Những chất nào tạo thành nền tảng của màng tế bào. Chức năng chính và đặc điểm cấu trúc của màng tế bào

Phân định ( rào chắn) - tách nội dung di động khỏi môi trường bên ngoài;

Điều hòa sự trao đổi chất giữa tế bào và môi trường;

Chúng phân chia tế bào thành các ngăn, hoặc các ngăn, dành cho các con đường trao đổi chất chuyên biệt nhất định ( chia);

Đây là nơi diễn ra một số phản ứng hóa học (phản ứng nhẹ của quá trình quang hợp ở lục lạp, quá trình phosphoryl oxy hóa trong quá trình hô hấp ở ty thể);

Cung cấp sự liên lạc giữa các tế bào trong các mô của sinh vật đa bào;

Chuyên chở- Thực hiện vận chuyển xuyên màng.

thụ thể- là vị trí tiếp nhận các kích thích bên ngoài.

Vận chuyển các chất qua màng - một trong những chức năng hàng đầu của màng, đảm bảo sự trao đổi chất giữa tế bào và môi trường bên ngoài. Tùy thuộc vào mức tiêu thụ năng lượng để vận chuyển các chất, chúng được phân biệt:

vận chuyển thụ động hoặc khuếch tán thuận lợi;

vận chuyển tích cực (chọn lọc) với sự tham gia của ATP và enzyme.

vận chuyển trong bao bì màng. Có quá trình nhập bào (vào tế bào) và xuất bào (ra khỏi tế bào) - cơ chế vận chuyển các hạt lớn và đại phân tử qua màng. Trong quá trình nhập bào, màng sinh chất hình thành sự xâm lấn, các cạnh của nó hợp nhất và một túi được giải phóng vào tế bào chất. Túi được phân cách với tế bào chất bằng một màng duy nhất, là một phần của màng tế bào chất bên ngoài. Có thực bào và pinocytosis. Thực bào là sự hấp thụ các hạt lớn khá cứng. Ví dụ, quá trình thực bào của tế bào lympho, động vật nguyên sinh, v.v. Pinocytosis là quá trình thu giữ và hấp thụ các giọt chất lỏng có chứa các chất hòa tan trong đó.

Exocytosis là quá trình loại bỏ các chất khác nhau từ tế bào. Trong quá trình xuất bào, màng của túi hoặc không bào kết hợp với màng tế bào chất bên ngoài. Nội dung của túi được loại bỏ ra ngoài bề mặt tế bào và màng được bao gồm trong màng tế bào chất bên ngoài.

Tại cốt lõi thụ động Sự vận chuyển các phân tử không tích điện nằm ở sự khác biệt giữa nồng độ hydro và điện tích, tức là Gradient điện hóa. Các chất sẽ di chuyển từ vùng có độ dốc cao hơn đến vùng có độ dốc thấp hơn. Tốc độ vận chuyển phụ thuộc vào sự khác biệt về độ dốc.

Khuếch tán đơn giản là sự vận chuyển các chất trực tiếp qua lớp lipid kép. Đặc trưng của chất khí, không phân cực hoặc phân tử cực nhỏ không tích điện, tan trong chất béo. Nước thấm nhanh vào lớp kép vì phân tử của nó nhỏ và trung hòa về điện. Sự khuếch tán của nước qua màng gọi là hiện tượng thẩm thấu.

Khuếch tán qua kênh màng là sự vận chuyển các phân tử và ion tích điện (Na, K, Ca, Cl) xuyên qua màng do có sự hiện diện của các protein hình thành kênh đặc biệt hình thành các lỗ nước.

Khuếch tán được tạo điều kiện là sự vận chuyển các chất sử dụng các protein vận chuyển đặc biệt. Mỗi protein chịu trách nhiệm cho một phân tử hoặc nhóm phân tử liên quan được xác định chặt chẽ, tương tác với nó và di chuyển qua màng. Ví dụ, đường, axit amin, nucleotide và các phân tử cực khác.

Vận chuyển tích cựcđược thực hiện bởi các protein vận chuyển (ATPase) theo gradient điện hóa, với mức tiêu thụ năng lượng. Nguồn của nó là các phân tử ATP. Ví dụ, natri là máy bơm kali.

Nồng độ kali bên trong tế bào cao hơn nhiều so với bên ngoài và natri - ngược lại. Do đó, các cation kali và natri khuếch tán thụ động qua các lỗ chứa nước của màng dọc theo gradient nồng độ. Điều này được giải thích là do tính thấm của màng đối với ion kali cao hơn so với ion natri. Theo đó, kali khuếch tán ra khỏi tế bào nhanh hơn natri vào trong tế bào. Tuy nhiên, để tế bào hoạt động bình thường cần có một tỷ lệ nhất định gồm 3 ion kali và 2 ion natri. Do đó, có một máy bơm natri-kali trong màng tích cực bơm natri ra khỏi tế bào và kali vào trong tế bào. Máy bơm này là một protein màng xuyên màng có khả năng sắp xếp lại hình dạng. Vì vậy, nó có thể gắn vào chính mình cả ion kali và natri (antiport). Quá trình này tiêu tốn nhiều năng lượng:

Từ bên trong màng, các ion natri và phân tử ATP, và ở bên ngoài - các ion kali.

