Vai trò của màng Cấu trúc tế bào

Qua tính năng chức năng Màng tế bào có thể được chia thành 9 chức năng mà nó thực hiện.
Chức năng màng tế bào:
1. Phương tiện giao thông. Sản xuất sự vận chuyển các chất từ ​​tế bào này sang tế bào khác;
2. Rào cản. Nó có tính thẩm thấu chọn lọc, cung cấp sự trao đổi chất cần thiết;
3. Cơ quan thụ cảm. Một số protein được tìm thấy trong màng là thụ thể;
4. Cơ khí. Đảm bảo quyền tự chủ của tế bào và các cấu trúc cơ học của nó;
5. Ma trận. Cung cấp sự tương tác và định hướng tối ưu của các protein nền;
6. Năng lượng. Trong màng, hệ thống truyền năng lượng hoạt động trong quá trình hô hấp tế bào trong ti thể;
7. Enzim. Các protein màng đôi khi là các enzym. Ví dụ, màng tế bào ruột;
8. Đánh dấu. Có các kháng nguyên (glycoprotein) trên màng giúp chúng ta có thể xác định được tế bào;
9. Đang tạo ra. Thực hiện việc tạo ra và dẫn truyền các thông tin sinh học.

Bạn có thể thấy màng tế bào trông như thế nào bằng cách sử dụng ví dụ về cấu trúc của tế bào động vật hoặc tế bào thực vật.

& nbsp

Hình bên mô tả cấu trúc của màng tế bào.
Các thành phần của màng tế bào bao gồm các protein khác nhau của màng tế bào (hình cầu, ngoại vi, bề mặt), cũng như các lipid của màng tế bào (glycolipid, phospholipid). Carbohydrate, cholesterol, glycoprotein và chuỗi xoắn alpha protein cũng có trong cấu trúc của màng tế bào.

Thành phần màng tế bào

Các thành phần chính của màng tế bào là:
1. Protein - chịu trách nhiệm về các đặc tính khác nhau của màng;
2. Lipid ba loại(phospholipid, glycolipid và cholesterol) chịu trách nhiệm về độ cứng của màng.
Protein màng tế bào:
1. Protein hình cầu;
2. Protein bề mặt;
3. Protein ngoại vi.

Mục đích chính của màng tế bào

Mục đích chính của màng tế bào:
1. Điều hoà sự trao đổi chất giữa tế bào và môi trường;
2. Tách nội dung của bất kỳ ô nào khỏi môi trường bên ngoài do đó đảm bảo tính toàn vẹn của nó;
3. Màng nội bào chia tế bào thành các ngăn kín chuyên biệt - các bào quan hoặc các ngăn, trong đó các điều kiện môi trường nhất định được duy trì.

Cấu trúc màng tế bào

Cấu trúc của màng tế bào là một dung dịch hai chiều gồm các protein tích phân hình cầu được hòa tan trong một chất nền phospholipid lỏng. Mô hình cấu trúc màng này được đề xuất bởi hai nhà khoa học Nicholson và Singer vào năm 1972. Do đó, cơ sở của màng là một lớp lipid hai phân tử, với sự sắp xếp có trật tự của các phân tử, bạn có thể thấy trên đó.

Tế bào- đây không chỉ là chất lỏng, các enzim và các chất khác mà còn là các cấu trúc có tổ chức cao gọi là các bào quan nội bào. Các cơ quan của một tế bào không kém phần quan trọng so với các thành phần hóa học của nó. Vì vậy, trong trường hợp không có các bào quan như ti thể, nguồn cung cấp năng lượng chiết xuất từ ​​các chất dinh dưỡng sẽ ngay lập tức giảm 95%.

Hầu hết các bào quan trong tế bào đều được bao phủ màng cấu tạo chủ yếu từ lipid và protein. Phân biệt giữa các màng tế bào lưới nội chất, ti thể, lysosome, bộ máy Golgi.

Lipid không hòa tan trong nước, do đó chúng tạo ra một rào cản trong tế bào ngăn cản sự di chuyển của nước và các chất hòa tan trong nước từ ngăn này sang ngăn khác. Tuy nhiên, các phân tử protein làm cho màng có thể thấm qua các chất khác nhau bằng cách sử dụng cấu trúc chuyên biệt gọi là lỗ chân lông. Nhiều protein màng khác là các enzym xúc tác nhiều phản ứng hoá học sẽ được thảo luận trong các chương sau.

Màng tế bào (hoặc huyết tương) là một cấu trúc mỏng, linh hoạt và đàn hồi với độ dày chỉ 7,5-10 nm. Nó bao gồm chủ yếu là protein và lipid. Tỷ lệ gần đúng của các thành phần của nó như sau: protein - 55%, phospholipid - 25%, cholesterol - 13%, các lipid khác - 4%, carbohydrate - 3%.

lớp lipid của màng tế bào ngăn chặn sự xâm nhập của nước. Cơ sở của màng là một lớp lipid kép - một màng lipid mỏng bao gồm hai lớp đơn lớp và bao phủ hoàn toàn tế bào. Xuyên suốt màng là các protein ở dạng các hạt cầu lớn.

