน้ำ (เช่น ดึงดูดโมเลกุลของน้ำ) ส่วนปลายที่สองของฟอสโฟลิปิดคือสายโซ่ของกรดไขมันที่มีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำ (ไม่สร้างพันธะไฮโดรเจนกับน้ำ)

โมเลกุลฟอสโฟไลปิดในเยื่อหุ้มเซลล์ถูกจัดเรียงเป็นสองแถวเพื่อให้ "ปลาย" ที่ไม่ชอบน้ำอยู่ด้านในและ "หัว" ที่ชอบน้ำอยู่ด้านนอก ผลลัพธ์ที่ได้คือโครงสร้างที่ค่อนข้างแข็งแกร่งซึ่งช่วยปกป้องเนื้อหาของเซลล์จากสภาพแวดล้อมภายนอก

การรวมโปรตีนในเยื่อหุ้มเซลล์มีการกระจายไม่สม่ำเสมอนอกจากนี้ยังเคลื่อนที่ได้ (เนื่องจากฟอสโฟลิปิดในชั้นสองชั้นมีความคล่องตัวด้านข้าง) ตั้งแต่ทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ XX พวกเขาเริ่มพูดถึง โครงสร้างโมเสกของเหลวของเยื่อหุ้มเซลล์.

โปรตีนสามประเภทมีความโดดเด่นขึ้นอยู่กับว่าโปรตีนรวมอยู่ในเมมเบรนอย่างไร: อินทิกรัล, กึ่งอินทิกรัลและอุปกรณ์ต่อพ่วง โปรตีนอินทิกรัลผ่านความหนาทั้งหมดของเมมเบรนและปลายของพวกมันยื่นออกมาทั้งสองด้าน พวกเขาทำหน้าที่ขนส่งเป็นหลัก ในโปรตีนกึ่งอินทิกรัล ปลายด้านหนึ่งอยู่ที่ความหนาของเมมเบรน และส่วนที่สองออกไปด้านนอก (จากด้านนอกหรือด้านใน) ทำหน้าที่ของเอนไซม์และตัวรับ โปรตีนส่วนปลายอยู่ที่ด้านนอกหรือ พื้นผิวด้านในเมมเบรน

ลักษณะโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์บ่งชี้ว่าเป็นองค์ประกอบหลักของความซับซ้อนของผิวเซลล์ แต่ไม่ใช่องค์ประกอบเดียวเท่านั้น ส่วนประกอบอื่นๆ ได้แก่ ชั้นเมมเบรนด้านบนและชั้นเมมเบรนย่อย

ไกลโคคาลิกซ์ (ชั้นเยื่อหุ้มเหนือของสัตว์) เกิดจากโอลิโกแซ็กคาไรด์และโพลีแซ็กคาไรด์ รวมถึงโปรตีนส่วนปลายและส่วนที่ยื่นออกมาของโปรตีนอินทิกรัล ส่วนประกอบของ glycocalyx ทำหน้าที่รับหน้าที่

นอกจากไกลโคคาลิกซ์แล้ว เซลล์สัตว์ยังมีการก่อตัวของเยื่อเหนือเยื่ออื่นๆ ด้วย เช่น เมือก ไคติน เยื่อเพอริเล็มมา (คล้ายเยื่อ)

โครงสร้างเมมเบรนด้านบนในพืชและเชื้อราคือผนังเซลล์

ชั้นซับเมมเบรนของเซลล์คือไซโตพลาสซึมของพื้นผิว (hyaloplasm) โดยมีระบบรองรับการหดตัวของเซลล์รวมอยู่ในนั้นซึ่งมีไฟบริลซึ่งมีปฏิกิริยากับโปรตีนที่รวมอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ สัญญาณต่างๆ จะถูกส่งผ่านการเชื่อมต่อระดับโมเลกุลดังกล่าว

เซลล์- หน่วยโครงสร้างและการทำงานของเนื้อเยื่อและอวัยวะที่ควบคุมตนเอง ทฤษฎีเซลล์ของโครงสร้างของอวัยวะและเนื้อเยื่อได้รับการพัฒนาโดย Schleiden และ Schwann ในปี 1839 ต่อมาด้วยความช่วยเหลือ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนและการหมุนเหวี่ยงแบบพิเศษ ทำให้สามารถกำหนดโครงสร้างของออร์แกเนลล์หลักทั้งหมดของเซลล์สัตว์และพืชได้ (รูปที่ 1)