Các ion natri kết hợp với một phân tử protein và protein thu được hoạt động ATPase, tức là. khả năng gây ra quá trình thủy phân ATP, đi kèm với việc giải phóng năng lượng điều khiển máy bơm.

Phốt phát được giải phóng trong quá trình thủy phân ATP sẽ gắn vào protein, tức là phosphoryl hóa protein.

Quá trình phosphoryl hóa gây ra những thay đổi về hình dạng của protein; nó không thể giữ lại các ion natri. Chúng được giải phóng và di chuyển ra ngoài tế bào.

Cấu hình mới của protein thúc đẩy sự gắn kết của các ion kali với nó.

Việc bổ sung các ion kali gây ra sự khử phospho của protein. Nó lại thay đổi hình dạng của nó.

Sự thay đổi cấu trúc protein dẫn đến giải phóng ion kali bên trong tế bào.

Protein lại sẵn sàng gắn các ion natri vào chính nó.

Trong một chu kỳ hoạt động, máy bơm bơm ra 3 ion natri từ tế bào và bơm vào 2 ion kali.

Tế bào chất- một thành phần bắt buộc của tế bào, nằm giữa bộ máy bề mặt của tế bào và nhân. Đây là một phức hợp cấu trúc không đồng nhất phức tạp bao gồm:

hyaloplasma

bào quan (thành phần cố định của tế bào chất)

thể vùi là thành phần tạm thời của tế bào chất.

Ma trận tế bào chất(hyaloplasm) là nội dung bên trong của tế bào - một dung dịch keo không màu, dày và trong suốt. Các thành phần của ma trận tế bào chất thực hiện các quá trình sinh tổng hợp trong tế bào và chứa các enzym cần thiết để sản xuất năng lượng, chủ yếu là do quá trình glycolysis kỵ khí.

Các tính chất cơ bản của ma trận tế bào chất.

Xác định tính chất keo của tế bào. Cùng với màng nội bào của hệ thống không bào, nó có thể được coi là một hệ keo rất không đồng nhất hoặc đa pha.

Cung cấp sự thay đổi độ nhớt của tế bào chất, sự chuyển đổi từ gel (dày hơn) sang sol (lỏng hơn), xảy ra dưới tác động của các yếu tố bên ngoài và bên trong.

Cung cấp cyclosis, chuyển động của amip, phân chia tế bào và chuyển động của sắc tố trong tế bào sắc tố.

Xác định tính phân cực của vị trí của các thành phần nội bào.

cung cấp tính chất cơ học tế bào – độ đàn hồi, khả năng hợp nhất, độ cứng.

Bào quan– cấu trúc tế bào cố định đảm bảo tế bào thực hiện các chức năng cụ thể. Tùy thuộc vào đặc điểm cấu trúc, chúng được phân biệt:

bào quan màng - có cấu trúc màng. Chúng có thể là màng đơn (ER, bộ máy Golgi, lysosome, không bào của tế bào thực vật). Màng kép (ty thể, lạp thể, nhân).

Các bào quan không có màng - không có cấu trúc màng (nhiễm sắc thể, ribosome, trung tâm tế bào, khung tế bào).

Các bào quan có mục đích chung là đặc trưng của tất cả các tế bào: nhân, ty thể, trung tâm tế bào, bộ máy Golgi, ribosome, EPS, lysosome. Nếu bào quan là đặc trưng của một số loại tế bào, chúng được gọi là các bào quan đặc biệt (ví dụ, sợi cơ có tác dụng co các sợi cơ).

Lưới nội chất- một cấu trúc liên tục duy nhất, màng của nó hình thành nhiều đường lõm và nếp gấp trông giống như các ống, vi không bào và bể chứa lớn. Màng ER một mặt được kết nối với màng tế bào chất của tế bào và mặt khác được kết nối với lớp vỏ ngoài của màng nhân.

Có hai loại EPS - thô và mịn.

Trong ER thô hoặc dạng hạt, bể chứa và ống thận được liên kết với ribosome. là mặt ngoài của màng. ER mịn hoặc không có hạt không có mối liên hệ nào với ribosome. Đây là mặt trong của màng.

Màng tế bào (màng sinh chất) là một màng mỏng bán thấm bao quanh tế bào.

Chức năng và vai trò của màng tế bào

Chức năng của nó là bảo vệ sự toàn vẹn của bên trong bằng cách cho phép một số chất thiết yếu vào tế bào và ngăn chặn những chất khác xâm nhập.