Biểu diễn sơ đồ của màng tế bào, phản ánh các yếu tố chính của nó
- lớp kép phospholipid và một số lượng lớn các phân tử protein nhô ra trên bề mặt của màng.
Chuỗi cacbohydrat được gắn vào protein ở bề mặt ngoài
và các phân tử protein bổ sung bên trong tế bào (điều này không được thể hiện trong hình).

lipid kép bao gồm chủ yếu là các phân tử phospholipid. Một đầu của phân tử như vậy là ưa nước, tức là hòa tan trong nước (một nhóm phốt phát nằm trên nó), nhóm còn lại kỵ nước, tức là chỉ hòa tan trong chất béo (nó chứa một axit béo).

Do phần kỵ nước của phân tử phospholipidđẩy nước nhưng bị hút vào các phần tương tự của cùng một phân tử, các photpholipit có tài sản tự nhiên gắn vào nhau theo chiều dày của màng, như trong Hình. 2-3. Phần ưa nước có nhóm photphat tạo thành hai mặt màng: mặt ngoài tiếp xúc với dịch ngoại bào và mặt trong tiếp xúc với dịch nội bào.

Lớp lipid giữa không thấm nước với các ion và dung dịch nước glucozơ và urê. Các chất hòa tan trong chất béo, bao gồm cả oxy, khí cacbonic Ngược lại, rượu dễ dàng xâm nhập vào vùng này của màng.

phân tử cholesterol, là một phần của màng, cũng là lipid tự nhiên, vì nhóm steroid của chúng có khả năng hòa tan cao trong chất béo. Các phân tử này dường như được hòa tan trong lớp kép lipid. Mục đích chính của chúng là điều chỉnh tính thấm (hoặc tính không thấm) của màng đối với các thành phần hòa tan trong nước của chất lỏng cơ thể. Ngoài ra, cholesterol là chất điều chỉnh chính của độ nhớt màng.

Protein màng tế bào. Trong hình, các hạt hình cầu có thể nhìn thấy trong lớp lipid kép - đây là các protein màng, hầu hết trong số đó là glycoprotein. Có hai loại protein màng: (1) nguyên phân, xuyên qua màng; (2) ngoại vi, chỉ nhô ra trên một bề mặt mà không chạm tới bề mặt kia.

Nhiều protein không thể tách rời tạo thành các kênh (hoặc lỗ rỗng) mà qua đó nước và các chất hòa tan trong nước, đặc biệt là các ion, có thể khuếch tán vào chất lỏng trong và ngoài tế bào. Do tính chọn lọc của các kênh, một số chất khuếch tán tốt hơn những chất khác.

Các protein không thể tách rời khác hoạt động như các protein mang, thực hiện việc vận chuyển các chất mà lớp kép lipid không thấm qua được. Đôi khi các protein mang hoạt động theo hướng ngược lại với sự khuếch tán, sự vận chuyển như vậy được gọi là hoạt động. Một số protein không thể tách rời là các enzym.

Protein màng tích phân cũng có thể đóng vai trò là các thụ thể đối với các chất hòa tan trong nước, bao gồm cả các hormone peptide, vì màng không thấm được chúng. Sự tương tác của protein thụ thể với một phối tử nhất định dẫn đến những thay đổi về cấu trúc trong phân tử protein, do đó, kích thích hoạt động enzym của đoạn nội bào của phân tử protein hoặc truyền tín hiệu từ thụ thể vào tế bào bằng cách sử dụng chất truyền tin thứ hai. Do đó, các protein tích hợp được xây dựng trong màng tế bào liên quan đến nó trong quá trình truyền thông tin về môi trường bên ngoài vào trong tế bào.

Các phân tử của protein màng ngoại vi thường liên kết với các protein tích phân. Hầu hết các protein ngoại vi là các enzym hoặc đóng vai trò điều phối vận chuyển các chất qua các lỗ màng.

Tế bào- đơn vị cấu trúc và chức năng tự điều chỉnh của mô và cơ quan. Lý thuyết tế bào về cấu trúc của các cơ quan và mô được Schleiden và Schwann phát triển vào năm 1839. Sau đó, với sự giúp đỡ của kính hiển vi điện tử và siêu ly tâm, có thể làm sáng tỏ cấu trúc của tất cả các bào quan chính của tế bào động vật và thực vật (Hình 1).

Cơm. 1. Lược đồ cấu trúc tế bào sinh vật động vật

Các phần chính của tế bào là tế bào chất và nhân. Mỗi tế bào được bao bọc bởi một lớp màng rất mỏng giới hạn chất chứa bên trong.

Màng tế bào được gọi là màng sinh chất và được đặc trưng bởi tính thấm chọn lọc. Đặc tính này cho phép các chất dinh dưỡng thiết yếu và nguyên tố hóa học vào bên trong tế bào, và các sản phẩm dư thừa sẽ thoát ra khỏi tế bào. Màng sinh chất bao gồm hai lớp phân tử lipid với sự bao gồm của các protein cụ thể trong đó. Các lipid màng chính là phospholipid. Chúng chứa phốt pho, một đầu phân cực và hai đuôi axit béo chuỗi dài không phân cực. Lipid màng bao gồm cholesterol và cholesterol este. Phù hợp với mô hình khảm chất lỏng của cấu trúc, màng chứa bao gồm các phân tử protein và lipid có thể trộn lẫn với nhau so với lớp kép. Đối với mỗi loại màng, bất kỳ tế bào động vậtđược đặc trưng bởi thành phần lipid tương đối ổn định của nó.