ข้าว. 1. โครงร่างโครงสร้างเซลล์สัตว์

ส่วนหลักของเซลล์คือไซโตพลาสซึมและนิวเคลียส แต่ละเซลล์ถูกล้อมรอบด้วยเมมเบรนบางมากซึ่งจำกัดเนื้อหาในนั้น

เยื่อหุ้มเซลล์มีชื่อเรียกว่า พลาสมาเมมเบรนและโดดเด่นด้วยความสามารถในการซึมผ่านแบบเลือกสรร คุณสมบัตินี้ช่วยให้สารอาหารที่จำเป็นและ องค์ประกอบทางเคมีแทรกซึมเข้าไปในเซลล์และปล่อยผลิตภัณฑ์ส่วนเกินออกไป พลาสมาเมมเบรนประกอบด้วยโมเลกุลไขมันสองชั้นที่มีโปรตีนจำเพาะ ไขมันเมมเบรนหลักคือฟอสโฟลิปิด ประกอบด้วยฟอสฟอรัส หัวมีขั้ว และหางสองอันที่ไม่มีขั้วเป็นกรดไขมันสายยาว ไขมันเมมเบรน ได้แก่ โคเลสเตอรอลและโคเลสเตอรอลเอสเทอร์ ตามแบบจำลองโครงสร้างโมเสคเหลว เมมเบรนประกอบด้วยโมเลกุลโปรตีนและไขมันที่สามารถผสมสัมพันธ์กับชั้นสองชั้นได้ สำหรับเมมเบรนแต่ละชนิดก็ได้ เซลล์สัตว์โดดเด่นด้วยองค์ประกอบของไขมันที่ค่อนข้างคงที่

โปรตีนเมมเบรนแบ่งออกเป็นสองประเภทตามโครงสร้าง: อินทิกรัลและส่วนต่อพ่วง โปรตีนส่วนปลายสามารถลบออกจากเมมเบรนได้โดยไม่ทำลายมัน โปรตีนเมมเบรนมีสี่ประเภท: โปรตีนขนส่ง, เอนไซม์, ตัวรับและโปรตีนโครงสร้าง โปรตีนเมมเบรนบางชนิดก็มี กิจกรรมของเอนไซม์บางชนิดจับกับสารบางชนิดและอำนวยความสะดวกในการถ่ายโอนเข้าสู่เซลล์ โปรตีนมีทางเดินหลายทางสำหรับการเคลื่อนที่ของสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ โดยสร้างรูพรุนขนาดใหญ่ซึ่งประกอบด้วยหน่วยย่อยโปรตีนหลายหน่วยที่ช่วยให้โมเลกุลของน้ำและไอออนเคลื่อนที่ระหว่างเซลล์ได้ สร้างช่องไอออนโดยเฉพาะสำหรับการเคลื่อนที่ของไอออนบางประเภทผ่านเมมเบรนภายใต้เงื่อนไขบางประการ โปรตีนโครงสร้างเกี่ยวข้องกับชั้นไขมันภายในและเป็นโครงร่างโครงร่างของเซลล์ โครงร่างโครงกระดูกให้ความแข็งแรงเชิงกล เยื่อหุ้มเซลล์- ในเยื่อหุ้มต่างๆ โปรตีนคิดเป็น 20 ถึง 80% ของมวล โปรตีนเมมเบรนสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในระนาบด้านข้าง

เมมเบรนยังมีคาร์โบไฮเดรตที่สามารถจับกับโควาเลนต์กับไขมันหรือโปรตีนได้ คาร์โบไฮเดรตแบบเมมเบรนมีสามประเภท: ไกลโคลิพิด (gangliosides), ไกลโคโปรตีนและโปรตีโอไกลแคน ไขมันเมมเบรนส่วนใหญ่พบได้ใน สถานะของเหลวและมีความคล่องตัวอยู่บ้าง เช่น ความสามารถในการย้ายจากพื้นที่หนึ่งไปอีกพื้นที่หนึ่ง ที่ด้านนอกของเมมเบรนมีบริเวณตัวรับที่จับฮอร์โมนต่างๆ พื้นที่เฉพาะอื่นๆ ของเมมเบรนไม่สามารถจดจำและจับโปรตีนบางชนิดและสารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพต่างๆ ที่แปลกปลอมในเซลล์เหล่านี้ได้