Nó cũng đóng vai trò là cơ sở để gắn bó với một số sinh vật và với những sinh vật khác. Do đó, màng sinh chất cũng cung cấp hình dạng của tế bào. Một chức năng khác của màng là điều chỉnh sự phát triển của tế bào thông qua sự cân bằng và.

Trong quá trình nhập bào, lipid và protein được loại bỏ khỏi màng tế bào khi các chất được hấp thụ. Trong quá trình xuất bào, các túi chứa lipid và protein kết hợp với màng tế bào, làm tăng kích thước tế bào. và tế bào nấm có màng huyết tương. Ví dụ, những cái bên trong cũng được bao bọc trong màng bảo vệ.

Cấu trúc màng tế bào

Màng sinh chất chủ yếu bao gồm hỗn hợp protein và lipid. Tùy thuộc vào vị trí và vai trò của màng trong cơ thể, lipid có thể chiếm 20 đến 80% màng, phần còn lại là protein. Trong khi lipid giúp màng linh hoạt thì protein kiểm soát và duy trì Thành phần hóa học tế bào và còn giúp vận chuyển các phân tử qua màng.

Lipid màng

Phospholipids là thành phần chính của màng sinh chất. Chúng tạo thành một lớp lipid kép trong đó các vùng đầu ưa nước (hút nước) tự tổ chức để đối mặt với bào tương nước và dịch ngoại bào, trong khi các vùng đuôi kỵ nước (đẩy nước) quay mặt ra xa bào tương và dịch ngoại bào. Lớp lipid kép có tính bán thấm, chỉ cho phép một số phân tử khuếch tán qua màng.

Cholesterol là một thành phần lipid khác của màng tế bào động vật. Các phân tử cholesterol được phân tán có chọn lọc giữa các phospholipid màng. Điều này giúp duy trì độ cứng của màng tế bào bằng cách ngăn chặn phospholipid trở nên quá đậm đặc. Cholesterol không có ở màng tế bào thực vật.

Glycolipids nằm ở bề mặt ngoài của màng tế bào và được kết nối với chúng bằng chuỗi carbohydrate. Chúng giúp tế bào nhận biết các tế bào khác trong cơ thể.

Protein màng

Màng tế bào chứa hai loại protein liên kết. Protein của màng ngoại vi nằm ở bên ngoài và liên kết với nó bằng cách tương tác với các protein khác. Các protein màng tích hợp được đưa vào màng và hầu hết đều đi qua. Các bộ phận của các protein xuyên màng này nằm ở cả hai mặt của nó.

Protein màng huyết tương có một số chức năng khác nhau. Protein cấu trúc cung cấp hỗ trợ và hình dạng cho các tế bào. Các protein thụ thể màng giúp tế bào giao tiếp với môi trường bên ngoài bằng cách sử dụng hormone, chất dẫn truyền thần kinh và các phân tử tín hiệu khác. Các protein vận chuyển, chẳng hạn như protein hình cầu, vận chuyển các phân tử qua màng tế bào bằng cách khuếch tán thuận lợi. Glycoprotein có một chuỗi carbohydrate gắn liền với chúng. Chúng được nhúng vào màng tế bào, giúp trao đổi và vận chuyển các phân tử.

Màng bào quan

Một số bào quan của tế bào cũng được bao quanh bởi màng bảo vệ. Cốt lõi,

Màng huyết tương , hoặc màng sinh chất,- màng cơ bản, lâu dài và phổ quát nhất cho mọi tế bào. Đó là một màng mỏng (khoảng 10 nm) bao phủ toàn bộ tế bào. Plasmalemma bao gồm các phân tử protein và phospholipid (Hình 1.6).

Các phân tử phospholipid được sắp xếp thành hai hàng - với các đầu kỵ nước hướng vào trong, các đầu ưa nước hướng về môi trường nước bên trong và bên ngoài. Ở một số nơi, lớp kép (lớp kép) của phospholipid được các phân tử protein (protein nguyên vẹn) xuyên qua. Bên trong các phân tử protein như vậy có các kênh - lỗ chân lông để các chất hòa tan trong nước đi qua. Khác phân tử protein thâm nhập vào lớp lipid kép ở nửa bên này hoặc bên kia (protein bán nguyên vẹn). Có các protein ngoại vi trên bề mặt màng tế bào nhân chuẩn. Các phân tử lipid và protein được giữ với nhau do tương tác kỵ nước-kỵ nước.

Tính chất và chức năng của màng. Tất cả các màng tế bào đều có cấu trúc chất lỏng di động vì các phân tử lipid và protein không liên kết với nhau liên kết hóa trị và có khả năng di chuyển khá nhanh trong mặt phẳng của màng. Nhờ đó, màng có thể thay đổi cấu hình, tức là chúng có tính lưu loát.