Protein màng được chia thành hai loại theo cấu trúc của chúng: nguyên phân và ngoại vi. Các protein ngoại vi có thể được loại bỏ khỏi màng mà không phá hủy nó. Có bốn loại protein màng: protein vận chuyển, enzyme, thụ thể và protein cấu trúc. Một số protein màng có Hoạt động enzym, những người khác ràng buộc một số chất và tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển chúng vào trong tế bào. Protein cung cấp một số con đường cho sự di chuyển của các chất qua màng: chúng tạo thành các lỗ lớn bao gồm một số tiểu đơn vị protein cho phép các phân tử nước và ion di chuyển giữa các tế bào; tạo thành các kênh ion chuyên biệt cho sự di chuyển của một số loại ion qua màng trong những điều kiện nhất định. Protein cấu trúc liên kết với lớp lipid bên trong và cung cấp bộ xương của tế bào. Bộ xương tế bào tạo ra sức mạnh cơ học cho màng tế bào. Trong các màng khác nhau, protein chiếm 20 đến 80% khối lượng. Các protein màng có thể di chuyển tự do trong mặt phẳng bên.

Carbohydrate cũng có trong màng, có thể liên kết cộng hóa trị với lipid hoặc protein. Có ba loại carbohydrate màng: glycolipid (ganglioside), glycoprotein và proteoglycan. Hầu hết các lipid màng được tìm thấy trong trạng thái lỏng và có tính linh hoạt nhất định, tức là khả năng di chuyển từ khu vực này sang khu vực khác. Trên ngoài màng có các vị trí thụ thể liên kết các hormone khác nhau. Các phần cụ thể khác của màng không thể nhận biết và liên kết một số protein xa lạ với các tế bào này và các hợp chất hoạt tính sinh học khác nhau.

Không gian bên trong của tế bào được lấp đầy bởi tế bào chất, trong đó hầu hết các phản ứng xúc tác bởi enzym của quá trình trao đổi chất trong tế bào diễn ra. Tế bào chất bao gồm hai lớp: bên trong, được gọi là nội chất, và ngoại vi là ectoplasm, có độ nhớt cao và không có hạt. Tế bào chất chứa tất cả các thành phần của tế bào hoặc bào quan. Quan trọng nhất của các bào quan tế bào là lưới nội chất, ribosome, ti thể, bộ máy Golgi, lysosome, vi sợi và vi ống, peroxisome.

Lưới nội chất là một hệ thống các kênh và khoang liên kết với nhau xuyên qua toàn bộ tế bào chất. Nó cung cấp sự vận chuyển các chất từ ​​môi trường và bên trong tế bào. Lưới nội chất cũng đóng vai trò là kho chứa ion Ca 2+ nội bào và là nơi tổng hợp lipid chính trong tế bào.

Ribosome - các hạt hình cầu cực nhỏ có đường kính 10-25 nm. Ribôxôm nằm tự do trong tế bào chất hoặc gắn vào mặt ngoài của các màng của lưới nội chất và màng nhân. Chúng tương tác với ARN thông tin và vận chuyển, và quá trình tổng hợp protein được thực hiện trong chúng. Chúng tổng hợp các protein đi vào bể chứa hoặc bộ máy Golgi và sau đó được thải ra bên ngoài. Ribosome tự do trong tế bào chất tổng hợp protein để tế bào tự sử dụng, và ribosome liên kết với lưới nội chất tạo ra protein được bài tiết ra khỏi tế bào. Các protein chức năng khác nhau được tổng hợp trong ribosome: protein mang, enzym, thụ thể, protein tế bào.

bộ máy Golgiđược tạo thành bởi một hệ thống các ống, xitéc và các lỗ thông. Nó được liên kết với lưới nội chất, và được tiếp nhận về mặt sinh học ở đây chất hoạt tínhđược bảo quản ở dạng nhỏ gọn trong các túi tiết. Các chất sau liên tục được tách ra khỏi bộ máy Golgi, được vận chuyển đến màng tế bào và hợp nhất với nó, và các chất chứa trong các túi được loại bỏ khỏi tế bào trong quá trình xuất bào.

Lysosome - các hạt được bao bọc bởi một lớp màng có kích thước 0,25-0,8 micron. Chúng chứa nhiều enzym tham gia vào quá trình phân hủy protein, polysaccharid, chất béo, axit nucleic, vi khuẩn và tế bào.

Peroxisomesđược hình thành từ một mạng lưới nội chất trơn, giống như lysosome và chứa các enzym xúc tác quá trình phân hủy hydrogen peroxide, được phân cắt dưới ảnh hưởng của peroxidase và catalase.

