บทบาทของเมมเบรน โครงสร้างของเซลล์

โดย คุณสมบัติการทำงานเยื่อหุ้มเซลล์สามารถแบ่งออกได้เป็น 9 หน้าที่ที่มันทำหน้าที่
ฟังก์ชั่น เยื่อหุ้มเซลล์:
1. การขนส่ง. ลำเลียงสารจากเซลล์หนึ่งไปอีกเซลล์หนึ่ง
2. สิ่งกีดขวาง. มีความสามารถในการซึมผ่านแบบเลือกได้ทำให้มั่นใจได้ถึงการเผาผลาญที่จำเป็น
3. ตัวรับ โปรตีนบางชนิดที่พบในเมมเบรนเป็นตัวรับ
4. เครื่องกล. รับประกันความเป็นอิสระของเซลล์และโครงสร้างทางกล
5. เมทริกซ์ รับประกันการมีปฏิสัมพันธ์และการวางแนวที่เหมาะสมของโปรตีนเมทริกซ์
6. พลังงาน. เมมเบรนมีระบบถ่ายโอนพลังงานระหว่างการหายใจของเซลล์ในไมโตคอนเดรีย
7. เอนไซม์ โปรตีนเมมเบรนบางครั้งเป็นเอนไซม์ ตัวอย่างเช่น เยื่อหุ้มเซลล์ในลำไส้
8. การทำเครื่องหมาย เมมเบรนประกอบด้วยแอนติเจน (ไกลโคโปรตีน) ที่ช่วยให้สามารถระบุเซลล์ได้
9. การสร้าง ดำเนินการสร้างและการนำศักยภาพทางชีวภาพ

คุณสามารถดูว่าเยื่อหุ้มเซลล์มีลักษณะอย่างไรโดยใช้ตัวอย่างโครงสร้างของเซลล์สัตว์หรือเซลล์พืช

 

รูปนี้แสดงโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์
ส่วนประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยโปรตีนจากเยื่อหุ้มเซลล์หลายชนิด (ทรงกลม อุปกรณ์ต่อพ่วง พื้นผิว) รวมถึงไขมันในเยื่อหุ้มเซลล์ (ไกลโคลิพิด ฟอสโฟลิพิด) นอกจากนี้ในโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์ยังมีคาร์โบไฮเดรต, โคเลสเตอรอล, ไกลโคโปรตีนและโปรตีนอัลฟาเฮลิกซ์

องค์ประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์

องค์ประกอบหลักของเยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วย:
1. โปรตีน - รับผิดชอบต่อคุณสมบัติต่าง ๆ ของเมมเบรน
2. ไขมัน สามประเภท(ฟอสโฟลิพิด, ไกลโคลิพิด และโคเลสเตอรอล) ที่รับผิดชอบต่อความแข็งของเยื่อหุ้มเซลล์
โปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์:
1. โปรตีนทรงกลม
2. โปรตีนพื้นผิว
3. โปรตีนส่วนปลาย

วัตถุประสงค์หลักของเยื่อหุ้มเซลล์

วัตถุประสงค์หลักของเยื่อหุ้มเซลล์:
1. ควบคุมการแลกเปลี่ยนระหว่างเซลล์กับสิ่งแวดล้อม
2. แยกเนื้อหาของเซลล์ใดๆ ออกจาก สภาพแวดล้อมภายนอกจึงมั่นใจได้ถึงความสมบูรณ์
3. เยื่อหุ้มเซลล์แบ่งเซลล์ออกเป็นช่องปิดพิเศษ - ออร์แกเนลล์หรือช่องที่รักษาสภาพแวดล้อมบางอย่างไว้

โครงสร้างเยื่อหุ้มเซลล์

โครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์เป็นสารละลายสองมิติของโปรตีนอินทิกรัลทรงกลมที่ละลายในเมทริกซ์ฟอสโฟไลปิดเหลว โครงสร้างเมมเบรนแบบจำลองนี้เสนอโดยนักวิทยาศาสตร์สองคน นิโคลสัน และซิงเกอร์ ในปี 1972 ดังนั้นพื้นฐานของเมมเบรนคือชั้นไขมันแบบไบโมเลกุลซึ่งมีการจัดเรียงโมเลกุลตามลำดับอย่างที่คุณเห็น

เซลล์- นี่ไม่ใช่แค่ของเหลว เอนไซม์ และสสารอื่นๆ เท่านั้น แต่ยังรวมถึงโครงสร้างที่มีการจัดระเบียบสูงที่เรียกว่าออร์แกเนลล์ในเซลล์อีกด้วย ออร์แกเนลล์สำหรับเซลล์มีความสำคัญไม่น้อยไปกว่าส่วนประกอบทางเคมี ดังนั้นหากไม่มีออร์แกเนลล์ เช่น ไมโตคอนเดรีย ปริมาณพลังงานที่สกัดจากสารอาหารจะลดลง 95% ทันที