พื้นที่ภายในของเซลล์เต็มไปด้วยไซโตพลาสซึมซึ่งเกิดปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ส่วนใหญ่ของการเผาผลาญของเซลล์ ไซโตพลาสซึมประกอบด้วยสองชั้น: ชั้นภายในเรียกว่าเอนโดพลาสซึมและชั้นนอก - อีโคพลาสซึมซึ่งมีความหนืดสูงและไร้เม็ด ไซโตพลาสซึมประกอบด้วยส่วนประกอบทั้งหมดของเซลล์หรือออร์แกเนลล์ ออร์แกเนลล์ที่สำคัญที่สุดของเซลล์คือเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม, ไรโบโซม, ไมโทคอนเดรีย, อุปกรณ์กอลไจ, ไลโซโซม, ไมโครฟิลาเมนต์และไมโครทูบูล, เพอรอกซิโซม

ตาข่ายเอนโดพลาสมิกเป็นระบบของช่องทางและช่องที่เชื่อมต่อถึงกันซึ่งทะลุผ่านไซโตพลาสซึมทั้งหมด ให้บริการขนส่งสารจาก สิ่งแวดล้อมและภายในเซลล์ ตาข่ายเอนโดพลาสมิกยังทำหน้าที่เป็นคลังเก็บไอออน Ca 2+ ในเซลล์ และทำหน้าที่เป็นจุดหลักในการสังเคราะห์ไขมันในเซลล์

ไรโบโซม -อนุภาคทรงกลมด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10-25 นาโนเมตร ไรโบโซมตั้งอยู่อย่างอิสระในไซโตพลาสซึมหรือยึดติดกับพื้นผิวด้านนอกของเยื่อหุ้มของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมและเยื่อหุ้มนิวเคลียส พวกมันมีปฏิกิริยากับผู้ส่งสารและการขนส่ง RNA และการสังเคราะห์โปรตีนเกิดขึ้นในตัวพวกมัน พวกมันสังเคราะห์โปรตีนที่เข้าไปในถังเก็บน้ำหรืออุปกรณ์ Golgi แล้วถูกปล่อยออกไปข้างนอก ไรโบโซมซึ่งอยู่อย่างอิสระในไซโตพลาสซึม สังเคราะห์โปรตีนเพื่อใช้โดยเซลล์เอง และไรโบโซมที่เกี่ยวข้องกับเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมจะผลิตโปรตีนที่ถูกขับออกจากเซลล์ ไรโบโซมสังเคราะห์โปรตีนเชิงหน้าที่ต่างๆ ได้แก่ โปรตีนพาหะ เอนไซม์ ตัวรับ โปรตีนไซโตสเกเลทัล

อุปกรณ์กอลกี้เกิดขึ้นจากระบบท่อ ถังเก็บน้ำ และถุงน้ำ มันเกี่ยวข้องกับเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่เข้ามาที่นี่จะถูกเก็บไว้ในรูปแบบอัดแน่นในถุงหลั่ง ส่วนหลังจะถูกแยกออกจากอุปกรณ์ Golgi อย่างต่อเนื่องขนส่งไปยังเยื่อหุ้มเซลล์และรวมเข้ากับมันและสารที่มีอยู่ในถุงจะถูกกำจัดออกจากเซลล์โดยผ่านกระบวนการ exocytosis

ไลโซโซม -อนุภาคที่ล้อมรอบเมมเบรนขนาด 0.25-0.8 ไมครอน ประกอบด้วยเอนไซม์จำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับการสลายโปรตีน โพลีแซ็กคาไรด์ ไขมัน กรดนิวคลีอิก แบคทีเรีย และเซลล์

เพอรอกซิโซมเกิดจากความเรียบ ตาข่ายเอนโดพลาสซึมมีลักษณะคล้ายไลโซโซมและมีเอ็นไซม์ที่กระตุ้นการสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ซึ่งถูกสลายตัวภายใต้อิทธิพลของเปอร์ออกซิเดสและคาตาเลส

ไมโตคอนเดรียประกอบด้วยเยื่อหุ้มชั้นนอกและชั้นใน และเป็น “สถานีพลังงาน” ของเซลล์ ไมโตคอนเดรียเป็นโครงสร้างทรงกลมหรือยาวที่มีเมมเบรนสองชั้น เยื่อหุ้มชั้นในก่อตัวเป็นรอยพับที่ยื่นออกมาในไมโตคอนเดรีย - คริสเต การสังเคราะห์ ATP เกิดขึ้นในพวกมันการเกิดออกซิเดชันของสารตั้งต้นของวงจร Krebs และปฏิกิริยาทางชีวเคมีมากมายเกิดขึ้น ก่อตัวขึ้นในไมโตคอนเดรีย โมเลกุลเอทีพีกระจายไปทุกส่วนของเซลล์ ไมโตคอนเดรียประกอบด้วย DNA, RNA และไรโบโซมจำนวนเล็กน้อย และเมื่อมีส่วนร่วม การฟื้นฟูและการสังเคราะห์ไมโตคอนเดรียใหม่ก็เกิดขึ้น