Ti thể chứa màng ngoài và màng trong và là "trạm năng lượng" của tế bào. Ti thể là những cấu trúc tròn hoặc dài với một màng kép. Màng trong hình thành các nếp gấp nhô vào ty thể - cristae. ATP được tổng hợp trong chúng, các chất nền của chu trình Krebs bị oxy hóa, và nhiều phản ứng sinh hóa được thực hiện. Được hình thành trong ty thể Phân tử ATP khuếch tán vào tất cả các phần của tế bào. Ti thể chứa một lượng nhỏ DNA, RNA, ribosome, và với sự tham gia của chúng, quá trình đổi mới và tổng hợp các ty thể mới diễn ra.

Microfilaments là những sợi protein mỏng, bao gồm myosin và actin, và tạo thành bộ máy co bóp của tế bào. Các vi sợi có liên quan đến sự hình thành các nếp gấp hoặc phần lồi của màng tế bào, cũng như trong chuyển động của các cấu trúc khác nhau bên trong tế bào.

vi ống tạo thành cơ sở của bộ xương tế bào và cung cấp sức mạnh của nó. Bộ xương tế bào cung cấp cho các tế bào đặc tính của chúng vẻ bề ngoài và hình dạng, đóng vai trò là nơi gắn kết cho các bào quan nội bào và các cơ quan khác nhau. TẠI các tế bào thần kinh các bó vi ống tham gia vận chuyển các chất từ ​​thân tế bào đến tận cùng sợi trục. Với sự tham gia của chúng, hoạt động của thoi phân bào trong quá trình phân bào được thực hiện. Chúng đóng vai trò là yếu tố vận động trong nhung mao và roi ở sinh vật nhân thực.

Nhân tế bào là cấu trúc chính của tế bào, tham gia vào quá trình truyền các tính trạng di truyền và tổng hợp protein. Nhân được bao bọc bởi màng nhân chứa nhiều Lỗ hổng hạt nhân qua đó các chất khác nhau được trao đổi giữa nhân và tế bào chất. Bên trong nó là nucleolus. Vai trò quan trọng của nucleolus trong quá trình tổng hợp RNA ribosome và protein histone đã được thiết lập. Phần còn lại của nhân chứa chất nhiễm sắc, bao gồm DNA, RNA và một số protein cụ thể.

Chức năng của màng tế bào

Màng tế bào có vai trò quan trọng trong việc điều hòa các quá trình trao đổi chất nội bào và gian bào. Họ có chọn lọc. Cấu trúc cụ thể của chúng làm cho nó có thể cung cấp các chức năng rào cản, vận chuyển và điều tiết.

chức năng rào cản Nó thể hiện ở việc hạn chế sự xâm nhập của các hợp chất hòa tan trong nước qua màng. Màng không thấm được các phân tử protein lớn và các anion hữu cơ.

Chức năng điều tiết màng là cơ quan điều hòa các quá trình trao đổi chất trong tế bào để đáp ứng với các tác động hóa học, sinh học và cơ học. Các ảnh hưởng khác nhau được cảm nhận bởi các thụ thể màng đặc biệt với sự thay đổi sau đó trong hoạt động của các enzym.

chức năng vận chuyển thông qua màng sinh học có thể được thực hiện một cách thụ động (khuếch tán, lọc, thẩm thấu) hoặc với sự hỗ trợ của vận chuyển tích cực.

Khuếch tán - sự chuyển động của một chất khí hoặc chất tan dọc theo nồng độ và gradien điện hóa. Tốc độ khuếch tán phụ thuộc vào tính thấm của màng tế bào, cũng như gradien nồng độ đối với các hạt chưa tích điện, gradien điện và nồng độ đối với các hạt mang điện. khuếch tán đơn giản xảy ra qua lớp kép lipid hoặc qua các kênh. Các hạt tích điện di chuyển dọc theo gradient điện hóa, trong khi các hạt không tích điện theo gradient hóa học. Ví dụ, oxy, kích thích tố steroid, urê, rượu, vv xâm nhập qua lớp lipid của màng bằng cách khuếch tán đơn giản. Các ion và hạt khác nhau di chuyển qua các kênh. Các kênh ion được hình thành bởi protein và được chia thành các kênh có kiểm soát và không kiểm soát. Tùy thuộc vào độ chọn lọc, có những dây chọn lọc ion chỉ cho phép một ion đi qua và những kênh không có tính chọn lọc. Các kênh có miệng và bộ lọc chọn lọc, và các kênh được điều khiển có cơ chế cổng.

Khuếch tán được tạo điều kiện - một quá trình trong đó các chất được vận chuyển qua màng bởi các protein mang màng đặc biệt. Bằng cách này, các axit amin và monosugar xâm nhập vào tế bào. Phương thức vận chuyển này rất nhanh chóng.

Thẩm thấu - chuyển động của nước qua màng từ dung dịch có áp suất thẩm thấu thấp hơn sang dung dịch có áp suất thẩm thấu cao hơn.

Vận chuyển tích cực - chuyển các chất chống lại một gradient nồng độ bằng cách sử dụng ATPase vận chuyển (bơm ion). Sự chuyển giao này xảy ra với sự tiêu hao năng lượng.

Bơm Na + / K + -, Ca 2+ - và H + đã được nghiên cứu ở mức độ lớn hơn. Bơm nằm trên màng tế bào.

Một loại phương tiện giao thông tích cực là tế bào nội bào và xuất bào. Các chất lớn hơn (protein, polysaccharid, axit nucleic) không thể được chuyển qua các kênh. Sự vận chuyển này phổ biến hơn ở các tế bào biểu mô của ruột, ống thận và nội mô mạch máu.