ออร์แกเนลล์ส่วนใหญ่ในเซลล์ถูกปกคลุม เมมเบรนประกอบด้วยไขมันและโปรตีนเป็นหลัก มีเยื่อหุ้มเซลล์ ตาข่ายเอนโดพลาสซึม, ไมโตคอนเดรีย, ไลโซโซม, อุปกรณ์กอลจิ

ไขมันไม่ละลายในน้ำจึงสร้างสิ่งกีดขวางในเซลล์ที่ป้องกันการเคลื่อนตัวของน้ำและสารที่ละลายน้ำได้จากช่องหนึ่งไปอีกช่องหนึ่ง อย่างไรก็ตาม โมเลกุลของโปรตีนทำให้เมมเบรนสามารถซึมผ่านได้ สารที่แตกต่างกันโดยใช้ โครงสร้างพิเศษเรียกว่ารูขุมขน โปรตีนเมมเบรนอื่นๆ อีกหลายชนิดเป็นเอ็นไซม์ที่กระตุ้นหลายอย่าง ปฏิกิริยาเคมีซึ่งจะกล่าวถึงในบทต่อไปนี้

เยื่อหุ้มเซลล์ (หรือพลาสมา)เป็นโครงสร้างที่บาง ยืดหยุ่น และยืดหยุ่น มีความหนาเพียง 7.5-10 นาโนเมตร ประกอบด้วยโปรตีนและไขมันเป็นส่วนใหญ่ อัตราส่วนโดยประมาณของส่วนประกอบมีดังนี้: โปรตีน - 55%, ฟอสโฟลิปิด - 25%, โคเลสเตอรอล - 13%, ไขมันอื่น ๆ - 4%, คาร์โบไฮเดรต - 3%

ชั้นไขมันของเยื่อหุ้มเซลล์ป้องกันการซึมผ่านของน้ำ พื้นฐานของเมมเบรนคือ lipid bilayer ซึ่งเป็นฟิล์มไขมันบางที่ประกอบด้วยชั้นเดียว 2 ชั้นและปกคลุมเซลล์ทั้งหมด โปรตีนตั้งอยู่ทั่วเยื่อหุ้มเซลล์ในรูปของทรงกลมขนาดใหญ่

การแสดงแผนผังของเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งสะท้อนถึงองค์ประกอบหลัก
- ฟอสโฟไลปิดไบเลเยอร์ และ จำนวนมากโมเลกุลโปรตีนที่ยื่นออกมาเหนือพื้นผิวของเมมเบรน
สายโซ่คาร์โบไฮเดรตเกาะติดกับโปรตีนที่ผิวด้านนอก
และไปเพิ่มโมเลกุลโปรตีนภายในเซลล์ (ไม่แสดงในรูป)

ไขมันสองชั้นประกอบด้วยโมเลกุลฟอสโฟไลปิดเป็นส่วนใหญ่ ปลายด้านหนึ่งของโมเลกุลดังกล่าวคือชอบน้ำเช่น ละลายได้ในน้ำ (มีกลุ่มฟอสเฟตอยู่บนนั้น) อีกอันคือไม่ชอบน้ำเช่น ละลายได้ในไขมันเท่านั้น (มีกรดไขมัน)

เนื่องจากส่วนที่ไม่ชอบน้ำของโมเลกุล ฟอสโฟไลปิดขับไล่น้ำ แต่ถูกดึงดูดไปยังส่วนที่คล้ายกันของโมเลกุลเดียวกันอย่างฟอสโฟลิปิด ทรัพย์สินทางธรรมชาติติดกันตามความหนาของเมมเบรน ดังแสดงในรูป 2-3. ส่วนที่ชอบน้ำที่มีกลุ่มฟอสเฟตจะสร้างพื้นผิวเมมเบรนสองพื้นผิว: ส่วนด้านนอกซึ่งสัมผัสกับของเหลวนอกเซลล์และส่วนด้านในซึ่งสัมผัสกับของเหลวในเซลล์

ตรงกลางของชั้นไขมันไอออนและ สารละลายที่เป็นน้ำกลูโคสและยูเรีย สารที่ละลายในไขมัน ได้แก่ ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ในทางกลับกันแอลกอฮอล์สามารถแทรกซึมเข้าไปในบริเวณเมมเบรนนี้ได้อย่างง่ายดาย

โมเลกุลคอเลสเตอรอลซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์ก็เป็นของไขมันโดยธรรมชาติเช่นกัน เนื่องจากกลุ่มสเตียรอยด์ละลายได้ในไขมันสูง ดูเหมือนว่าโมเลกุลเหล่านี้จะถูกละลายในไขมันชั้นสอง วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อควบคุมความสามารถในการซึมผ่าน (หรือการซึมผ่านได้) ของเมมเบรนสำหรับส่วนประกอบที่ละลายน้ำได้ของของเหลวในร่างกาย นอกจากนี้คอเลสเตอรอลยังเป็นตัวควบคุมหลักของความหนืดของเมมเบรน

โปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์- ในภาพอนุภาคทรงกลมสามารถมองเห็นได้ในไขมัน bilayer ซึ่งเป็นโปรตีนเมมเบรนซึ่งส่วนใหญ่เป็นไกลโคโปรตีน โปรตีนเมมเบรนมีสองประเภท: (1) อินทิกรัลซึ่งเจาะผ่านเมมเบรน; (2) อุปกรณ์ต่อพ่วงซึ่งยื่นออกมาเหนือพื้นผิวด้านใดด้านหนึ่งเท่านั้น โดยไม่ถึงอีกด้านหนึ่ง

โปรตีนอินทิกรัลหลายชนิดสร้างช่องทาง (หรือรูพรุน) ซึ่งน้ำและสารที่ละลายน้ำได้ โดยเฉพาะไอออน สามารถแพร่กระจายเข้าสู่ของเหลวภายในและนอกเซลล์ได้ เนื่องจากการเลือกสรรของช่องทำให้สารบางชนิดแพร่กระจายได้ดีกว่าสารชนิดอื่น

โปรตีนอินทิกรัลอื่นๆทำหน้าที่เป็นโปรตีนพาหะ ซึ่งขนส่งสารที่ชั้นไลปิดไม่สามารถซึมผ่านได้ บางครั้งโปรตีนพาหะจะกระทำในทิศทางตรงกันข้ามกับการแพร่กระจาย โปรตีนอินทิกรัลบางชนิดคือเอ็นไซม์

โปรตีนเมมเบรนที่เป็นส่วนประกอบยังสามารถทำหน้าที่เป็นตัวรับสารที่ละลายน้ำได้ รวมถึงฮอร์โมนเปปไทด์ เนื่องจากเมมเบรนไม่สามารถผ่านเข้าไปได้ ปฏิสัมพันธ์ของโปรตีนตัวรับกับลิแกนด์จำเพาะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในโมเลกุลโปรตีนซึ่งในทางกลับกันจะกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ของส่วนภายในเซลล์ของโมเลกุลโปรตีนหรือการส่งสัญญาณจากตัวรับเข้าสู่เซลล์โดยใช้ ผู้ส่งสารคนที่สอง ดังนั้นโปรตีนอินทิกรัลที่ฝังอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์จึงเกี่ยวข้องกับกระบวนการส่งข้อมูลเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมภายนอกเข้าสู่เซลล์

โมเลกุลของโปรตีนเมมเบรนส่วนปลายมักเกี่ยวข้องกับโปรตีนอินทิกรัล โปรตีนส่วนปลายส่วนใหญ่เป็นเอนไซม์หรือมีบทบาทเป็นผู้ส่งสารผ่านรูพรุนของเมมเบรน

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 กิจกรรมของเอนไซม์คนอื่นเชื่อมต่อกัน สารบางชนิดและส่งเสริมการถ่ายทอดเข้าสู่เซลล์ โปรตีนมีทางเดินหลายทางสำหรับการเคลื่อนที่ของสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ โดยสร้างรูพรุนขนาดใหญ่ซึ่งประกอบด้วยหน่วยย่อยโปรตีนหลายหน่วยที่ช่วยให้โมเลกุลของน้ำและไอออนเคลื่อนที่ระหว่างเซลล์ได้ สร้างช่องไอออนโดยเฉพาะสำหรับการเคลื่อนที่ของไอออนบางประเภทผ่านเมมเบรนภายใต้เงื่อนไขบางประการ โปรตีนโครงสร้างเกี่ยวข้องกับชั้นไขมันภายในและเป็นโครงร่างโครงร่างของเซลล์ โครงร่างโครงกระดูกให้ความแข็งแรงเชิงกลแก่เยื่อหุ้มเซลล์ ในเยื่อหุ้มต่างๆ โปรตีนคิดเป็น 20 ถึง 80% ของมวล โปรตีนเมมเบรนสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในระนาบด้านข้าง

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

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

ตาข่ายเอนโดพลาสมิกเป็นระบบของช่องทางและช่องที่เชื่อมต่อถึงกันซึ่งทะลุผ่านไซโตพลาสซึมทั้งหมด ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการขนส่งสารจากสิ่งแวดล้อมและภายในเซลล์ 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 มันเกี่ยวข้องกับเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม และที่มาถึงที่นี่ทางชีววิทยา สารออกฤทธิ์เก็บไว้ในรูปแบบอัดแน่นในถุงหลั่ง ส่วนหลังจะถูกแยกออกจากอุปกรณ์ Golgi อย่างต่อเนื่องขนส่งไปยังเยื่อหุ้มเซลล์และรวมเข้ากับมันและสารที่มีอยู่ในถุงจะถูกกำจัดออกจากเซลล์โดยผ่านกระบวนการ exocytosis

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

เพอรอกซิโซมเกิดขึ้นจาก reticulum เอนโดพลาสมิกเรียบ มีลักษณะคล้ายไลโซโซมและมีเอนไซม์ที่กระตุ้นการสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ซึ่งถูกสลายภายใต้อิทธิพลของเปอร์ออกซิเดสและคาตาเลส