Màng là cấu trúc rất năng động. Chúng nhanh chóng phục hồi sau tổn thương và cũng co giãn và co lại theo chuyển động của tế bào.

Màng của các loại tế bào khác nhau khác nhau đáng kể cả về thành phần hóa học và hàm lượng tương đối của protein, glycoprotein, lipid trong chúng và do đó, về bản chất của các thụ thể mà chúng chứa. Do đó, mỗi loại tế bào được đặc trưng bởi một tính chất riêng, được xác định chủ yếu glycoprotein. Các glycoprotein chuỗi nhánh nhô ra từ màng tế bào có liên quan đến nhận biết yếu tố môi trường bên ngoài, cũng như sự nhận biết lẫn nhau của các tế bào liên quan. Ví dụ, một quả trứng và một tinh trùng nhận ra nhau nhờ các glycoprotein bề mặt tế bào, chúng khớp với nhau như những thành phần riêng biệt của toàn bộ cấu trúc. Sự thừa nhận lẫn nhau như vậy là một giai đoạn cần thiết trước khi thụ tinh.

Một hiện tượng tương tự được quan sát thấy trong quá trình biệt hóa mô. Trong trường hợp này, các tế bào có cấu trúc tương tự nhau, với sự trợ giúp của các vùng nhận biết của plasmalemma, được định hướng chính xác so với nhau, do đó đảm bảo độ bám dính và hình thành mô của chúng. Gắn liền với sự công nhận quy định vận tải các phân tử và ion qua màng, cũng như phản ứng miễn dịch trong đó glycoprotein đóng vai trò kháng nguyên. Do đó, đường có thể hoạt động như các phân tử thông tin (như protein và axit nucleic). Màng cũng chứa các thụ thể cụ thể, chất mang điện tử, bộ chuyển đổi năng lượng và protein enzyme. Protein tham gia vào việc đảm bảo vận chuyển một số phân tử vào hoặc ra khỏi tế bào, cung cấp kết nối cấu trúc giữa khung tế bào và màng tế bào hoặc đóng vai trò là thụ thể để nhận và chuyển đổi tín hiệu hóa học từ tế bào. môi trường.

Tính chất quan trọng nhất của màng cũng là sự thẩm thấu có chọn lựa.Điều này có nghĩa là các phân tử và ion đi qua nó với ở tốc độ khác nhau và kích thước của các phân tử càng lớn thì tốc độ di chuyển của chúng qua màng càng thấp. Đặc tính này định nghĩa màng plasma là rào cản thẩm thấu. Nước và khí hòa tan trong đó có khả năng xuyên thấu tối đa; Các ion đi qua màng chậm hơn nhiều. Sự khuếch tán của nước qua màng gọi là bằng thẩm thấu.

Có một số cơ chế vận chuyển các chất qua màng.

Khuếch tán- sự xâm nhập của các chất qua màng dọc theo gradient nồng độ (từ vùng có nồng độ cao hơn đến vùng có nồng độ thấp hơn). Sự vận chuyển khuếch tán của các chất (nước, ion) được thực hiện với sự tham gia của các protein màng có lỗ phân tử hoặc có sự tham gia của pha lipid (đối với các chất tan trong chất béo).

Với sự khuếch tán thuận lợi các protein vận chuyển màng đặc biệt liên kết có chọn lọc với ion hoặc phân tử này hoặc ion khác và vận chuyển chúng qua màng dọc theo gradient nồng độ.

Vận chuyển tích cực liên quan đến chi phí năng lượng và phục vụ cho việc vận chuyển các chất ngược lại nồng độ gradient của chúng. Anh tađược thực hiện bởi các protein vận chuyển đặc biệt hình thành nên cái gọi là bơm ion.Được nghiên cứu nhiều nhất là bơm Na -/K - trong tế bào động vật, nó chủ động bơm ion Na + ra ngoài đồng thời hấp thụ ion K -. Do đó, nồng độ K - cao hơn và nồng độ Na + thấp hơn được duy trì trong tế bào so với môi trường. Quá trình này đòi hỏi năng lượng ATP.

Nhờ sự vận chuyển tích cực nhờ bơm màng trong tế bào, nồng độ Mg 2- và Ca 2+ cũng được điều hòa.

Trong quá trình vận chuyển tích cực các ion vào tế bào, nhiều loại đường, nucleotide và axit amin khác nhau sẽ xâm nhập qua màng tế bào chất.

Các đại phân tử protein, axit nucleic, polysaccharides, phức hợp lipoprotein, v.v. không đi qua màng tế bào, không giống như các ion và monome. Sự vận chuyển các đại phân tử, phức hợp và các hạt của chúng vào tế bào xảy ra theo một cách hoàn toàn khác - thông qua quá trình nhập bào. Tại nội tiết (endo...- hướng vào trong) một khu vực nhất định của plasmalemma bắt giữ và dường như bao bọc vật chất ngoại bào, bao bọc nó trong một không bào màng phát sinh do sự xâm lấn của màng. Sau đó, không bào như vậy kết nối với lysosome, các enzyme của lysosome sẽ phân hủy các đại phân tử thành các đơn phân.