Tại Trong quá trình nội bào, màng tế bào hình thành các chất xâm nhập vào trong tế bào, khi bị thấm nước, màng tế bào sẽ biến thành các mụn nước. Trong quá trình xuất bào, các túi chứa chất được chuyển đến màng tế bào và hợp nhất với nó, và chất chứa trong túi được thải ra môi trường ngoại bào.

Cấu trúc và chức năng của màng tế bào

Để hiểu các quy trình đảm bảo sự tồn tại tiềm năng điện trong tế bào sống, trước hết, bạn cần hiểu cấu trúc của màng tế bào và các đặc tính của nó.

Hiện tại, mô hình khảm chất lỏng của màng, do S. Singer và G. Nicholson đề xuất vào năm 1972, được ghi nhận nhiều nhất. Cơ sở của màng là một lớp kép của phospholipid (bilayer), các mảnh kỵ nước của phân tử. trong số đó được ngâm trong độ dày của màng, và các nhóm ưa nước phân cực hướng ra ngoài, những nhóm này. vào môi trường môi trường nước(Hình 2).

Các protein màng khu trú trên bề mặt màng hoặc có thể được nhúng ở các độ sâu khác nhau trong vùng kỵ nước. Một số protein xuyên qua và xuyên qua màng, và các nhóm ưa nước khác nhau của cùng một loại protein được tìm thấy ở cả hai mặt của màng tế bào. Protein được tìm thấy trong màng sinh chất, đóng vai trò rất quan trọng: chúng tham gia cấu tạo kênh ion, đóng vai trò bơm màng và chất mang các chất khác nhau, và cũng có thể thực hiện chức năng thụ cảm.

Các chức năng chính của màng tế bào: rào cản, vận chuyển, điều hòa, xúc tác.

Chức năng hàng rào là hạn chế sự khuếch tán của các hợp chất hòa tan trong nước qua màng, điều này cần thiết để bảo vệ tế bào khỏi các chất lạ, các chất độc hại và duy trì hàm lượng tương đối ổn định của các chất khác nhau bên trong tế bào. Vì vậy, màng tế bào có thể làm chậm sự khuếch tán của các chất khác nhau từ 100.000-10.000.000 lần.

Cơm. 2. Sơ đồ ba chiều của mô hình khảm chất lỏng của màng Singer-Nicolson

Các protein tích phân hình cầu được nhúng trong một lớp lipid kép được hiển thị. Một số protein là các kênh ion, một số khác (glycoprotein) chứa các chuỗi bên oligosaccharide liên quan đến việc tế bào nhận biết nhau và trong mô gian bào. Các phân tử cholesterol tiếp giáp chặt chẽ với các đầu phospholipid và cố định các khu vực lân cận của các "đuôi". Các vùng bên trong của các đuôi của phân tử phospholipid không bị giới hạn trong chuyển động của chúng và chịu trách nhiệm về tính lưu động của màng (Bretscher, 1985)

Có các kênh trong màng để các ion xuyên qua. Các kênh phụ thuộc tiềm năng và độc lập tiềm năng. Các kênh được kiểm soát tiềm năng mở khi sự khác biệt tiềm ẩn thay đổi và độc lập tiềm năng(do hormone điều hòa) mở ra khi các thụ thể tương tác với các chất. Các kênh có thể được mở hoặc đóng nhờ các cổng. Hai loại cổng được xây dựng trong màng: sự kích hoạt(độ sâu của kênh) và sự ngừng hoạt động(trên bề mặt của kênh). Cổng có thể ở một trong ba trạng thái:

• trạng thái mở (cả hai loại cổng đều mở);
• trạng thái đóng (cổng kích hoạt đóng lại);
• trạng thái ngừng hoạt động (các cổng ngừng hoạt động được đóng lại).

Nữa tính năng đặc trưng màng là khả năng chuyển có chọn lọc các ion vô cơ, chất dinh dưỡng và các sản phẩm trao đổi chất khác nhau. Có hệ thống vận chuyển (vận chuyển) các chất một cách thụ động và chủ động. Thụ động vận chuyển được thực hiện thông qua các kênh ion có hoặc không có sự trợ giúp của các protein mang, và động lực là sự khác biệt về điện thế điện hóa của các ion giữa không gian trong và ngoài tế bào. Tính chọn lọc của các kênh ion được xác định bởi các thông số hình học của nó và Tính chất hóa học các nhóm lót các bức tường của kênh và miệng của nó.

Hiện nay, các kênh có tính thấm chọn lọc đối với các ion Na +, K +, Ca 2+ và cả đối với nước (được gọi là aquaporin) được nghiên cứu nhiều nhất. Đường kính của các kênh ion, theo các nghiên cứu khác nhau, là 0,5-0,7 nm. Thông lượng của các kênh có thể thay đổi; 10 7 - 10 8 ion mỗi giây có thể đi qua một kênh ion.

Tích cực vận chuyển xảy ra với sự tiêu tốn năng lượng và được thực hiện bởi cái gọi là máy bơm ion. Bơm ion là phân tử cấu trúc protein, được tích hợp trong màng và thực hiện việc chuyển các ion về phía có thế điện hóa cao hơn.