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 โครงร่างโครงร่างทำให้เซลล์มีลักษณะเฉพาะ รูปร่างและรูปร่าง ทำหน้าที่เป็นแหล่งเกาะของออร์แกเนลล์ภายในเซลล์และร่างกายต่างๆ ใน เซลล์ประสาทกลุ่มไมโครทูบูลเกี่ยวข้องกับการลำเลียงสารจากร่างกายไปยังปลายแอกซอน เมื่อมีส่วนร่วมแกนหมุนไมโทติคจะทำหน้าที่ระหว่างการแบ่งเซลล์ พวกมันมีบทบาทเป็นองค์ประกอบของมอเตอร์ในวิลลี่และแฟลเจลลาในยูคาริโอต

แกนกลางเป็นโครงสร้างหลักของเซลล์ มีส่วนร่วมในการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมและการสังเคราะห์โปรตีน นิวเคลียสล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มนิวเคลียสที่ประกอบด้วยเยื่อหุ้มนิวเคลียสมากมาย รูขุมขนนิวเคลียร์โดยการแลกเปลี่ยนสารต่าง ๆ เกิดขึ้นระหว่างนิวเคลียสและไซโตพลาสซึม 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 เข้าไปในบริเวณโดยรอบ สภาพแวดล้อมทางน้ำ(รูปที่ 2)

โปรตีนของเมมเบรนถูกจำกัดตำแหน่งไว้บนพื้นผิวของเมมเบรน หรือสามารถฝังไว้ที่ระดับความลึกที่แตกต่างกันในโซนที่ไม่ชอบน้ำ โปรตีนบางชนิดแผ่ขยายออกไปถึงเยื่อหุ้มเซลล์ และกลุ่มที่ชอบน้ำที่แตกต่างกันของโปรตีนชนิดเดียวกันจะพบอยู่ที่ทั้งสองด้านของเยื่อหุ้มเซลล์ โปรตีนที่พบใน พลาสมาเมมเบรนมีบทบาทสำคัญมาก: พวกเขามีส่วนร่วมในการก่อตัวของช่องไอออน, บทบาทของปั๊มเมมเบรนและผู้ขนส่ง สารต่างๆและยังสามารถทำหน้าที่รับได้อีกด้วย

หน้าที่หลักของเยื่อหุ้มเซลล์: สิ่งกีดขวาง, การขนส่ง, กฎระเบียบ, ตัวเร่งปฏิกิริยา

ฟังก์ชั่นกั้นคือการจำกัดการแพร่กระจายของสารประกอบที่ละลายน้ำได้ผ่านเมมเบรน ซึ่งจำเป็นในการปกป้องเซลล์จากสิ่งแปลกปลอม สารพิษและรักษาปริมาณสารต่างๆ 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)

อื่น คุณลักษณะเฉพาะเมมเบรนคือความสามารถในการถ่ายโอนไอออนอนินทรีย์ สารอาหาร และผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมต่างๆ แบบเลือกสรร มีระบบการถ่ายโอน (การขนส่ง) ของสารแบบพาสซีฟและแอคทีฟ เฉยๆการขนส่งเกิดขึ้นผ่านช่องไอออนโดยได้รับความช่วยเหลือจากโปรตีนพาหะหรือไม่ก็ตาม แรงผลักดันคือความแตกต่างในศักย์ไฟฟ้าเคมีของไอออนระหว่างช่องว่างภายในและนอกเซลล์ การเลือกช่องไอออนถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตและ ลักษณะทางเคมีกลุ่มที่เรียงรายตามผนังคลองและปากคลอง

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

คล่องแคล่วการขนส่งเกิดขึ้นพร้อมกับการใช้พลังงานและดำเนินการโดยปั๊มไอออนที่เรียกว่า ปั๊มไอออนเป็นโมเลกุล โครงสร้างโปรตีนติดตั้งอยู่ในเมมเบรนและดำเนินการถ่ายโอนไอออนไปสู่ศักย์ไฟฟ้าเคมีที่สูงขึ้น

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

หลัก หน่วยโครงสร้างสิ่งมีชีวิต - เซลล์ซึ่งเป็นส่วนที่แตกต่างของไซโตพลาสซึมที่ล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ เนื่องจากเซลล์ทำหน้าที่สำคัญหลายอย่าง เช่น การสืบพันธุ์ โภชนาการ การเคลื่อนไหว เมมเบรนจึงต้องเป็นพลาสติกและมีความหนาแน่น

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบและการวิจัยเยื่อหุ้มเซลล์

ในปี 1925 Grendel และ Gorder ได้ทำการทดลองที่ประสบความสำเร็จเพื่อระบุ “เงา” ของเซลล์เม็ดเลือดแดงหรือเยื่อหุ้มเซลล์ที่ว่างเปล่า แม้จะยอมรับหลายรายก็ตาม ความผิดพลาดร้ายแรงนักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบชั้นไขมัน (lipid bilayer) งานของพวกเขาดำเนินต่อไปโดย Danielli, Dawson ในปี 1935 และ Robertson ในปี 1960 จากการทำงานเป็นเวลาหลายปีและการสะสมข้อโต้แย้งในปี 1972 ซิงเกอร์และนิโคลสันได้สร้างแบบจำลองโครงสร้างเมมเบรนแบบฟลูอิดโมเสก การทดลองและการศึกษาเพิ่มเติมยืนยันผลงานของนักวิทยาศาสตร์