Quá trình ngược lại của nội bào là sự xuất bào (exocytosis)...- ngoài). Nhờ nó, tế bào loại bỏ các sản phẩm nội bào hoặc các chất cặn không tiêu hóa được bao bọc trong không bào hoặc chất pu-

zyryki. Túi tiếp cận màng tế bào chất, hòa nhập với nó và nội dung của nó được giải phóng ra môi trường. Đây là cách các enzyme tiêu hóa, hormone, hemicellulose, v.v. được loại bỏ.

Vì vậy, màng sinh học là thành phần chính các nguyên tố cấu trúc Các tế bào không chỉ đóng vai trò là ranh giới vật lý mà còn là các bề mặt chức năng động. Nhiều quá trình sinh hóa diễn ra trên màng của các bào quan, chẳng hạn như sự hấp thụ tích cực các chất, chuyển hóa năng lượng, tổng hợp ATP, v.v..

Chức năng màng sinh học sau đây:

Chúng phân định nội dung của tế bào với môi trường bên ngoài và nội dung của các bào quan từ tế bào chất.

Chúng đảm bảo việc vận chuyển các chất vào và ra khỏi tế bào, từ tế bào chất đến các bào quan và ngược lại.

Chúng hoạt động như các cơ quan thụ cảm (tiếp nhận và chuyển hóa các chất hóa học từ môi trường, nhận biết các chất của tế bào, v.v.).

Chúng là chất xúc tác (cung cấp các quá trình hóa học gần màng).

Tham gia chuyển hóa năng lượng.

Màng tế bào

Hình ảnh màng tế bào. Các quả bóng nhỏ màu xanh và trắng tương ứng với các “đầu” kỵ nước của phospholipid, và các đường gắn với chúng tương ứng với các “đuôi” ưa nước. Hình này chỉ hiển thị các protein màng nguyên vẹn (các hạt màu đỏ và các vòng xoắn màu vàng). Các chấm hình bầu dục màu vàng bên trong màng - phân tử cholesterol Chuỗi hạt màu vàng xanh trên ngoài màng - chuỗi oligosacarit tạo thành glycocalyx

Màng sinh học còn bao gồm nhiều loại protein khác nhau: dạng nguyên (thâm nhập qua màng), dạng bán nguyên (được nhúng ở một đầu vào lớp lipid bên ngoài hoặc bên trong), bề mặt (nằm ở mặt ngoài hoặc liền kề với mặt bên trong màng). Một số protein là điểm tiếp xúc giữa màng tế bào và bộ xương tế bào bên trong tế bào và thành tế bào (nếu có) ở bên ngoài. Một số protein tích hợp có chức năng như các kênh ion, các chất vận chuyển và thụ thể khác nhau.