Hoạt động của các máy bơm được thực hiện nhờ năng lượng của quá trình thủy phân ATP. Hiện tại, Na + / K + - ATPase, Ca 2+ - ATPase, H + - ATPase, H + / K + - ATPase, Mg 2+ - ATPase, đảm bảo sự di chuyển của các ion Na +, K +, Ca 2+ tương ứng, H +, Mg 2+ cô lập hoặc liên hợp (Na + và K +; H + và K +). Cơ chế phân tử của sự vận chuyển tích cực vẫn chưa được làm sáng tỏ đầy đủ.

Chính đơn vị cấu trúc cơ thể sống - tế bào, là khu vực biệt hóa của tế bào chất, được bao bọc bởi màng tế bào. Theo quan điểm của thực tế là tế bào thực hiện nhiều chức năng quan trọng, chẳng hạn như sinh sản, dinh dưỡng, di chuyển, thì vỏ phải dẻo và đặc.

Lịch sử khám phá và nghiên cứu màng tế bào

Năm 1925, Grendel và Gorder đã thực hiện một thí nghiệm thành công để xác định "bóng" của hồng cầu, hay còn gọi là vỏ rỗng. Mặc dù một số thừa nhận sai lầm, các nhà khoa học đã khám phá ra lớp lipid kép. Công việc của họ được tiếp tục bởi Danielli, Dawson vào năm 1935, Robertson vào năm 1960. Kết quả của nhiều năm làm việc và tích lũy các lập luận vào năm 1972, Singer và Nicholson đã tạo ra một mô hình khảm chất lỏng về cấu trúc của màng. Các thí nghiệm và nghiên cứu sâu hơn đã xác nhận công trình của các nhà khoa học.

Nghĩa

Màng tế bào là gì? Từ này bắt đầu được sử dụng cách đây hơn một trăm năm, dịch từ tiếng Latinh nó có nghĩa là "phim", "da". Vì vậy, chỉ định biên giới của tế bào, đó là một rào cản tự nhiên giữa nội dung bên trong và môi trường bên ngoài. Cấu trúc của màng tế bào cho thấy tính bán thấm, do đó độ ẩm, chất dinh dưỡng và các sản phẩm phân hủy có thể tự do đi qua nó. Lớp vỏ này có thể được gọi là thành phần cấu trúc chính của tổ chức tế bào.

Xem xét các chức năng chính của màng tế bào

1. Tách biệt nội dung bên trong tế bào và các thành phần của môi trường bên ngoài.

2. Giúp duy trì thành phần hóa học không đổi của tế bào.

3. Điều chỉnh sự trao đổi chất chính xác.

4. Cung cấp kết nối giữa các ô.

5. Nhận biết tín hiệu.

6. Chức năng bảo vệ.

"Vỏ Plasma"

Màng ngoài tế bào, còn được gọi là màng sinh chất, là một màng siêu hiển vi dày từ 5 đến 7 nanomet. Nó chủ yếu bao gồm các hợp chất protein, phospholide, nước. Màng đàn hồi, dễ dàng hấp thụ nước và cũng nhanh chóng khôi phục lại tính toàn vẹn của nó sau khi bị hư hỏng.

Khác nhau về cấu trúc phổ quát. Màng này chiếm vị trí ranh giới, tham gia vào quá trình thấm chọn lọc, bài tiết các sản phẩm phân rã, tổng hợp chúng. mối quan hệ với hàng xóm và bảo vệ đáng tin cậy nội dung bên trong khỏi bị hư hại làm cho nó trở thành một thành phần quan trọng trong một vấn đề như cấu trúc của tế bào. Màng tế bào của các sinh vật động vật đôi khi được bao phủ bởi lớp mỏng nhất - glycocalyx, bao gồm các protein và polysaccharid. Tế bào thực vật bên ngoài màng được bảo vệ bởi thành tế bào có tác dụng nâng đỡ và duy trì hình dạng. Thành phần chính trong cấu tạo của nó là chất xơ (cellulose) - một polysaccharide không hòa tan trong nước.

Như vậy, màng tế bào bên ngoài thực hiện chức năng sửa chữa, bảo vệ và tương tác với các tế bào khác.

Cấu trúc của màng tế bào

Độ dày của lớp vỏ di động này thay đổi từ sáu đến mười nanomet. Màng tế bào của tế bào có một thành phần đặc biệt, cơ sở của nó là lớp kép lipid. Đuôi kỵ nước, trơ với nước, được đặt bằng nội bộ, trong khi các đầu ưa nước tương tác với nước hướng ra ngoài. Mỗi lipid là một phospholipid, là kết quả của sự tương tác của các chất như glycerol và sphingosine. Khung lipid được bao quanh chặt chẽ bởi các protein, nằm trong một lớp không liên tục. Một số trong số chúng được ngâm trong lớp lipid, phần còn lại đi qua nó. Kết quả là các khu vực thấm nước được hình thành. Các chức năng được thực hiện bởi các protein này là khác nhau. Một số là enzim, số còn lại là prôtêin vận chuyển mang nhiều chất khác nhau từ môi trường ngoài vào tế bào chất và ngược lại.