ไมโครฟิลาเมนต์พวกมันเป็นเส้นใยโปรตีนบาง ๆ ที่ประกอบด้วยไมโอซินและแอคตินและก่อตัวเป็นอุปกรณ์หดตัวของเซลล์ ไมโครฟิลาเมนต์เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของรอยพับหรือส่วนที่ยื่นออกมาของเยื่อหุ้มเซลล์ เช่นเดียวกับการเคลื่อนที่ของโครงสร้างต่างๆ ภายในเซลล์

ไมโครทูบูลเป็นพื้นฐานของโครงร่างโครงร่างและให้ความแข็งแรง โครงร่างโครงกระดูกทำให้เซลล์มีลักษณะและรูปร่างเป็นลักษณะเฉพาะ และทำหน้าที่เป็นจุดเกาะยึดของออร์แกเนลล์ในเซลล์และอวัยวะต่างๆ ใน เซลล์ประสาทกลุ่มไมโครทูบูลเกี่ยวข้องกับการลำเลียงสารจากร่างกายไปยังปลายแอกซอน เมื่อมีส่วนร่วมแกนหมุนไมโทติคจะทำหน้าที่ระหว่างการแบ่งเซลล์ พวกมันมีบทบาทเป็นองค์ประกอบของมอเตอร์ในวิลลี่และแฟลเจลลาในยูคาริโอต

แกนกลางเป็นโครงสร้างหลักของเซลล์ มีส่วนร่วมในการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมและการสังเคราะห์โปรตีน นิวเคลียสล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มนิวเคลียสที่มีรูพรุนนิวเคลียร์จำนวนมากซึ่งมีการแลกเปลี่ยนสารต่างๆ ระหว่างนิวเคลียสและไซโตพลาสซึม มีนิวเคลียสอยู่ข้างใน บทบาทที่สำคัญของนิวคลีโอลัสในการสังเคราะห์ไรโบโซมอลอาร์เอ็นเอและโปรตีนฮิสโตนได้ถูกสร้างขึ้นแล้ว ส่วนที่เหลือของนิวเคลียสประกอบด้วยโครมาติน ซึ่งประกอบด้วย DNA, RNA และโปรตีนจำเพาะจำนวนหนึ่ง

หน้าที่ของเยื่อหุ้มเซลล์

เยื่อหุ้มเซลล์มีบทบาทสำคัญในการควบคุมการเผาผลาญภายในเซลล์และระหว่างเซลล์ พวกเขามีความสามารถในการซึมผ่านแบบเลือกได้ โครงสร้างเฉพาะช่วยให้สามารถจัดเตรียมสิ่งกีดขวาง การขนส่ง และหน้าที่ด้านกฎระเบียบได้

ฟังก์ชั่นสิ่งกีดขวางแสดงออกในการจำกัดการแทรกซึมของสารประกอบที่ละลายในน้ำผ่านเมมเบรน เมมเบรนไม่สามารถซึมผ่านไปยังโมเลกุลโปรตีนขนาดใหญ่และแอนไอออนอินทรีย์ได้

ฟังก์ชั่นการกำกับดูแลเยื่อหุ้มเซลล์คือการควบคุมการเผาผลาญภายในเซลล์เพื่อตอบสนองต่ออิทธิพลทางเคมี ชีวภาพ และทางกล ตัวรับเมมเบรนพิเศษรับรู้อิทธิพลต่างๆ ตามมาด้วยการเปลี่ยนแปลงในการทำงานของเอนไซม์

ฟังก์ชั่นการขนส่งผ่านเยื่อหุ้มชีวภาพสามารถทำได้แบบพาสซีฟ (การแพร่กระจาย, การกรอง, ออสโมซิส) หรือใช้การขนส่งแบบแอคทีฟ