Chức năng

rào cản - đảm bảo quá trình trao đổi chất được điều hòa, chọn lọc, thụ động và chủ động với môi trường. Ví dụ, màng peroxisome bảo vệ tế bào chất khỏi peroxit gây nguy hiểm cho tế bào. Tính thấm chọn lọc có nghĩa là tính thấm của màng đối với các nguyên tử hoặc phân tử khác nhau phụ thuộc vào kích thước, điện tích và tính chất hóa học. Tính thấm chọn lọc đảm bảo tế bào và các ngăn tế bào được tách biệt khỏi môi trường và được cung cấp các chất cần thiết.
vận chuyển - vận chuyển các chất vào và ra khỏi tế bào xảy ra qua màng. Vận chuyển qua màng đảm bảo: cung cấp chất dinh dưỡng, loại bỏ các sản phẩm trao đổi chất cuối cùng, bài tiết các chất khác nhau, tạo ra các gradient ion, duy trì nồng độ ion tối ưu trong tế bào cần thiết cho hoạt động của các enzym trong tế bào.
Các hạt vì bất kỳ lý do gì không thể xuyên qua lớp kép phospholipid (ví dụ, do tính chất ưa nước, vì màng bên trong kỵ nước và không cho các chất ưa nước đi qua hoặc do kích thước lớn của chúng), nhưng cần thiết cho tế bào , có thể xuyên qua màng thông qua các protein vận chuyển đặc biệt (chất vận chuyển) và protein kênh hoặc bằng quá trình nhập bào.
Trong vận chuyển thụ động, các chất đi qua lớp lipid kép mà không tiêu tốn năng lượng dọc theo gradient nồng độ bằng cách khuếch tán. Một biến thể của cơ chế này là khuếch tán thuận lợi, trong đó một phân tử cụ thể giúp một chất đi qua màng. Phân tử này có thể có một kênh chỉ cho phép một loại chất đi qua.
Vận chuyển tích cực cần năng lượng vì nó xảy ra ngược chiều gradient nồng độ. Có các protein bơm đặc biệt trên màng, bao gồm ATPase, tích cực bơm ion kali (K+) vào tế bào và bơm ion natri (Na+) ra khỏi tế bào.
ma trận - đảm bảo vị trí và hướng tương đối nhất định của protein màng, sự tương tác tối ưu của chúng.
cơ học - đảm bảo tính tự chủ của tế bào, cấu trúc nội bào của nó, cũng như kết nối với các tế bào khác (trong mô). Vai trò lớn hơn trong việc đảm bảo chức năng cơ khí có thành tế bào, và ở động vật - chất nội bào.
năng lượng - trong quá trình quang hợp ở lục lạp và hô hấp tế bào ở ty thể, hệ thống truyền năng lượng hoạt động trong màng của chúng, trong đó protein cũng tham gia;
thụ thể - một số protein nằm trong màng là thụ thể (các phân tử giúp tế bào nhận biết các tín hiệu nhất định).
Ví dụ, các hormone lưu thông trong máu chỉ tác động lên các tế bào đích có thụ thể tương ứng với các hormone này. Chất dẫn truyền thần kinh ( chất hóa học, cung cấp xung thần kinh) cũng liên kết với các protein thụ thể đặc biệt của tế bào đích.
enzyme - protein màng thường là enzyme. Ví dụ, màng sinh chất của tế bào biểu mô ruột có chứa enzyme tiêu hóa.
thực hiện việc tạo ra và dẫn truyền thế năng sinh học.
Với sự trợ giúp của màng, nồng độ ion không đổi được duy trì trong tế bào: nồng độ ion K+ bên trong tế bào cao hơn nhiều so với bên ngoài và nồng độ Na+ thấp hơn nhiều, điều này rất quan trọng, vì điều này đảm bảo duy trì sự chênh lệch điện thế trên màng và tạo ra xung thần kinh.
đánh dấu tế bào - có các kháng nguyên trên màng đóng vai trò là chất đánh dấu - “nhãn” cho phép xác định tế bào. Đây là những glycoprotein (nghĩa là các protein có chuỗi bên oligosaccharide phân nhánh gắn vào chúng) đóng vai trò là “ăng-ten”. Bởi vì vô số cấu hình của chuỗi bên, có thể tạo điểm đánh dấu đặc biệt của riêng mình cho từng loại tế bào. Với sự trợ giúp của các dấu hiệu, các tế bào có thể nhận ra các tế bào khác và phối hợp hoạt động với chúng, chẳng hạn như trong việc hình thành các cơ quan và mô. Điều này cũng cho phép hệ thống miễn dịch nhận ra các kháng nguyên lạ.

Cấu trúc và thành phần của màng sinh học

Màng bao gồm ba loại lipid: phospholipids, glycolipids và cholesterol. Phospholipid và glycolipid (lipid có gắn carbohydrate) bao gồm hai đuôi hydrocarbon kỵ nước dài được nối với một đầu ưa nước tích điện. Cholesterol tạo độ cứng cho màng bằng cách chiếm không gian tự do giữa các đuôi kỵ nước của lipid và ngăn không cho chúng bị uốn cong. Do đó, màng có hàm lượng cholesterol thấp sẽ linh hoạt hơn và màng có hàm lượng cholesterol cao thì cứng và dễ vỡ hơn. Cholesterol còn đóng vai trò như một “nút chặn” ngăn chặn sự di chuyển của các phân tử cực từ tế bào vào trong tế bào. Phần quan trọng màng được tạo thành từ các protein thấm vào nó và chịu trách nhiệm về các đặc tính khác nhau của màng. Thành phần và hướng của chúng khác nhau ở các màng khác nhau.

Màng tế bào thường không đối xứng, nghĩa là các lớp khác nhau về thành phần lipid, sự chuyển đổi của một phân tử riêng lẻ từ lớp này sang lớp khác (gọi là màng tế bào). dep Lê) kho.

Bào quan màng

Đây là những đóng đơn hoặc người bạn liên quan mặt khác, các khu vực của tế bào chất được ngăn cách với hyaloplasm bằng màng. Các bào quan màng đơn bao gồm mạng lưới nội chất, bộ máy Golgi, lysosome, không bào, peroxisome; thành màng kép - nhân, ty thể, lạp thể. Cấu trúc màng của các bào quan khác nhau khác nhau về thành phần lipid và protein màng.

