Rolul membranei celulare în celulă. Membrana celulara

Celulă- o unitate structurala si functionala autoreglabila a tesuturilor si organelor. Teoria celulară a structurii organelor și țesuturilor a fost dezvoltată de Schleiden și Schwann în 1839. Ulterior, cu ajutorul microscopiei electronice și ultracentrifugării, a fost posibilă clarificarea structurii tuturor organelor principale ale celulelor animale și vegetale (Fig. 1).

Orez. 1. Schema structurii unei celule animale

Principalele părți ale unei celule sunt citoplasma și nucleul. Fiecare celulă este înconjurată de o membrană foarte subțire care îi limitează conținutul.

Se numește membrana celulară membrana plasmaticași se caracterizează prin permeabilitate selectivă. Această proprietate permite nutrienților și elementelor chimice necesare să pătrundă în celulă, iar produsele în exces să o părăsească. Membrana plasmatică este formată din două straturi de molecule de lipide care conțin proteine ​​specifice. Principalele lipide membranare sunt fosfolipidele. Conțin fosfor, un cap polar și două cozi nepolare de acizi grași cu lanț lung. Lipidele de membrană includ colesterolul și esterii de colesteril. În conformitate cu modelul de structură mozaic lichid, membranele conțin incluziuni de molecule de proteine ​​și lipide care se pot amesteca în raport cu stratul dublu. Fiecare tip de membrană a oricărei celule animale are propria sa compoziție lipidică relativ constantă.

Proteinele membranare sunt împărțite în două tipuri în funcție de structura lor: integrale și periferice. Proteinele periferice pot fi îndepărtate din membrană fără a o distruge. Există patru tipuri de proteine ​​membranare: proteine ​​de transport, enzime, receptori și proteine ​​structurale. Unele proteine ​​membranare au activitate enzimatică, altele se leagă anumite substanteși promovează transferul lor în celulă. Proteinele oferă mai multe căi de mișcare a substanțelor de-a lungul membranelor: ele formează pori mari formați din mai multe subunități proteice care permit moleculelor de apă și ionilor să se deplaseze între celule; formează canale ionice specializate pentru mișcarea anumitor tipuri de ioni prin membrană în anumite condiții. Proteinele structurale sunt asociate cu stratul lipidic interior și asigură citoscheletul celulei. Citoscheletul oferă rezistență mecanică membranei celulare. În diferite membrane, proteinele reprezintă între 20 și 80% din masă. Proteinele membranei se pot mișca liber în plan lateral.

Membrana conține, de asemenea, carbohidrați care pot fi legați covalent de lipide sau proteine. Există trei tipuri de carbohidrați de membrană: glicolipide (gangliozide), glicoproteine ​​și proteoglicani. Majoritatea lipidelor membranare sunt în stare lichidă și au o anumită fluiditate, adică. capacitatea de a trece dintr-o zonă în alta. Pe partea exterioară a membranei există locuri receptori care leagă diferiți hormoni. Alte zone specifice ale membranei nu pot recunoaște și lega anumite proteine ​​și diferiți compuși biologic activi care sunt străini acestor celule.

Spațiul intern al celulei este umplut cu citoplasmă, în care au loc majoritatea reacțiilor catalizate de enzime ale metabolismului celular. Citoplasma este formata din doua straturi: cel intern, numit endoplasma, si cel periferic, ectoplasma, care are o vascozitate mare si este lipsita de granule. Citoplasma conține toate componentele unei celule sau organele. Cele mai importante dintre organele celulare sunt reticulul endoplasmatic, ribozomii, mitocondriile, aparatul Golgi, lizozomii, microfilamentele și microtubulii, peroxizomii.