การแพร่กระจาย -การเคลื่อนที่ของก๊าซหรือสารที่ละลายน้ำได้ตามความเข้มข้นและการไล่ระดับเคมีไฟฟ้า อัตราการแพร่กระจายขึ้นอยู่กับความสามารถในการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์ เช่นเดียวกับการไล่ระดับความเข้มข้นของอนุภาคที่ไม่มีประจุ และการไล่ระดับทางไฟฟ้าและความเข้มข้นของอนุภาคที่มีประจุ การแพร่กระจายอย่างง่ายเกิดขึ้นผ่านชั้นไขมันหรือผ่านช่องทาง อนุภาคที่มีประจุจะเคลื่อนที่ตามการไล่ระดับเคมีไฟฟ้า และอนุภาคที่ไม่มีประจุจะเคลื่อนที่ตามการไล่ระดับทางเคมี ตัวอย่างเช่น ออกซิเจน ฮอร์โมนสเตียรอยด์ ยูเรีย แอลกอฮอล์ ฯลฯ แทรกซึมผ่านชั้นไขมันของเมมเบรนโดยการแพร่กระจายอย่างง่าย ไอออนและอนุภาคต่างๆ เคลื่อนที่ผ่านช่องดังกล่าว ช่องไอออนถูกสร้างขึ้นจากโปรตีน และแบ่งออกเป็นช่องที่มีรั้วรอบขอบชิดและไม่มีรั้ว ขึ้นอยู่กับหัวกะทิ ความแตกต่างเกิดขึ้นระหว่างสายเคเบิลเจาะจงไอออน ซึ่งยอมให้มีไอออนเพียงตัวเดียวผ่าน และช่องที่ไม่มีหัวกะทิ ช่องมีช่องเปิดและตัวกรองแบบเลือกช่อง และช่องควบคุมมีกลไกเกต

การแพร่กระจายที่สะดวก -กระบวนการที่สารถูกขนส่งผ่านเมมเบรนโดยใช้โปรตีนขนส่งเมมเบรนแบบพิเศษ ด้วยวิธีนี้กรดอะมิโนและโมโนแซ็กคาไรด์จะแทรกซึมเข้าไปในเซลล์ การขนส่งประเภทนี้เกิดขึ้นเร็วมาก

ออสโมซิส -การเคลื่อนตัวของน้ำผ่านเมมเบรนจากสารละลายที่มีน้ำต่ำกว่าไปยังสารละลายที่มีแรงดันออสโมติกสูงกว่า

การขนส่งที่ใช้งานอยู่ -การขนส่งสารกับการไล่ระดับความเข้มข้นโดยใช้การขนส่ง ATPases (ปั๊มไอออน) การถ่ายโอนนี้เกิดขึ้นพร้อมกับการใช้พลังงาน

มีการศึกษาปั๊ม Na + /K + -, Ca 2+ - และ H + - ในระดับสูงขึ้น ปั๊มตั้งอยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์

ประเภทของการขนส่งที่ใช้งานอยู่คือ เอนโดโทซิสและ ภาวะ exocytosisด้วยความช่วยเหลือของกลไกเหล่านี้ สารที่มีขนาดใหญ่กว่า (โปรตีน โพลีแซ็กคาไรด์ กรดนิวคลีอิก) ซึ่งไม่สามารถขนส่งผ่านช่องทางได้ การเคลื่อนย้ายนี้พบได้บ่อยในเซลล์เยื่อบุผิวในลำไส้ ท่อไต และเยื่อบุหลอดเลือด

ที่ในภาวะเอนโดโทซิส เยื่อหุ้มเซลล์จะเกิดการบุกรุกเข้าไปในเซลล์ ซึ่งเมื่อปล่อยออกมาจะกลายเป็นถุง ในระหว่างกระบวนการ exocytosis ถุงที่มีเนื้อหาจะถูกถ่ายโอนไปยังเยื่อหุ้มเซลล์และรวมเข้าด้วยกันและเนื้อหาของถุงจะถูกปล่อยออกสู่สภาพแวดล้อมนอกเซลล์

โครงสร้างและหน้าที่ของเยื่อหุ้มเซลล์

เพื่อทำความเข้าใจกระบวนการที่รับประกันความมีอยู่จริง ศักย์ไฟฟ้าในเซลล์ที่มีชีวิตก่อนอื่นคุณต้องจินตนาการถึงโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์และคุณสมบัติของมัน

ปัจจุบันสิ่งที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางที่สุดคือแบบจำลองโมเสคเหลวของเมมเบรนซึ่งเสนอโดย S. Singer และ G. Nicholson ในปี 1972 เมมเบรนนั้นมีพื้นฐานมาจากฟอสโฟลิปิดสองชั้น (bilayer) ซึ่งเป็นชิ้นส่วนที่ไม่ชอบน้ำของโมเลกุลซึ่งมี แช่อยู่ในความหนาของเมมเบรนและกลุ่มที่ชอบน้ำขั้วโลกจะหันออกไปด้านนอก สู่สิ่งแวดล้อมทางน้ำโดยรอบ (รูปที่ 2)