Sự thẩm thấu có chọn lựa

Màng tế bào có tính thấm chọn lọc: glucose, axit amin, axit béo, glycerol và các ion từ từ khuếch tán qua chúng, và bản thân màng, ở một mức độ nhất định, tích cực điều chỉnh quá trình này - một số chất đi qua, nhưng một số khác thì không. Có bốn cơ chế chính để các chất xâm nhập vào tế bào hoặc loại bỏ chúng từ tế bào ra bên ngoài: khuếch tán, thẩm thấu, vận chuyển tích cực và xuất bào hoặc nhập bào. Hai quá trình đầu tiên là nhân vật thụ động, nghĩa là chúng không yêu cầu tiêu hao năng lượng; hai cái cuối cùng - quy trình hoạt động liên quan đến tiêu thụ năng lượng.

Tính thấm chọn lọc của màng trong quá trình vận chuyển thụ động là do các kênh đặc biệt - protein tích hợp. Chúng xuyên qua màng, tạo thành một loại lối đi. Các nguyên tố K, Na và Cl có kênh riêng. Liên quan đến gradient nồng độ, các phân tử của các nguyên tố này di chuyển vào và ra khỏi tế bào. Khi bị kích thích, các kênh ion natri sẽ mở ra và một dòng ion natri đột ngột tràn vào tế bào. Trong trường hợp này, xảy ra sự mất cân bằng điện thế màng. Sau đó điện thế màngđang được khôi phục. Kênh kali luôn mở, cho phép ion kali từ từ đi vào tế bào.

Xem thêm

Văn học

Antonov V.F., Smirnova E.N., Shevchenko E.V. Màng lipid chuyển pha. - M.: Khoa học, 1994.
Gennis R. Màng sinh học. Cấu trúc phân tử và chức năng: dịch từ tiếng Anh. = Màng sinh học. Cấu trúc và chức năng phân tử (của Robert B. Gennis). - Ấn bản thứ nhất. - M.: Mir, 1997. - ISBN 5-03-002419-0
Ivanov V. G., Berestovsky T. N. Lớp lipid kép của màng sinh học. - M.: Nauka, 1982.
Rubin A. B. Lý sinh, sách giáo khoa 2 tập. - Tái bản lần thứ 3, có sửa chữa và mở rộng. - M.: Nhà xuất bản Đại học Mátxcơva, 2004. -

Màng tế bào.
Màng tế bào ngăn cách nội dung của bất kỳ tế bào nào với môi trường bên ngoài, đảm bảo tính toàn vẹn của nó; điều hòa sự trao đổi chất giữa tế bào và môi trường; Màng nội bào chia tế bào thành các ngăn kín chuyên biệt - các ngăn hoặc bào quan, trong đó các điều kiện môi trường nhất định được duy trì.
Kết cấu.
Màng tế bào là một lớp kép (hai lớp) gồm các phân tử thuộc nhóm lipid (chất béo), hầu hết chúng được gọi là lipid phức tạp - phospholipid. Các phân tử lipid có phần ưa nước (“đầu”) và phần kỵ nước (“đuôi”). Khi màng được hình thành, vùng kỵ nước của phân tử hướng vào trong và vùng ưa nước hướng ra ngoài. Màng - cấu trúc rất giống với sinh vật khác nhau. Độ dày của màng là 7-8 nm. (10−9 mét)
Tính ưa nước- khả năng làm ướt một chất bằng nước.
tính kỵ nước- chất không thể bị nước làm ướt.
Màng sinh học cũng bao gồm nhiều loại protein khác nhau:
- tích phân (xuyên qua màng)
- bán nguyên (ngâm một đầu vào lớp lipid bên ngoài hoặc bên trong)
- bề ngoài (nằm ở mặt ngoài hoặc liền kề với mặt trong của màng).
Một số protein là điểm tiếp xúc giữa màng tế bào và bộ xương tế bào bên trong tế bào và thành tế bào (nếu có) ở bên ngoài.
Bộ xương tế bào- khung tế bào bên trong tế bào.
Chức năng.
1) Rào cản- Cung cấp sự trao đổi chất có điều hòa, chọn lọc, thụ động và chủ động với môi trường.
2) Vận chuyển- vận chuyển các chất vào và ra khỏi tế bào xảy ra thông qua màng - đảm bảo vị trí và định hướng tương đối nhất định của protein màng, sự tương tác tối ưu của chúng.
3) Cơ khí- đảm bảo tính tự chủ của tế bào, các cấu trúc nội bào của nó, cũng như sự kết nối với các tế bào khác (trong các mô). Chất nội bào đóng vai trò chính trong việc đảm bảo chức năng cơ học.
4) Cơ quan tiếp nhận- một số protein nằm trong màng là các thụ thể (các phân tử giúp tế bào nhận biết các tín hiệu nhất định).
Ví dụ, các hormone lưu thông trong máu chỉ tác động lên các tế bào đích có thụ thể tương ứng với các hormone này. Chất dẫn truyền thần kinh (chất hóa học đảm bảo dẫn truyền xung thần kinh) cũng liên kết với các protein thụ thể đặc biệt trong tế bào đích.
nội tiết tố- hóa chất truyền tín hiệu có hoạt tính sinh học.
5) enzym- Protein màng thường là enzyme. Ví dụ, màng sinh chất của tế bào biểu mô ruột có chứa enzyme tiêu hóa.
6) Thực hiện việc tạo và dẫn truyền thế năng sinh học.
Với sự trợ giúp của màng, nồng độ ion không đổi được duy trì trong tế bào: nồng độ ion K+ bên trong tế bào cao hơn nhiều so với bên ngoài và nồng độ Na+ thấp hơn nhiều, điều này rất quan trọng, vì điều này đảm bảo duy trì sự chênh lệch điện thế trên màng và tạo ra xung thần kinh.
Xung thần kinh – một làn sóng kích thích truyền dọc theo sợi thần kinh.
7) Đánh dấu ô- trên màng có các kháng nguyên đóng vai trò là chất đánh dấu - “nhãn” cho phép xác định tế bào. Đây là những glycoprotein (nghĩa là các protein có chuỗi bên oligosaccharide phân nhánh gắn vào chúng) đóng vai trò là “ăng-ten”. Do có vô số cấu hình chuỗi bên nên có thể tạo một điểm đánh dấu cụ thể cho từng loại tế bào. Với sự trợ giúp của các dấu hiệu, các tế bào có thể nhận ra các tế bào khác và phối hợp hoạt động với chúng, chẳng hạn như trong việc hình thành các cơ quan và mô. Điều này cũng cho phép hệ thống miễn dịch nhận ra các kháng nguyên lạ.
Đặc điểm của tính thấm.
Màng tế bào có tính thấm chọn lọc: chúng được thâm nhập từ từ theo nhiều cách khác nhau:
Glucose là nguồn năng lượng chính.