Reticulul endoplasmatic este un sistem de canale și cavități interconectate care pătrund în întreaga citoplasmă. Asigură transportul substanțelor din mediuși în interiorul celulelor. Reticulul endoplasmatic servește, de asemenea, ca un depozit pentru ionii intracelulari de Ca 2+ și servește ca loc principal al sintezei lipidelor în celulă.

ribozomi - particule sferice microscopice cu diametrul de 10-25 nm. Ribozomii sunt localizați liber în citoplasmă sau atașați de suprafața exterioară a membranelor reticulului endoplasmatic și membranei nucleare. Ele interacționează cu mesagerul și ARN-ul de transport, iar în ei are loc sinteza proteinelor. Ele sintetizează proteine ​​care intră în cisterne sau în aparatul Golgi și sunt apoi eliberate în exterior. Ribozomii, localizați liber în citoplasmă, sintetizează proteine ​​pentru a fi utilizate de celula însăși, iar ribozomii asociați cu reticulul endoplasmatic produc proteine ​​care sunt excretate din celulă. Ribozomii sintetizează diverse proteine ​​funcționale: proteine ​​purtătoare, enzime, receptori, proteine ​​​​citoscheletice.

Aparatul Golgi format dintr-un sistem de tubuli, cisterne și vezicule. Este asociat cu reticulul endoplasmatic, iar substanțele biologic active care intră aici sunt depozitate sub formă compactă în vezicule secretoare. Acestea din urmă sunt separate în mod constant de aparatul Golgi, transportate în membrana celulară și se contopesc cu aceasta, iar substanțele conținute în vezicule sunt îndepărtate din celulă prin procesul de exocitoză.

lizozomi - particule înconjurate de membrană care măsoară 0,25-0,8 microni. Conțin numeroase enzime implicate în descompunerea proteinelor, polizaharidelor, grăsimilor, acizilor nucleici, bacteriilor și celulelor.

Peroxizomii format din reticul endoplasmatic neted, seamănă cu lizozomii și conțin enzime care catalizează descompunerea peroxidului de hidrogen, care este descompus sub influența peroxidazelor și catalazei.

Mitocondriile conțin membrane exterioare și interioare și reprezintă „stația energetică” a celulei. Mitocondriile sunt structuri rotunde sau alungite cu o membrană dublă. Membrana interioară formează pliuri proeminente în mitocondrii - cristae. În ele are loc sinteza ATP, oxidarea substraturilor ciclului Krebs și apar multe reacții biochimice. Moleculele de ATP produse în mitocondrii difuzează în toate părțile celulei. Mitocondriile conțin o cantitate mică de ADN, ARN și ribozomi și, cu participarea lor, are loc reînnoirea și sinteza de noi mitocondrii.

Microfilamente Sunt filamente subțiri de proteine ​​formate din miozină și actină și formează aparatul contractil al celulei. Microfilamentele sunt implicate în formarea pliurilor sau proeminențelor membranei celulare, precum și în mișcarea diferitelor structuri în interiorul celulelor.

Microtubuli formează baza citoscheletului și asigură rezistența acestuia. Citoscheletul conferă celulelor caracteristicile lor aspectși formă, servește ca un loc pentru atașarea organitelor intracelulare și a diferitelor corpuri. În celulele nervoase, fasciculele de microtubuli sunt implicate în transportul de substanțe din corpul celular la capetele axonilor. Cu participarea lor, fusul mitotic funcționează în timpul diviziunii celulare. Ele joacă rolul de elemente motorii în vilozități și flageli la eucariote.

Miez este structura principală a celulei, participă la transmiterea caracteristicilor ereditare și la sinteza proteinelor. Nucleul este înconjurat de o membrană nucleară care conține mulți pori nucleari prin care sunt schimbate diferite substanțe între nucleu și citoplasmă. Există un nucleol în interiorul ei. S-a stabilit rolul important al nucleolului în sinteza ARN-ului ribozomal și a proteinelor histonice. Părțile rămase ale nucleului conțin cromatina, constând din ADN, ARN și o serie de proteine ​​specifice.