โปรตีนของเมมเบรนถูกจำกัดตำแหน่งไว้บนพื้นผิวของเมมเบรน หรือสามารถฝังไว้ที่ระดับความลึกที่แตกต่างกันในโซนที่ไม่ชอบน้ำ โปรตีนบางชนิดแผ่ขยายออกไปถึงเยื่อหุ้มเซลล์ และกลุ่มที่ชอบน้ำที่แตกต่างกันของโปรตีนชนิดเดียวกันจะพบอยู่ที่ทั้งสองด้านของเยื่อหุ้มเซลล์ โปรตีนที่พบในพลาสมาเมมเบรนมีบทบาทสำคัญมาก บทบาทที่สำคัญ: มีส่วนร่วมในการก่อตัวของช่องไอออน มีบทบาทในการปั๊มเมมเบรนและผู้ขนส่ง สารต่างๆและยังสามารถทำหน้าที่รับได้อีกด้วย

หน้าที่หลักของเยื่อหุ้มเซลล์: สิ่งกีดขวาง, การขนส่ง, กฎระเบียบ, ตัวเร่งปฏิกิริยา

ฟังก์ชันกั้นคือการจำกัดการแพร่กระจายของสารประกอบที่ละลายน้ำได้ผ่านเมมเบรน ซึ่งจำเป็นในการปกป้องเซลล์จากสารพิษแปลกปลอม และรักษาปริมาณสารต่างๆ ภายในเซลล์ที่ค่อนข้างคงที่ ดังนั้นเยื่อหุ้มเซลล์จึงสามารถชะลอการแพร่กระจายของสารต่างๆ ได้ 100,000-10,000,000 เท่า

ข้าว. 2. แผนภาพสามมิติของแบบจำลองโมเสกเหลวของเมมเบรนซิงเกอร์-นิโคลสัน

ภาพที่เห็นคือโปรตีนอินทิกรัลทรงกลมที่ฝังอยู่ในชั้นไขมันสองชั้น โปรตีนบางชนิดเป็นช่องไอออน ส่วนบางชนิด (ไกลโคโปรตีน) มีโซ่ด้านข้างของโอลิโกแซ็กคาไรด์ที่เกี่ยวข้องกับการรับรู้ของเซลล์ระหว่างกันและในเนื้อเยื่อระหว่างเซลล์ โมเลกุลของคอเลสเตอรอลนั้นอยู่ติดกับหัวฟอสโฟไลปิดอย่างใกล้ชิดและยึดส่วนที่อยู่ติดกันของ "ส่วนหาง" ส่วนภายในของหางของโมเลกุลฟอสโฟไลปิดไม่ได้ถูกจำกัดในการเคลื่อนไหวและมีหน้าที่รับผิดชอบต่อความลื่นไหลของเมมเบรน (Bretscher, 1985)

เมมเบรนมีช่องที่ไอออนทะลุผ่านได้ ช่องสัญญาณอาจขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าหรือขึ้นอยู่กับศักย์ไฟฟ้า ช่องสัญญาณขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าเปิดเมื่อความต่างศักย์เปลี่ยนแปลง และ มีศักยภาพเป็นอิสระ(ควบคุมด้วยฮอร์โมน) เปิดเมื่อตัวรับโต้ตอบกับสาร ช่องสามารถเปิดหรือปิดได้ด้วยประตู ประตูสองประเภทถูกสร้างขึ้นในเมมเบรน: การเปิดใช้งาน(ช่องลึก) และ การปิดใช้งาน(บนพื้นผิวช่อง) ประตูสามารถอยู่ในสถานะใดสถานะหนึ่งจากสามสถานะ:

• สถานะเปิด (ประตูทั้งสองประเภทเปิดอยู่);
• สถานะปิด (ประตูเปิดใช้งานปิด);
• สถานะการปิดใช้งาน (ปิดประตูการปิดใช้งาน)