Màng tế bào được thấm qua và kết nối chặt chẽ với các protein không thể tách rời, trong khi kết nối với các protein ngoại vi kém mạnh mẽ hơn. Các protein này thực hiện một chức năng quan trọng, đó là duy trì cấu trúc của màng, nhận và chuyển đổi tín hiệu từ môi trường, vận chuyển các chất, xúc tác cho các phản ứng xảy ra trên màng.

Hợp chất

Cơ sở của màng tế bào là một lớp hai phân tử. Do tính liên tục của nó, tế bào có một rào cản và tính chất cơ học. Ở các giai đoạn khác nhau của cuộc đời, lớp kép này có thể bị phá vỡ. Kết quả là, các khuyết tật cấu trúc của thông qua các lỗ xốp ưa nước được hình thành. Trong trường hợp này, hoàn toàn tất cả các chức năng của một thành phần như màng tế bào có thể thay đổi. Trong trường hợp này, hạt nhân có thể bị tác động từ bên ngoài.

Đặc tính

Màng tế bào của tế bào có tính năng thú vị. Do tính lưu động của nó, lớp vỏ này không phải là một cấu trúc cứng, và phần lớn các protein và lipid tạo nên thành phần của nó di chuyển tự do trên mặt phẳng của màng.

Nhìn chung, màng tế bào không đối xứng nên thành phần của các lớp protein và lipid khác nhau. Huyết tương mambrana trong tế bào động vật với tế bào của chúng mặt ngoài có lớp glycoprotein thực hiện chức năng thụ cảm và tín hiệu, đồng thời đóng vai trò quan trọng trong quá trình kết hợp tế bào thành mô. Màng tế bào có cực, nghĩa là điện tích ở bên ngoài là dương và ở bên trong là âm. Ngoài tất cả những điều trên, màng tế bào còn có sự thấu hiểu có chọn lọc.

Điều này có nghĩa là ngoài nước, chỉ nhóm nhất định phân tử và ion của chất hòa tan. Nồng độ của một chất như natri trong hầu hết các tế bào thấp hơn nhiều so với môi trường bên ngoài. Đối với các ion kali, một tỷ lệ khác là đặc trưng: số lượng của chúng trong tế bào nhiều hơn trong Môi trường. Về vấn đề này, các ion natri có xu hướng xuyên qua màng tế bào, và các ion kali có xu hướng được giải phóng ra bên ngoài. Trong những trường hợp này, màng kích hoạt một hệ thống đặc biệt thực hiện vai trò “bơm”, cân bằng nồng độ của các chất: ion natri được bơm ra bề mặt tế bào và ion kali được bơm vào trong. Tính năng này bao gồm trong chức năng cần thiết màng tế bào.

Xu hướng này của các ion natri và kali di chuyển vào trong từ bề mặt đóng một vai trò lớn trong việc vận chuyển đường và axit amin vào trong tế bào. Trong quá trình tích cực loại bỏ các ion natri ra khỏi tế bào, màng tạo điều kiện cho các dòng glucose và axit amin mới vào bên trong. Ngược lại, trong quá trình chuyển ion kali vào trong tế bào, số lượng “chất vận chuyển” các sản phẩm phân rã từ bên trong tế bào ra môi trường bên ngoài được bổ sung.

Tế bào được nuôi dưỡng qua màng tế bào như thế nào?

Nhiều tế bào tiếp nhận các chất thông qua các quá trình như thực bào và pinocytosis. Trong biến thể đầu tiên, một phần lõm nhỏ được tạo ra bởi một màng ngoài linh hoạt, trong đó có các hạt bị bắt giữ. Sau đó, đường kính lõm trở nên lớn hơn cho đến khi hạt bao quanh chạm vào tế bào chất. Thông qua quá trình thực bào, một số động vật nguyên sinh, chẳng hạn như amip, cũng như các tế bào máu - bạch cầu và thực bào, được nuôi dưỡng. Tương tự, các tế bào hấp thụ chất lỏng có chứa các chất dinh dưỡng cần thiết. Hiện tượng này được gọi là sự tăng sinh tế bào biểu mô (pinocytosis).

Màng ngoài liên kết chặt chẽ với lưới nội chất của tế bào.

Trong nhiều loại thành phần mô cơ bản, các phần lồi, nếp gấp và các vi nhung mao nằm trên bề mặt của màng. tế bào thực vật bên ngoài lớp vỏ này phủ lớp vỏ khác, dày và có thể phân biệt rõ ràng dưới kính hiển vi. Chất xơ của chúng giúp tạo thành giá đỡ cho các mô thực vật như gỗ. Tế bào động vật cũng có một số cấu trúc bên ngoài nằm trên đầu của màng tế bào. Chúng chỉ có tác dụng bảo vệ trong tự nhiên, một ví dụ về điều này là chitin có trong các tế bào liên kết của côn trùng.

Ngoài màng tế bào còn có màng nội bào. Chức năng của nó là phân chia tế bào thành nhiều ngăn chuyên biệt khép kín - ngăn hoặc bào quan, nơi phải duy trì một môi trường nhất định.