Funcțiile membranei celulare

Membranele celulare joacă un rol crucial în reglarea metabolismului intracelular și intercelular. Au permeabilitate selectivă. Structura lor specifică le permite să ofere funcții de barieră, de transport și de reglementare.

Funcția de barieră se manifestă prin limitarea pătrunderii compuşilor dizolvaţi în apă prin membrană. Membrana este impermeabilă la molecule mari de proteine ​​și anioni organici.

Funcția de reglementare membranelor este de a regla metabolismul intracelular ca răspuns la influențele chimice, biologice și mecanice. Diverse influențe sunt percepute de receptorii membranari speciali, cu o modificare ulterioară a activității enzimatice.

Funcția de transport prin membrane biologice se poate realiza pasiv (difuzie, filtrare, osmoza) sau folosind transport activ.

Difuzie - mișcarea unui gaz sau a unei substanțe solubile de-a lungul unui gradient de concentrație și electrochimic. Viteza de difuzie depinde de permeabilitatea membranei celulare, precum și de gradientul de concentrație pentru particulele neîncărcate și de gradienții electrici și de concentrație pentru particulele încărcate. Difuziune simplă are loc prin bistratul lipidic sau prin canale. Particulele încărcate se mișcă conform unui gradient electrochimic, iar particulele neîncărcate se mișcă conform unui gradient chimic. De exemplu, oxigenul, hormonii steroizi, ureea, alcoolul etc. patrund prin stratul lipidic al membranei prin simpla difuzie. Diferiți ioni și particule se deplasează prin canale. Canalele ionice sunt formate din proteine ​​și sunt împărțite în canale închise și negated. În funcție de selectivitate, se face distincția între cablurile ion-selective, care permit trecerea unui singur ion și canalele care nu au selectivitate. Canalele au un orificiu și un filtru selectiv, iar canalele controlate au un mecanism de poartă.

Difuzare facilitată - un proces în care substanțele sunt transportate printr-o membrană folosind proteine ​​speciale de transport membranar. În acest fel, aminoacizii și monozaharidele pătrund în celulă. Acest tip de transport are loc foarte repede.

osmoza - mișcarea apei prin membrană de la o soluție cu o presiune mai mică la o soluție cu o presiune osmotică mai mare.

transport activ - transportul substanțelor față de un gradient de concentrație folosind ATPazele de transport (pompe ionice). Acest transfer are loc cu cheltuirea energiei.

Pompele Na + /K + -, Ca 2+ - și H + - au fost studiate într-o măsură mai mare. Pompele sunt amplasate pe membranele celulare.

Un tip de transport activ este endocitozaŞi exocitoză. Folosind aceste mecanisme sunt transportate substanțe mai mari (proteine, polizaharide, acizi nucleici) care nu pot fi transportate prin canale. Acest transport este mai frecvent în celulele epiteliale intestinale, tubii renali și endoteliul vascular.

LaÎn endocitoză, membranele celulare formează invaginări în celulă, care, atunci când sunt eliberate, se transformă în vezicule. În timpul exocitozei, veziculele cu conținutul lor sunt transferate în membrana celulară și se îmbină cu aceasta, iar conținutul veziculelor este eliberat în mediul extracelular.

Structura și funcțiile membranei celulare

Să înțeleagă procesele care asigură existența potenţiale electriceîn celulele vii, în primul rând, trebuie să vă imaginați structura membranei celulare și proprietățile acesteia.

În prezent, cel mai larg acceptat este modelul mozaic lichid al membranei, propus de S. Singer și G. Nicholson în 1972. Membrana are la bază un strat dublu de fosfolipide (bistrat), fragmentele hidrofobe ale moleculei cărora sunt scufundate în grosimea membranei, iar grupările hidrofile polare sunt orientate spre exterior, cele. în mediul acvatic înconjurător (Fig. 2).