ความหมาย

เยื่อหุ้มเซลล์คืออะไร? คำนี้เริ่มใช้มานานกว่าร้อยปีที่แล้ว แปลจากภาษาละตินแปลว่า "ภาพยนตร์" "ผิวหนัง" นี่คือวิธีกำหนดขอบเขตของเซลล์ ซึ่งเป็นอุปสรรคตามธรรมชาติระหว่างเนื้อหาภายในและสภาพแวดล้อมภายนอก โครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์หมายถึงความสามารถในการซึมผ่านแบบกึ่งซึมผ่านได้ เนื่องจากความชื้น สารอาหาร และผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวสามารถผ่านได้อย่างอิสระ เปลือกนี้สามารถเรียกได้ว่าเป็นองค์ประกอบโครงสร้างหลักของการจัดระเบียบเซลล์

พิจารณาหน้าที่หลักของเยื่อหุ้มเซลล์

1. แยกเนื้อหาภายในของเซลล์และส่วนประกอบของสภาพแวดล้อมภายนอก

2.ช่วยรักษาองค์ประกอบทางเคมีของเซลล์ให้คงที่

3. ควบคุมการเผาผลาญที่เหมาะสม

4. ให้การสื่อสารระหว่างเซลล์

5. รับรู้สัญญาณ

6. ฟังก์ชั่นการป้องกัน

"พลาสมาเชลล์"

เยื่อหุ้มเซลล์ด้านนอกหรือที่เรียกว่าพลาสมาเมมเบรนเป็นฟิล์มอัลตร้าไมโครสโคปิกซึ่งมีความหนาตั้งแต่ห้าถึงเจ็ดนาโนมิลลิเมตร ประกอบด้วยสารประกอบโปรตีน ฟอสโฟไลด์ และน้ำเป็นส่วนใหญ่ ฟิล์มมีความยืดหยุ่น ดูดซับน้ำได้ง่าย และคืนความสมบูรณ์ได้อย่างรวดเร็วหลังจากเกิดความเสียหาย

มีโครงสร้างที่เป็นสากล เมมเบรนนี้ครองตำแหน่งชายแดน มีส่วนร่วมในกระบวนการซึมผ่านแบบเลือกได้ การกำจัดผลิตภัณฑ์ที่ผุพัง และสังเคราะห์พวกมัน ความสัมพันธ์กับเพื่อนบ้านและ การป้องกันที่เชื่อถือได้เนื้อหาภายในจากความเสียหายทำให้เป็นองค์ประกอบสำคัญในเรื่องเช่นโครงสร้างของเซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์ของสิ่งมีชีวิตในสัตว์บางครั้งถูกปกคลุมไปด้วยชั้นบาง ๆ ซึ่งก็คือไกลโคคาลิกซ์ซึ่งรวมถึงโปรตีนและโพลีแซ็กคาไรด์ เซลล์พืชที่อยู่นอกเมมเบรนได้รับการปกป้องโดยผนังเซลล์ ซึ่งทำหน้าที่พยุงและรักษารูปร่าง ส่วนประกอบหลักขององค์ประกอบคือไฟเบอร์ (เซลลูโลส) ซึ่งเป็นโพลีแซ็กคาไรด์ที่ไม่ละลายในน้ำ

ดังนั้นเยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอกจึงมีหน้าที่ซ่อมแซม ป้องกัน และโต้ตอบกับเซลล์อื่นๆ

โครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์

ความหนาของเปลือกที่สามารถเคลื่อนย้ายได้นี้แตกต่างกันไปตั้งแต่หกถึงสิบนาโนมิลลิเมตร เยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์มีองค์ประกอบพิเศษซึ่งมีพื้นฐานเป็นไขมันสองชั้น หางที่ไม่ชอบน้ำซึ่งเฉื่อยต่อน้ำถูกวางไว้ด้วย ข้างในในขณะที่หัวที่ชอบน้ำทำปฏิกิริยากับน้ำหันหน้าออกด้านนอก ไขมันแต่ละชนิดคือฟอสโฟลิพิด ซึ่งเป็นผลมาจากปฏิกิริยาระหว่างสารต่างๆ เช่น กลีเซอรอลและสฟิงโกซีน กรอบไขมันนั้นล้อมรอบด้วยโปรตีนอย่างใกล้ชิดซึ่งจัดเรียงอยู่ในชั้นที่ไม่ต่อเนื่องกัน บางส่วนถูกแช่อยู่ในชั้นไขมันส่วนที่เหลือจะผ่านไปได้ ส่งผลให้เกิดพื้นที่ที่สามารถซึมผ่านของน้ำได้ ฟังก์ชั่นที่ทำโดยโปรตีนเหล่านี้แตกต่างกัน บางส่วนเป็นเอนไซม์ส่วนที่เหลือเป็นโปรตีนขนส่งที่ถ่ายโอนสารต่าง ๆ จากสภาพแวดล้อมภายนอกไปยังไซโตพลาสซึมและด้านหลัง

