Клеточная мембрана

определение

Клетки - это мельчайшие согласованные единицы, из которых состоят органы и ткани. Каждая клетка окружена клеточной мембраной, барьером, который состоит из особого двойного слоя жировых частиц, так называемого двойного липидного слоя. Липидные бислои можно представить как две жировые пленки, уложенные друг на друга, которые из-за своих химических свойств не могут отделиться друг от друга и, таким образом, образовать очень стабильную единицу. Клеточные мембраны выполняют множество различных функций: они используются для связи, защиты и в качестве станции управления клетками.

Какие бывают клеточные мембраны?

Не только сама клетка окружена мембраной, но и клеточные органеллы. Органеллы клетки - это небольшие участки внутри клетки, ограниченные мембранами, каждая из которых выполняет свою задачу. Они различаются своими белками, которые встроены в мембраны и действуют как переносчики веществ, которые должны переноситься через мембрану.

Внутренняя митохондриальная мембрана - это особая форма клеточной мембраны.Митохондрии - это органеллы, которые важны для выработки энергии клеткой. Только впоследствии они были поглощены человеческой клеткой в ​​ходе эволюции. Следовательно, они имеют две липидные двухслойные мембраны. Наружная - классическая человеческая, внутренняя - мембрана, специфичная для митохондрии. Он содержит кардиолипин, жирную кислоту, которая встроена в жировую пленку и может быть обнаружена только во внутренней мембране и никакая другая.

Человеческое тело содержит только клетки, окруженные клеточной мембраной. Однако есть также клетки, такие как бактерии, которые также окружены клеточной стенкой. Поэтому термины "клеточная стенка" и "клеточная мембрана" не могут использоваться как синонимы. Стенки клетки значительно толще и дополнительно стабилизируют клеточную мембрану. В человеческом теле клеточные стенки не обязательны, так как многие отдельные клетки могут соединяться вместе, образуя прочные ассоциации. Бактерии, с другой стороны, являются одноклеточными клетками, то есть состоят только из одной клетки, которая была бы значительно слабее без клеточной стенки.

Подробнее по теме: бактерии

Строение клеточной мембраны

Клеточные мембраны отделяют разные области друг от друга. Для этого они должны отвечать множеству различных требований: во-первых, клеточные мембраны состоят из двойного слоя двух жировых пленок, которые, в свою очередь, состоят из отдельных жирных кислот. Жирные кислоты состоят из водорастворимых, гидрофильный Голова и из нерастворимого в воде, гидрофобный Хвост. Головы прикрепляются друг к другу в одной плоскости, так что все хвосты указывают в одном направлении. С другой стороны, другая серия жирных кислот накапливается по той же схеме. Это создает двойной слой, который ограничен снаружи головками и, таким образом, один внутри. гидрофобный Область, то есть область, в которую не может проникнуть вода, создает.

В зависимости от молекул, составляющих основу жирной кислоты, они имеют разные названия и разные свойства, но они играют лишь второстепенную роль. Жирные кислоты могут быть ненасыщенными или насыщенными, в зависимости от хвоста и его химической структуры. Ненасыщенные жирные кислоты значительно более жесткие и вызывают снижение текучести мембраны, тогда как насыщенные жирные кислоты увеличивают текучесть. Текучесть является мерой подвижности и деформируемости липидного бислоя. В зависимости от задачи и состояния клетки требуются разные степени подвижности и жесткости, что может быть достигнуто за счет дополнительного включения того или иного типа жирной кислоты.

Кроме того, холестерин может быть встроен в мембрану, что значительно снижает текучесть и, таким образом, стабилизирует мембрану. Благодаря такой структуре только очень мелкие нерастворимые в воде вещества могут легко преодолеть мембрану.

Однако, поскольку значительно более крупные и нерастворимые в воде вещества должны пересекать мембрану, чтобы транспортироваться в клетку или из нее, необходимы транспортные белки и каналы. Они хранятся в мембране между жирными кислотами. Поскольку эти каналы проходимы для одних молекул, но не для других, говорят об одном. Полупроницаемость клеточная мембрана, т.е. частичная проницаемость.