Proteinele membranei sunt localizate pe suprafața membranei sau pot fi încorporate la adâncimi diferite în zona hidrofobă. Unele proteine ​​se întind pe membrana, iar pe ambele părți ale membranei celulare se găsesc grupuri hidrofile diferite ale aceleiași proteine. Proteinele găsite în membrana plasmatică joacă un rol foarte important: participă la formarea canalelor ionice, joacă rolul pompelor membranare și transportatoare de diferite substanțe și pot îndeplini, de asemenea, o funcție de receptor.

Principalele funcții ale membranei celulare: barieră, transport, reglare, catalitică.

Funcția de barieră este de a limita difuzia compușilor solubili în apă prin membrană, ceea ce este necesar pentru a proteja celulele de substanțele străine, toxice și pentru a menține un conținut relativ constant de diferite substanțe în interiorul celulelor. Aşa, membrana celulara poate încetini difuzia diferitelor substanțe de 100.000-10.000.000 de ori.

Orez. 2. Diagrama tridimensională a modelului lichid-mozaic al membranei Singer-Nicholson

Sunt ilustrate proteine ​​integrale globulare încorporate într-un strat dublu lipidic. Unele proteine ​​sunt canale ionice, altele (glicoproteine) conțin lanțuri laterale de oligozaharide care sunt implicate în recunoașterea celulelor între ele și în țesutul intercelular. Moleculele de colesterol sunt aproape adiacente capetelor fosfolipidelor și fixează secțiunile adiacente ale „cozilor”. Secțiunile interne ale cozilor moleculei de fosfolipide nu sunt limitate în mișcarea lor și sunt responsabile pentru fluiditatea membranei (Bretscher, 1985)

Membrana conține canale prin care ionii pătrund. Canalele pot fi dependente de tensiune sau independente de potențial. Canale dependente de tensiune deschis când diferența de potențial se modifică și potenţial independent(reglate hormonal) se deschid atunci când receptorii interacționează cu substanțele. Canalele pot fi deschise sau închise datorită porților. Două tipuri de porți sunt încorporate în membrană: activare(adânc în canal) și inactivare(pe suprafața canalului). Poarta poate fi în una dintre cele trei stări:

• stare deschisă (ambele tipuri de porți sunt deschise);
• stare închisă (poarta de activare închisă);
• stare de inactivare (poarta de inactivare închisă).

Altul trăsătură caracteristică membranele este capacitatea de a efectua transfer selectiv de ioni anorganici, nutrienți, precum și diferite produse metabolice. Există sisteme de transfer (transport) pasiv și activ al substanțelor. Pasiv transportul are loc prin canale ionice cu sau fără ajutorul proteinelor purtătoare, iar acesta forță motrice este diferența de potențiale electrochimice ale ionilor dintre spațiul intra- și extracelular. Selectivitatea canalelor ionice este determinată de parametrii săi geometrici și de natura chimică a grupurilor care căptușesc pereții canalului și gura acestuia.

În prezent, cele mai bine studiate canale sunt cele care sunt selectiv permeabile la ionii Na + , K + , Ca 2+ și, de asemenea, la apă (așa-numitele acvaporine). Diametrul canalelor ionice, conform diverselor studii, este de 0,5-0,7 nm. Capacitatea canalului poate varia 107 - 108 ioni pe secundă pot trece printr-un canal ionic.

Activ transportul are loc cu cheltuirea energiei și este realizat de așa-numitele pompe ionice. Pompele de ioni sunt structuri de proteine ​​moleculare încorporate într-o membrană care transportă ionii către un potențial electrochimic mai mare.

Pompele funcționează folosind energia hidrolizei ATP. In prezent, Na+/K+ - ATPaza, Ca 2+ - ATPaza, H + - ATPaza, H + /K + - ATPaza, Mg 2+ - ATPaza, care asigura miscarea ionilor Na +, K +, respectiv Ca 2+ , sunt bine studiate, H+, Mg2+ izolate sau conjugate (Na+ și K+; H+ și K+). Mecanismul molecular al transportului activ nu este pe deplin înțeles.