คุณสมบัติที่เป็นลักษณะเฉพาะอีกประการหนึ่งของเมมเบรนคือความสามารถในการขนส่งไอออนอนินทรีย์ สารอาหาร และผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมต่างๆ อย่างคัดเลือก มีระบบการถ่ายโอน (การขนส่ง) ของสารแบบพาสซีฟและแอคทีฟ เฉยๆการขนส่งเกิดขึ้นผ่านช่องไอออนโดยมีหรือไม่มีโปรตีนพาหะช่วย และแรงผลักดันของมันคือความแตกต่างในศักย์ไฟฟ้าเคมีของไอออนระหว่างช่องว่างภายในและนอกเซลล์ การเลือกช่องไอออนถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตและ ลักษณะทางเคมีกลุ่มที่เรียงรายตามผนังคลองและปากคลอง

ปัจจุบันช่องทางที่มีการศึกษาดีที่สุดคือช่องทางที่สามารถเลือกซึมผ่านไอออน Na + , K + , Ca 2+ และยังรวมถึงน้ำด้วย (ที่เรียกว่า aquaporins) จากการศึกษาต่างๆ เส้นผ่านศูนย์กลางของช่องไอออนคือ 0.5-0.7 นาโนเมตร ความจุของช่องสัญญาณอาจแตกต่างกันไป 10 7 - 10 8 ไอออนต่อวินาทีสามารถผ่านช่องไอออนได้

คล่องแคล่วการขนส่งเกิดขึ้นพร้อมกับการใช้พลังงานและดำเนินการโดยปั๊มไอออนที่เรียกว่า ปั๊มไอออนเป็นโครงสร้างโปรตีนระดับโมเลกุลที่ฝังอยู่ในเมมเบรนเพื่อลำเลียงไอออนไปสู่ศักย์ไฟฟ้าเคมีที่สูงขึ้น

ปั๊มทำงานโดยใช้พลังงานของ ATP ไฮโดรไลซิส ปัจจุบัน Na+/K+ - ATPase, Ca 2+ - ATPase, H + - ATPase, H + /K + - ATPase, Mg 2+ - ATPase ซึ่งรับประกันการเคลื่อนที่ของ Na +, K +, Ca 2+ ไอออนตามลำดับ ได้รับการศึกษาอย่างดี , H+, Mg 2+ แบบแยกหรือคอนจูเกต (Na+ และ K+; H+ และ K+) กลไกระดับโมเลกุลของการขนส่งแบบแอคทีฟยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์

ท่ามกลาง หน้าที่หลักของเยื่อหุ้มเซลล์สามารถแยกแยะได้: สิ่งกีดขวาง, การขนส่ง, เอนไซม์และตัวรับ- เยื่อหุ้มเซลล์ (ชีวภาพ) (หรือเรียกอีกอย่างว่าพลาสมาเลมมา, พลาสมาติกหรือ เมมเบรนไซโตพลาสซึม) ปกป้องเนื้อหาของเซลล์หรือออร์แกเนลล์จากสิ่งแวดล้อม ให้การซึมผ่านแบบเลือกสรรสำหรับสาร เอ็นไซม์ที่อยู่บนนั้น เช่นเดียวกับโมเลกุลที่สามารถ "จับ" สัญญาณทางเคมีและกายภาพต่างๆ

ฟังก์ชั่นนี้มั่นใจได้ด้วยโครงสร้างพิเศษของเยื่อหุ้มเซลล์

ในการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลก โดยทั่วไปเซลล์สามารถก่อตัวได้ก็ต่อเมื่อมีการปรากฏตัวของเมมเบรน ซึ่งแยกและทำให้เนื้อหาภายในมีความเสถียรและป้องกันไม่ให้สลายตัว

ในแง่ของการรักษาสภาวะสมดุล (การควบคุมตนเองของความคงตัวสัมพัทธ์) สภาพแวดล้อมภายใน) ฟังก์ชั่นกั้นของเยื่อหุ้มเซลล์มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการขนส่ง.

โมเลกุลขนาดเล็กสามารถผ่านพลาสมาเลมมาได้โดยไม่มี "ตัวช่วย" ใด ๆ ตามแนวระดับความเข้มข้นเช่น จากบริเวณที่มี ความเข้มข้นสูง ของสารนี้สู่บริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำ ตัวอย่างเช่น ในกรณีของก๊าซที่เกี่ยวข้องกับการหายใจ ออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์แพร่กระจายผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ในทิศทางที่ความเข้มข้นลดลงในปัจจุบัน

เนื่องจากเมมเบรนส่วนใหญ่ไม่ชอบน้ำ (เนื่องจากชั้นไขมันสองชั้น) โมเลกุลของขั้ว (ที่ชอบน้ำ) แม้แต่ชิ้นเล็ก ๆ ก็มักจะไม่สามารถทะลุผ่านเข้าไปได้ ดังนั้นโปรตีนเมมเบรนจำนวนหนึ่งจึงทำหน้าที่เป็นพาหะของโมเลกุลดังกล่าวจับกับพวกมันและขนส่งพวกมันผ่านพลาสมาเลมมา