Последним строительным блоком клеточных мембран являются рецепторы. Рецепторы также представляют собой большие белки, которые в основном производятся в самой клетке, а затем встраиваются в мембрану. Вы можете либо охватить их полностью, либо получить поддержку только снаружи. Благодаря своей химической структуре транспортеры, каналы и рецепторы прочно остаются внутри и на мембране и не могут быть легко отделены от нее. Однако их можно перемещать сбоку в разные места внутри мембраны, в зависимости от того, где они нужны.

Наконец, в технической терминологии на внешней стороне клеточных мембран все еще могут быть цепи сахара. Гликокаликс называется. Например, они являются основой системы групп крови. Поскольку клеточная мембрана состоит из множества различных строительных блоков, которые также могут варьировать свое точное расположение, она также известна как модель жидкой мозаики.

Подробнее по теме: Группы крови

Толщина клеточной мембраны

Клеточные мембраны имеют толщину около 7 нм, то есть чрезвычайно тонкие, но все же прочные и непреодолимые для большинства веществ. Каждая область головы имеет толщину около 2 нм во время гидрофобный Ширина хвостовой части составляет 3 нм. Это значение практически не различается между разными типами клеток человеческого тела.

Какие компоненты клеточной мембраны?

В основном клеточная мембрана состоит из двойного слоя фосфолипидов. Фосфолипиды - это строительные блоки, которые состоят из водолюбивой, то есть гидрофильной, головы и хвоста, который образован двумя жирными кислотами. Часть, состоящая из жирных кислот, является гидрофобной, что означает, что она отталкивает воду.
В двойном слое фосфолипидов гидрофобные компоненты обращены друг к другу. Гидрофильные части указывают на внешнюю и внутреннюю стороны клетки. Такая структура мембраны позволяет разделить две водные среды друг от друга.

Клеточная мембрана также содержит сфинголипиды и холестерин. Эти вещества регулируют структуру и текучесть клеточной мембраны. Текучесть - это мера того, насколько хорошо белки могут перемещаться в клеточной мембране. Чем выше текучесть клеточной мембраны, тем легче в ней перемещаться белкам.

Кроме того, в клеточной мембране есть много разных белков. Эти белки используются для транспортировки веществ через мембрану или для взаимодействия с окружающей средой. Это взаимодействие может быть достигнуто посредством прямой связи между соседними клетками или посредством веществ-мессенджеров, которые связываются с белками мембран.

Следующая тема также может быть вам интересна: Клеточная плазма в организме человека.

Фосфолипиды в клеточной мембране

Фосфолипиды - основной компонент клеточной мембраны. Фосфолипиды амфифильные. Это означает, что они состоят из гидрофильной и гидрофобной части. Это свойство фосфолипидов позволяет отделить внутреннюю часть клетки от окружающей среды.

Существуют разные формы фосфолипидов. Гидрофильная основа фосфолипидов состоит либо из глицерина, либо из сфингозина. Обе формы объединяет то, что к основной структуре присоединены две гидрофобные углеводородные цепи.

Холестерин в клеточной мембране

Холестерин содержится в клеточной мембране, чтобы регулировать текучесть. Постоянная текучесть очень важна для поддержания транспортных процессов клеточной мембраны. При высоких температурах клеточная мембрана становится слишком жидкой. Связи между фосфолипидами, которые и так слабы при нормальных условиях, становятся еще слабее при высоких температурах. Благодаря своей жесткой структуре холестерин помогает поддерживать определенную силу.

По-другому выглядит при низких температурах. Здесь мембрана может стать слишком тугой. Фосфолипиды, которые содержат насыщенные жирные кислоты в качестве гидрофобного компонента, становятся особенно твердыми. Это означает, что фосфолипиды могут храниться очень близко друг к другу. В этом случае холестерин, хранящийся в клеточной мембране, вызывает повышенную текучесть, поскольку холестерин содержит жесткую кольцевую структуру и, таким образом, действует как спейсер.