Axit amin là khối xây dựng tạo nên tất cả các protein trong cơ thể.

Axit béo - cấu trúc, năng lượng và các chức năng khác.

Glycerol – khiến cơ thể giữ nước và giảm sản xuất nước tiểu.

Các ion là enzyme cho phản ứng.

Hơn nữa, ở một mức độ nhất định, bản thân các màng này sẽ tích cực điều chỉnh quá trình này - một số chất đi qua được, trong khi những chất khác thì không. Có bốn cơ chế chính để các chất xâm nhập vào tế bào hoặc loại bỏ chúng từ tế bào ra bên ngoài:
Cơ chế thấm thụ động:
1) Khuếch tán.
Một biến thể của cơ chế này là khuếch tán thuận lợi, trong đó một phân tử cụ thể giúp một chất đi qua màng. Phân tử này có thể có một kênh chỉ cho phép một loại chất đi qua.
Khuếch tán- quá trình xâm nhập lẫn nhau của các phân tử của chất này giữa các phân tử của chất khác.
Thẩm thấu– quá trình khuếch tán một chiều qua màng bán thấm của các phân tử dung môi hướng tới nồng độ chất tan cao hơn.
Màng bao quanh tế bào máu bình thường chỉ có khả năng thẩm thấu đối với các phân tử nước, oxy, một số chất dinh dưỡng hòa tan trong máu và các chất thải của tế bào.
Cơ chế thấm chủ động:
1) Vận chuyển tích cực.
Vận chuyển tích cực– chuyển một chất từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao.
Vận chuyển tích cực cần năng lượng vì nó xảy ra từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao. Có các protein bơm đặc biệt trên màng tích cực bơm ion kali (K+) vào tế bào và bơm ion natri (Na+) ra khỏi tế bào, sử dụng ATP làm năng lượng.
ATP– nguồn năng lượng phổ quát cho mọi người quá trình sinh hóa. .(Trễ hơn)
2) Nhập bào.
Các hạt vì lý do nào đó không thể xuyên qua màng tế bào nhưng cần thiết cho tế bào, có thể xâm nhập vào màng bằng quá trình nhập bào.
nhập bào– quá trình hấp thụ vật chất bên ngoài của tế bào.
Tính thấm chọn lọc của màng trong quá trình vận chuyển thụ động là do các kênh đặc biệt - protein tích hợp. Chúng xuyên qua màng, tạo thành một loại lối đi. Các nguyên tố K, Na và Cl có kênh riêng. Liên quan đến gradient nồng độ, các phân tử của các nguyên tố này di chuyển vào và ra khỏi tế bào. Khi bị kích thích, các kênh ion natri sẽ mở ra và một dòng ion natri đột ngột tràn vào tế bào. Trong trường hợp này, xảy ra sự mất cân bằng điện thế màng. Sau đó điện thế màng được phục hồi. Kênh kali luôn mở, cho phép ion kali từ từ đi vào tế bào.
Cấu trúc màng
Tính thấm
Vận chuyển tích cực
Thẩm thấu
nhập bào