เยื่อหุ้มเซลล์ถูกแทรกซึมผ่านและเชื่อมต่อกันอย่างใกล้ชิดด้วยโปรตีนอินทิกรัล และการเชื่อมต่อกับส่วนนอกมีความแข็งแรงน้อยกว่า โปรตีนเหล่านี้ทำหน้าที่สำคัญ ซึ่งก็คือการรักษาโครงสร้างของเมมเบรน รับและแปลงสัญญาณจากสิ่งแวดล้อม ขนส่งสาร และกระตุ้นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นบนเมมเบรน

สารประกอบ

พื้นฐานของเยื่อหุ้มเซลล์คือชั้นสองโมเลกุล เนื่องจากมีความต่อเนื่องทำให้เซลล์มีสิ่งกีดขวางและ คุณสมบัติทางกล- ในระยะต่างๆ ของชีวิต ชั้นสองนี้สามารถถูกทำลายได้ เป็นผลให้เกิดข้อบกพร่องทางโครงสร้างของรูพรุนที่ชอบน้ำ ในกรณีนี้ฟังก์ชันทั้งหมดของส่วนประกอบเช่นเยื่อหุ้มเซลล์สามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างแน่นอน แกนกลางอาจได้รับอิทธิพลจากภายนอก

คุณสมบัติ

เยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์ได้ คุณสมบัติที่น่าสนใจ- เนื่องจากความลื่นไหล เมมเบรนนี้จึงไม่ใช่โครงสร้างที่แข็งแรง และโปรตีนและไขมันจำนวนมากที่ประกอบกันเป็นส่วนประกอบจะเคลื่อนที่อย่างอิสระบนระนาบของเมมเบรน

โดยทั่วไป เยื่อหุ้มเซลล์จะไม่สมมาตร ดังนั้นองค์ประกอบของชั้นโปรตีนและไขมันจึงแตกต่างกัน พลาสมาเมมเบรนในเซลล์ของสัตว์ด้วยนั้นเอง ข้างนอกมีชั้นไกลโคโปรตีนที่ทำหน้าที่รับและส่งสัญญาณ และยังมีบทบาทสำคัญในกระบวนการรวมเซลล์เข้ากับเนื้อเยื่อ เยื่อหุ้มเซลล์มีขั้ว กล่าวคือ ประจุด้านนอกเป็นบวก และประจุด้านในเป็นลบ นอกเหนือจากที่กล่าวมาทั้งหมด เยื่อหุ้มเซลล์ยังมีข้อมูลเชิงลึกแบบเลือกสรรอีกด้วย

ซึ่งหมายความว่านอกจากน้ำแล้วเท่านั้น กลุ่มใดกลุ่มหนึ่งโมเลกุลและไอออนของสารที่ละลาย ความเข้มข้นของสารเช่นโซเดียมในเซลล์ส่วนใหญ่ต่ำกว่าในสภาพแวดล้อมภายนอกมาก โพแทสเซียมไอออนมีอัตราส่วนที่แตกต่างกัน: ปริมาณในเซลล์สูงกว่าในมาก สิ่งแวดล้อม- ในเรื่องนี้ไอออนของโซเดียมมีแนวโน้มที่จะทะลุผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ และโพแทสเซียมไอออนมีแนวโน้มที่จะถูกปล่อยออกมาจากภายนอก ภายใต้สถานการณ์เหล่านี้ เมมเบรนจะเปิดใช้งานระบบพิเศษที่มีบทบาท "การสูบน้ำ" โดยปรับระดับความเข้มข้นของสาร: โซเดียมไอออนจะถูกปั๊มไปที่พื้นผิวของเซลล์ และโพแทสเซียมไอออนจะถูกปั๊มเข้าไปภายใน คุณสมบัตินี้รวมอยู่ใน ฟังก์ชั่นที่จำเป็นเยื่อหุ้มเซลล์

แนวโน้มที่โซเดียมและโพแทสเซียมไอออนจะเคลื่อนเข้ามาจากพื้นผิวมีบทบาทสำคัญในการขนส่งน้ำตาลและกรดอะมิโนเข้าสู่เซลล์ ในกระบวนการกำจัดโซเดียมไอออนออกจากเซลล์อย่างแข็งขัน เมมเบรนจะสร้างสภาวะสำหรับการดูดซึมกลูโคสและกรดอะมิโนเข้าไปใหม่ภายใน ในทางตรงกันข้ามในกระบวนการถ่ายโอนโพแทสเซียมไอออนเข้าสู่เซลล์จำนวน "ตัวขนส่ง" ของผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวจากภายในเซลล์ไปยังสภาพแวดล้อมภายนอกจะถูกเติมเต็ม

สารอาหารของเซลล์เกิดขึ้นผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้อย่างไร?

เซลล์จำนวนมากดูดซับสารผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น ฟาโกไซโตซิสและพิโนไซโทซิส ในตัวเลือกแรก เมมเบรนด้านนอกที่ยืดหยุ่นจะสร้างการกดเล็กน้อยซึ่งอนุภาคที่จับได้จะสิ้นสุดลง เส้นผ่านศูนย์กลางของช่องจะมีขนาดใหญ่ขึ้นจนกระทั่งอนุภาคที่ล้อมรอบตกลงไป ไซโตพลาสซึมของเซลล์- โปรโตซัวบางชนิดเช่นอะมีบาจะถูกป้อนผ่าน phagocytosis เช่นเดียวกับเซลล์เม็ดเลือด - เม็ดเลือดขาวและ phagocytes ในทำนองเดียวกัน เซลล์ดูดซับของเหลวซึ่งมีสารอาหารที่จำเป็น ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าพิโนไซโทซิส

เยื่อหุ้มชั้นนอกเชื่อมต่ออย่างใกล้ชิดกับเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมของเซลล์

ส่วนประกอบของเนื้อเยื่อหลักหลายประเภทมีส่วนที่ยื่นออกมา รอยพับ และไมโครวิลลี่บนพื้นผิวของเมมเบรน เซลล์พืชด้านนอกของเปลือกนี้หุ้มด้วยอีกเปลือกหนึ่ง หนาและมองเห็นได้ชัดเจนด้วยกล้องจุลทรรศน์ เส้นใยที่ทำขึ้นช่วยรองรับเนื้อเยื่อพืช เช่น ไม้ เซลล์สัตว์ก็มีอยู่จำนวนหนึ่ง โครงสร้างภายนอกซึ่งอยู่ด้านบนของเยื่อหุ้มเซลล์ พวกมันมีการปกป้องโดยธรรมชาติโดยเฉพาะ ตัวอย่างนี้คือไคตินที่มีอยู่ในเซลล์ผิวหนังของแมลง

นอกจากเยื่อหุ้มเซลล์แล้วยังมีเยื่อหุ้มเซลล์อีกด้วย หน้าที่ของมันคือการแบ่งเซลล์ออกเป็นช่องปิดเฉพาะหลายช่อง - ช่องหรือออร์แกเนลล์ซึ่งต้องรักษาสภาพแวดล้อมบางอย่างไว้

ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะประเมินค่าสูงไปบทบาทของส่วนประกอบดังกล่าวของหน่วยพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตเช่นเยื่อหุ้มเซลล์ โครงสร้างและหน้าที่แนะนำให้มีการขยายตัวอย่างมีนัยสำคัญของพื้นที่ผิวทั้งหมดของเซลล์และการปรับปรุงกระบวนการเผาผลาญ นี้ โครงสร้างโมเลกุลรวมถึงโปรตีนและไขมัน เมมเบรนจะแยกเซลล์ออกจากสภาพแวดล้อมภายนอกเพื่อให้มั่นใจในความสมบูรณ์ของมัน ด้วยความช่วยเหลือของมัน การเชื่อมต่อระหว่างเซลล์จะยังคงอยู่ในระดับที่ค่อนข้างแข็งแกร่งโดยสร้างเนื้อเยื่อ ในเรื่องนี้เราสามารถสรุปได้ว่าหนึ่งในนั้น บทบาทที่สำคัญเยื่อหุ้มเซลล์มีบทบาทในเซลล์ โครงสร้างและหน้าที่ที่ทำนั้นแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงในเซลล์ต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ ทำให้สามารถทำกิจกรรมทางสรีรวิทยาได้หลากหลาย เยื่อหุ้มเซลล์และบทบาทในการดำรงอยู่ของเซลล์และเนื้อเยื่อ

เยื่อหุ้มเซลล์นั้น โครงสร้างที่ละเอียดมากก่อตัวเป็นพื้นผิวของออร์แกเนลล์และเซลล์โดยรวม เมมเบรนทั้งหมดมีโครงสร้างคล้ายกันและเชื่อมต่อกันเป็นระบบเดียว

องค์ประกอบทางเคมี

เยื่อหุ้มเซลล์เป็นเนื้อเดียวกันทางเคมีและประกอบด้วยโปรตีนและไขมันของกลุ่มต่างๆ:

• ฟอสโฟลิปิด;
• กาแลคโตไลปิด;
• ซัลโฟลิปิด

นอกจากนี้ยังมีกรดนิวคลีอิก โพลีแซ็กคาไรด์ และสารอื่นๆ อีกด้วย

คุณสมบัติทางกายภาพ

ที่อุณหภูมิปกติ เมมเบรนจะอยู่ในสถานะผลึกเหลวและผันผวนอยู่ตลอดเวลา มีความหนืดใกล้เคียงกับน้ำมันพืช

เมมเบรนสามารถคืนสภาพได้ ทนทาน ยืดหยุ่น และมีรูพรุน ความหนาของเมมเบรนคือ 7 - 14 นาโนเมตร