Вы можете найти подробную информацию по теме «холестерин» на сайте:

• ЛПНП - «липопротеины низкой плотности»
• ЛПВП - «липопротеины высокой плотности»
• Холестерин эстераза - вот для чего это важно

Функции клеточной мембраны

Как предполагает сложная структура клеточных мембран, они должны выполнять множество различных функций, которые могут сильно различаться в зависимости от типа и местоположения клетки. С одной стороны, мембраны обычно представляют собой барьер, функцию, которую нельзя недооценивать. Бесчисленные реакции происходят параллельно в нашем теле в любой момент времени. Если бы все они происходили в одной комнате, они бы сильно влияли и даже нейтрализовали друг друга. Регулируемый метаболизм был бы невозможен, и люди, как они существуют и функционируют как единое целое, были бы немыслимы.

В то же время они служат транспортной средой для самых разных веществ, которые транспортируются через мембрану с помощью транспортеров. Чтобы работать вместе как орган, отдельные клетки должны контактировать через свои мембраны. Это достигается за счет различных связывающих белков и рецепторов. Клетки могут использовать рецепторы для идентификации друг друга, связи друг с другом и обмена информацией. Гликокаликс, например, служит одной из многих отличительных черт между собственными и чужеродными клетками организма. Рецепторы - это белки, которые принимают сигналы извне клетки и передают их ядру клетки и, следовательно, «мозгу» клетки. В зависимости от химических свойств химической частицы, которая пристыковалась к рецептору, она располагается либо снаружи клетки, либо внутри клетки, либо в клеточной мембране.

Но сами клетки тоже могут передавать информацию. Самые известные из наших тел - нервные клетки. Чтобы они могли выполнять свою функцию, их мембраны должны проводить электрические сигналы. Электрические сигналы возникают из-за разных зарядов внутри и снаружи ячеек. Эта разница в заряде, также известная как градиент, должна поддерживаться. В этом контексте говорят о мембранном потенциале. Клеточные мембраны отделяют друг от друга разные заряженные области, но в то же время содержат каналы, которые позволяют на короткое время изменять соотношение зарядов, так что фактический ток и, следовательно, информация, которая должна быть передана, могут течь. Это явление еще называют потенциалом действия.

Подробнее по теме: Нервная клетка

Транспортные процессы в клеточной мембране

Клеточная мембрана как таковая непроницаема для более крупных молекул и ионов. Для обмена между внутренней частью клетки и окружающей средой в клеточной мембране есть белки, которые переносят различные молекулы в клетку и из нее.

С помощью этих белков различают каналы, по которым вещество пассивно проходит в клетку или из нее, в зависимости от разницы в концентрации. Другие белки должны вырабатывать энергию для активного переноса веществ через клеточную мембрану.

Другой важный транспорт - везикулы. Везикулы - это маленькие пузырьки, которые отделяются от клеточной мембраны. Вещества, которые вырабатываются в клетке, могут попадать в окружающую среду через эти пузырьки. Кроме того, таким образом можно удалить вещества из окружающей среды клетки.

Отличия клеточной мембраны бактерий - пенициллин

Клеточная мембрана бактерии почти не отличается от человеческого тела. Большая разница между ячейками заключается в дополнительная клеточная стенка бактерий. Клеточная стенка прикрепляется к внешней стороне клеточной мембраны и таким образом стабилизирует и защищает бактерии, которые без нее были бы уязвимы. она выключена Murein, особая частица сахара, в которую могут быть включены другие белки, такие как Передвижение и размножение обслуживать. пенициллин может нарушить синтез клеточной стенки и, таким образом, работает бактерицидный, то есть убивает бактерии. Это позволяет целенаправленно бороться с болезнетворными бактериями, не разрушая при этом собственные клетки организма.