Vì vậy, không thể đánh giá quá cao vai trò của một thành phần của đơn vị cơ bản của cơ thể sống là màng tế bào. Cấu trúc và chức năng bao hàm sự mở rộng đáng kể tổng diện tích bề mặt tế bào, cải thiện quá trình trao đổi chất. Đây cấu trúc phân tử bao gồm protein và lipid. Ngăn cách tế bào với môi trường bên ngoài, màng đảm bảo tính toàn vẹn của nó. Với sự trợ giúp của nó, các liên kết giữa các tế bào được duy trì ở mức đủ mạnh, tạo thành các mô. Về vấn đề này, có thể kết luận rằng một trong những vai trò quan trọng màng tế bào có vai trò đối với tế bào. Cấu trúc và các chức năng được thực hiện bởi nó hoàn toàn khác nhau trong các ô khác nhau, tùy thuộc vào mục đích của chúng. Thông qua các tính năng này, một loạt các hoạt động sinh lý được thực hiện. màng tế bào và vai trò của chúng đối với sự tồn tại của tế bào và mô.

Màng là cấu trúc siêu mịn, tạo nên bề mặt của các bào quan và tế bào nói chung. Tất cả các màng đều có cấu trúc giống nhau và được kết nối trong một hệ thống.

Thành phần hóa học

Màng tế bào đồng nhất về mặt hóa học và bao gồm các protein và lipid thuộc nhiều nhóm khác nhau:

• photpholipit;
• galactolipid;
• các sulfolipid.

Chúng cũng chứa axit nucleic, polysaccharid và các chất khác.

Tính chất vật lý

Ở nhiệt độ bình thường, màng ở trạng thái tinh thể lỏng và dao động liên tục. Độ nhớt của chúng gần với độ nhớt của dầu thực vật.

Màng có thể phục hồi, mạnh mẽ, đàn hồi và có lỗ chân lông. Độ dày của màng từ 7 - 14 nm.

4 bài báo hàng đầuai đọc cùng với cái này

Đối với các phân tử lớn, màng không thấm. Các phân tử và ion nhỏ có thể đi qua các lỗ và màng dưới tác động của sự chênh lệch nồng độ qua các mặt khác nhau màng, cũng như với sự trợ giúp của các protein vận chuyển.

Người mẫu

Cấu trúc của màng thường được mô tả bằng mô hình khảm chất lỏng. Màng có một khung - hai hàng phân tử lipid, chặt chẽ, giống như những viên gạch, nằm liền kề nhau.

Cơm. một. màng sinh học loại bánh mì sandwich.

Ở cả hai mặt, bề mặt của lipid được bao phủ bởi các protein. Mô hình khảm được hình thành do các phân tử protein phân bố không đều trên bề mặt của màng.

Theo mức độ ngâm trong lớp kép phân tử protein chia cho ba nhóm:

• xuyên màng;
• ngập nước;
• hời hợt.

Protein cung cấp đặc tính chính của màng - tính thấm có chọn lọc của nó đối với các chất khác nhau.

Các loại màng

Tất cả các màng tế bào theo nội địa hóa có thể được chia thành các loại sau:

• ngoài trời;
• Nguyên tử;
• màng bào quan.

ngoài trời màng tế bào chất, hoặc plasmalemma, là ranh giới của tế bào. Kết nối với các yếu tố của bộ xương tế bào, nó duy trì hình dạng và kích thước của nó.

Cơm. 2. Bộ xương tế bào.

Màng nhân, hay karyolemma, là ranh giới của nội dung nhân. Nó được xây dựng từ hai màng, rất giống với màng ngoài. Màng ngoài của nhân được nối với màng của lưới nội chất (ER) và thông qua các lỗ, với màng trong.

Màng EPS xuyên qua toàn bộ tế bào chất, tạo thành các bề mặt mà trên đó các chất khác nhau được tổng hợp, bao gồm cả các protein màng.

Màng Organoid

Hầu hết các bào quan đều có cấu trúc màng.

Tường được xây dựng từ một lớp màng:

• Khu phức hợp Golgi;
• không bào;
• lysosome.

Plastids và ty thể được xây dựng từ hai lớp màng. Màng ngoài của chúng nhẵn, còn màng trong tạo thành nhiều nếp gấp.

Đặc điểm của màng quang hợp của lục lạp là nhúng các phân tử diệp lục.

Tế bào động vật có trên bề mặt màng ngoài lớp carbohydrate được gọi là glycocalyx.

Cơm. 3. Glycocalyx.

Glycocalyx phát triển nhiều nhất trong các tế bào của biểu mô ruột, nơi nó tạo điều kiện để tiêu hóa và bảo vệ plasmolemma.

Bảng "Cấu trúc của màng tế bào"

Chúng ta đã học được gì?

Chúng tôi đã kiểm tra cấu trúc và chức năng của màng tế bào. Màng là hàng rào có tính chọn lọc (chọn lọc) của tế bào, nhân và các bào quan. Cấu trúc của màng tế bào được mô tả bằng mô hình khảm chất lỏng. Theo mô hình này, các phân tử protein được nhúng trong một lớp kép của lipid nhớt.

Câu đố về chủ đề

Báo cáo Đánh giá

xếp hạng trung bình: 4.5. Tổng số lượt xếp hạng nhận được: 264.