บทความ 4 อันดับแรกที่กำลังอ่านเรื่องนี้อยู่ด้วย

เมมเบรนไม่สามารถซึมผ่านไปยังโมเลกุลขนาดใหญ่ได้ โมเลกุลและไอออนขนาดเล็กสามารถผ่านรูขุมขนและเมมเบรนได้ภายใต้อิทธิพลของความเข้มข้นที่แตกต่างกัน ด้านที่แตกต่างกันเยื่อหุ้มเซลล์รวมถึงความช่วยเหลือในการขนส่งโปรตีน

แบบอย่าง

โดยทั่วไปแล้ว โครงสร้างของเมมเบรนจะอธิบายโดยใช้แบบจำลองโมเสกของเหลว เมมเบรนมีโครงร่าง - โมเลกุลไขมันสองแถวติดกันอย่างแน่นหนาเหมือนอิฐ

ข้าว. 1. เยื่อหุ้มชีวภาพชนิดของแซนวิช

พื้นผิวของไขมันทั้งสองด้านถูกปกคลุมไปด้วยโปรตีน รูปแบบโมเสกเกิดจากโมเลกุลโปรตีนที่กระจายไม่สม่ำเสมอบนพื้นผิวของเมมเบรน

ตามระดับการแช่ตัวของชั้นบิลิพิด โมเลกุลโปรตีนหารด้วย สามกลุ่ม:

• เมมเบรน;
• จมอยู่ใต้น้ำ;
• ผิวเผิน

โปรตีนเป็นคุณสมบัติหลักของเมมเบรน - ความสามารถในการซึมผ่านของสารต่างๆ

ประเภทเมมเบรน

เยื่อหุ้มเซลล์ทั้งหมดตามการแปลสามารถแบ่งออกเป็น ประเภทต่อไปนี้:

• ภายนอก;
• นิวเคลียร์;
• เยื่อหุ้มออร์แกเนลล์

กลางแจ้ง เมมเบรนไซโตพลาสซึมหรือพลาสมาเลมมา คือขอบเขตของเซลล์ การเชื่อมต่อกับองค์ประกอบของโครงร่างโครงร่างจะรักษารูปร่างและขนาดไว้

ข้าว. 2. ไซโตสเกเลตัน.

เยื่อหุ้มนิวเคลียสหรือคาริโอเลมมาเป็นขอบเขตของสารนิวเคลียร์ มันถูกสร้างขึ้นจากเมมเบรนสองอันซึ่งคล้ายกับเมมเบรนด้านนอกมาก เยื่อหุ้มชั้นนอกของนิวเคลียสเชื่อมต่อกับเยื่อหุ้มของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม (ER) และผ่านรูพรุนไปยังเยื่อหุ้มชั้นใน

เมมเบรน ER ทะลุผ่านไซโตพลาสซึมทั้งหมด ก่อตัวเป็นพื้นผิวที่มีการสังเคราะห์สารต่างๆ รวมถึงโปรตีนของเมมเบรนเกิดขึ้น

เยื่อหุ้มออร์แกเนลล์

ออร์แกเนลล์ส่วนใหญ่มีโครงสร้างเมมเบรน

ผนังสร้างจากเมมเบรนแผ่นเดียว:

• กอลจิคอมเพล็กซ์
• แวคิวโอล;
• ไลโซโซม

พลาสติดและไมโตคอนเดรียถูกสร้างขึ้นจากเยื่อหุ้มสองชั้น เยื่อหุ้มชั้นนอกเรียบและชั้นในมีหลายเท่า

คุณสมบัติของเยื่อสังเคราะห์แสงของคลอโรพลาสต์นั้นมีโมเลกุลคลอโรฟิลล์ในตัว

เซลล์สัตว์มีอยู่บนผิวน้ำ เยื่อหุ้มชั้นนอกชั้นคาร์โบไฮเดรตที่เรียกว่าไกลโคคาลิกซ์

ข้าว. 3.ไกลโคคาลิกซ์

ไกลโคคาลิกซ์ได้รับการพัฒนามากที่สุดในเซลล์ของเยื่อบุผิวในลำไส้ ซึ่งจะสร้างสภาวะในการย่อยอาหารและปกป้องพลาสมาเลมมา

ตาราง "โครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์"

เราได้เรียนรู้อะไรบ้าง?

เราดูโครงสร้างและหน้าที่ของเยื่อหุ้มเซลล์ เมมเบรนเป็นสิ่งกีดขวางแบบเลือกสรร (เลือกสรร) ของเซลล์ นิวเคลียส และออร์แกเนลล์ โครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์อธิบายได้ด้วยแบบจำลองโมเสกของเหลว ตามแบบจำลองนี้ โมเลกุลโปรตีนถูกสร้างขึ้นในชั้นสองชั้นของไขมันที่มีความหนืด

ทดสอบในหัวข้อ

การประเมินผลการรายงาน

คะแนนเฉลี่ย: 4.5. คะแนนรวมที่ได้รับ: 264