โปรตีนอินทิกรัล (ซึมผ่านเมมเบรน) มักทำงานบนหลักการของการเปิดและปิดช่อง เมื่อโมเลกุลใดเข้าใกล้โปรตีนดังกล่าว มันจะจับกับโปรตีนนั้นและช่องจะเปิดออก สารนี้หรือสารอื่นผ่านช่องโปรตีน หลังจากนั้นโครงสร้างของมันจะเปลี่ยนไป และช่องปิดกับสารนี้ แต่สามารถเปิดเพื่อให้สารอื่นผ่านได้ มันทำงานบนหลักการนี้ ปั๊มโซเดียมโพแทสเซียมโดยสูบโพแทสเซียมไอออนเข้าไปในเซลล์ และสูบโซเดียมไอออนออกมา

การทำงานของเอนไซม์ของเยื่อหุ้มเซลล์มากขึ้นบนเยื่อหุ้มเซลล์ออร์แกเนลล์ โปรตีนส่วนใหญ่ที่สังเคราะห์ในเซลล์ทำหน้าที่ของเอนไซม์ “การนั่ง” บนเมมเบรนตามลำดับที่กำหนด พวกมันจะจัดสายพานลำเลียงเมื่อผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาที่ถูกเร่งปฏิกิริยาโดยโปรตีนของเอนไซม์ตัวหนึ่งเคลื่อนไปยังโปรตีนตัวถัดไป “สายพานลำเลียง” นี้ถูกทำให้เสถียรโดยโปรตีนบนพื้นผิวของพลาสมาเลมมา

แม้จะมีความเป็นสากลของโครงสร้างของเยื่อหุ้มชีวภาพทั้งหมด (พวกมันถูกสร้างขึ้นตามหลักการเดียว แต่ก็เกือบจะเหมือนกันในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดและในเยื่อหุ้มเซลล์ที่แตกต่างกัน โครงสร้างเซลล์), ของพวกเขา องค์ประกอบทางเคมีอาจจะยังต่างกันอยู่ มีของเหลวและของแข็งมากกว่า บางชนิดมีโปรตีนบางชนิดมากกว่า บางชนิดมีน้อยกว่า นอกจากนี้ยังแตกต่างกัน ด้านที่แตกต่างกัน(ภายในและภายนอก) ของเมมเบรนเดียวกัน

เมมเบรนที่ล้อมรอบเซลล์ (ไซโตพลาสซึม) มีสายคาร์โบไฮเดรตจำนวนมากติดอยู่กับไขมันหรือโปรตีนที่ด้านนอก (ทำให้เกิดไกลโคลิปิดและไกลโคโปรตีน) คาร์โบไฮเดรตจำนวนมากเหล่านี้ทำหน้าที่ ฟังก์ชั่นตัวรับ, ไวต่อฮอร์โมนบางชนิด, ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของตัวบ่งชี้ทางกายภาพและเคมีในสิ่งแวดล้อม

ตัวอย่างเช่นหากฮอร์โมนเชื่อมต่อกับตัวรับเซลล์ส่วนคาร์โบไฮเดรตของโมเลกุลตัวรับจะเปลี่ยนโครงสร้างตามด้วยการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของส่วนโปรตีนที่เกี่ยวข้องซึ่งแทรกซึมเข้าไปในเยื่อหุ้มเซลล์ ในระยะต่อไป ปฏิกิริยาทางชีวเคมีต่างๆ จะเริ่มหรือระงับอยู่ในเซลล์ เช่น เมแทบอลิซึมของมันเปลี่ยนแปลง และการตอบสนองของเซลล์ต่อ "สิ่งกระตุ้น" เริ่มต้นขึ้น

นอกเหนือจากฟังก์ชั่นสี่ประการที่ระบุไว้ของเยื่อหุ้มเซลล์แล้ว ยังมีคุณสมบัติอื่น ๆ อีกด้วย: เมทริกซ์, พลังงาน, การทำเครื่องหมาย, การก่อตัวของการสัมผัสระหว่างเซลล์ ฯลฯ อย่างไรก็ตาม สิ่งเหล่านี้ถือได้ว่าเป็น "ฟังก์ชั่นย่อย" ของฟังก์ชั่นที่พิจารณาไปแล้ว