Основним структурним елементом клітин є цитоплазматична мембрана (клітинна мембрана, плазматична мембрана). Між іншим плазмалема позначається цитоплазматична мембрана рослинної клітини. На додаток до цієї основної мембрани, ціла мембранна система, що складається з біомембран, є важливою частиною кожної еукаріотичної клітини. Цитоплазматична мембрана також є біомембраною. Біомембрани є структурною складовою багатьох органел, саме тому ми їх називаємо мембранні органели.

біомембрани

Рідка мозаїка модель посилання

Основною ідеєю моделі рідинної мозаїки за Зінгером та Нікосоном (1972) є плазматична мембрана, складена з двошару фосфоліпідів. Частиною цього ліпідного бішару є молекули білка, холестерину та олігосахаридів, які можуть вільно пересуватися в ньому окремо або цілими групами. Крім того, у мембрані присутні вода та іони. Плинність ліпідного бішару залежить від кількох факторів. Ліпіди можуть існувати у вигляді солі (рідини) або гелю. Підвищення температури призводить до зрідження (псевдозрідження) ліпідного двошару. Ця температура (температура фазового переходу) для біомембран становить від 17 ° C до 25 ° C і залежить від рН та іонного середовища. Хоча рух білків доведено, деякі білки мають більш стабільну організацію.

Хімічний склад біомембран

Утворюється ліпідний бішар полярні ліпіди, які мають гідрофільну (голова) та гідрофобну частину (хвіст). У мембрані гідрофобні частини орієнтовані всередину одна до одної, а гідрофільні частини - до внутрішньо- та позаклітинного (поза- та внутрішньоклітинного) простору. Найважливішими ліпідними компонентами біомембран є фосфоліпіди, гліколіпіди та холестерин.

Гліколіпіди вони мають вуглеводний зв’язок, прикріплений до гідрофільних кінців (заголовки). Вуглеводні компоненти осідають на зовнішній поверхні клітинної мембрани. Олігосахаридні фрагменти сприяють специфічності клітинних поверхонь і розпізнаються клітинами імунної системи.

Холестерин впливає на стабільність біомембран. Чим більше молекул холестерину в мембрані, тим міцніше мембрана.

Мембранні білки вони є ферментами, рецепторами та сигнальними шляхами з точки зору функції. Цілісні білки вони вбудовані в ліпідний бішар із зовнішньої або внутрішньої сторони. Трансмембранні білки проникають в обидва шари на всю глибину мембрани. Ні цілісні, ні трансмембранні білки не можуть бути відокремлені від мембрани. Периферійні білки нековалентно зв'язуються з внутрішньою або зовнішньою поверхнею мембрани (наприклад, цитохром, пов'язаний з внутрішньою мембраною мітохондрій) і легко відокремлюються від мембрани.

Зв’язані з білками вуглеводи також є в біомембранах. Іде о глікопротеїди, які складаються з одного ланцюга або ланцюгів олігосахаридів та 8-15 моносахаридів. Олігосахаридні ланцюги в клітинах тварин виходять назовні з клітини. Зовнішня сторона мембрани щільно усіяна цими вуглеводними ланцюгами. Це шар, видимий в електронному мікроскопі, так званий глікокалікс, який складається з шару глікопротеїнів та гліколіпідів товщиною близько 2,5 нм. Глікокалікс це насправді пристрій розпізнавання стільників, своєрідна ідентифікаційна картка. Застосовується з точки зору антигену. Глікокалікс обумовлений напр. група крові. Рослинні клітини не мають глікокаліксу, частково через наявність клітинної стінки, а частково через відсутність імунної системи.

Вони мають велике значення для будови та функції клітинної мембрани двовалентні іони, особливо катіони кальцію (Ca 2+), оскільки за їх відсутності мембрана розпадається (розпадається). Крім того, вони забезпечують передачу нервових імпульсів (електрична функція), мають функцію кофакторів для позаклітинних ферментів і білків, мають функцію внутрішньоклітинного регулятора і важливі для скорочення м’язів.

Функція біомембранної ланки

Біомембрани зазвичай розділяють дві хімічно та метаболічно різні фази. Вони відокремлюють внутрішні частини клітини від зовнішнього середовища або органели від решти клітини. Вони діють як селективний проникний (напівпроникний, напівпроникний) бар'єр, пропускаючи певні речовини (особливо воду), а інші не.

Рецептори інтегровані в біомембрани мають завдання отримання інформації про зовнішнє середовище і продаж сигналів всередині клітини відповідно. мембранна органела. Розпізнавання антигенів на поверхні віріонів та бактеріальних клітин імунокомпетентними рецепторами клітин також працює за цим принципом. Рецептори також забезпечують міжклітинний зв’язок, що має велике значення, особливо в диференційованому багатоклітинному організмі.

Формування електричного мембранного потенціалу є фізіологічною суттю скорочення м’язів і забезпечує швидку передачу інформації та проведення нервових імпульсів у нейронах.

Важливим є також метаболічна функція біомембран, участь у дихальному ланцюзі мітохондрій та фотосинтетичний процес хлоропластів.

Не в останню чергу, під біомембранами слід розуміти динамічні структури, які можуть задушити частину своєї маси (наприклад, екзоцитарні вакуолі) або, навпаки, отримати її від інших мембранних молекул. Це забезпечує не тільки транспорт важливих речовин, а й цикл самої біомембранної маси всередині і поза клітини. Особливо динамічною структурою в цьому сенсі є мембранний комплекс - апарат Гольджі.

Мембранні органели

У еукаріотів багато специфічних ферментативних процесів відбувається в особливих структурах - клітинних органелах, які відокремлені від решти цитоплазми біомембраною, складеною з двошару фосфоліпідів, і тому їх називають мембранними органелами. Більшість мембранних органел мають проста біомембрана, але деякі органели є подвійна біомембрана складається з двох фосфоліпідних бішарів. Таким чином, ми розрізняємо органели мембрани, покриті подвійною мембраною внутрішня мембрана (ближче до внутрішнього змісту органели) і зовнішня мембрана, серед яких є т. зв. периплазматичний простір, в основі називається aj перинуклеарний простір. Цей простір, а також обидві мембрани є місцем специфічних ферментативних реакцій.