Pe baza caracteristicilor sale funcționale, membrana celulară poate fi împărțită în 9 funcții pe care le îndeplinește.
Funcțiile membranei celulare:
1. Transport. Transporta substante de la celula la celula;
2. Bariera. Are permeabilitate selectivă, asigură metabolismul necesar;
3. Receptor. Unele proteine ​​găsite în membrană sunt receptori;
4. Mecanic. Asigură autonomia celulei și a structurilor sale mecanice;
5. Matrice. Oferă interacțiune și orientare optimă a proteinelor matriceale;
6. Energie. Membranele conțin sisteme de transfer de energie în timpul respirației celulare în mitocondrii;
7. Enzimatic. Proteinele membranei sunt uneori enzime. De exemplu, membranele celulare intestinale;
8. Marcare. Membrana conține antigene (glicoproteine) care permit identificarea celulelor;
9. Generarea. Realizează generarea și conducerea biopotențialelor.

Puteți vedea cum arată o membrană celulară folosind exemplul structurii unei celule animale sau a unei celule vegetale.

 

Figura prezintă structura membranei celulare.
Componentele membranei celulare includ diverse proteine ​​ale membranei celulare (globulare, periferice, de suprafață), precum și lipide ale membranei celulare (glicolipide, fosfolipide). De asemenea, în structura membranei celulare există carbohidrați, colesterol, glicoproteine ​​și proteine ​​alfa helix.

Compoziția membranei celulare

Principala compoziție a membranei celulare include:
1. Proteine ​​- responsabile de diverse proprietăți ale membranei;
2. Lipide trei tipuri(fosfolipide, glicolipide și colesterol) responsabile de rigiditatea membranei.
Proteinele membranei celulare:
1. Proteine ​​globulare;
2. Proteine ​​de suprafață;
3. Proteine ​​periferice.

Scopul principal al membranei celulare

Scopul principal al membranei celulare:
1. Reglați schimbul dintre celulă și mediu;
2. Separați conținutul oricărei celule de mediul extern, asigurând astfel integritatea acesteia;
3. Membranele intracelulare împart celula în compartimente închise specializate - organele sau compartimente în care anumite conditii mediu.

Structura membranei celulare

Structura membranei celulare este o soluție bidimensională de proteine ​​integrale globulare dizolvate într-o matrice fosfolipidă lichidă. Acest model Structura membranei a fost propusă de doi oameni de știință Nicholson și Singer în 1972. Astfel, baza membranelor este un strat lipidic bimolecular, cu un aranjament ordonat de molecule, după cum ați putut vedea în.

Membrana celulara numită și membrană plasmatică (sau citoplasmatică) și plasmalemă. Această structură nu numai că separă conținutul intern al celulei de mediul extern, dar face și parte din majoritatea organitelor celulare și din nucleu, separându-le la rândul său de hialoplasmă (citosol) - partea vâscos-lichid a citoplasmei. Să fim de acord să sunăm membrana citoplasmatica cea care separă conținutul celulei de mediul extern. Termenii rămași desemnează toate membranele.

Structura membranei celulare (biologice) se bazează pe un strat dublu de lipide (grăsimi). Formarea unui astfel de strat este asociată cu caracteristicile moleculelor lor. Lipidele nu se dizolvă în apă, ci se condensează în ea în felul lor. O parte a unei singure molecule de lipide este un cap polar (este atras de apă, adică hidrofil), iar cealaltă este o pereche de cozi lungi nepolare (această parte a moleculei este respinsă de apă, adică hidrofobă). Această structură de molecule îi face să-și „ascundă” cozile de apă și să-și întoarcă capetele polare către apă.

Rezultatul este un dublu strat lipidic în care cozile nepolare sunt spre interior (una față de alta) și capetele polare sunt spre exterior (spre mediul extern și citoplasmă). Suprafața unei astfel de membrane este hidrofilă, dar în interior este hidrofobă.

În membranele celulare, fosfolipidele predomină printre lipide (aparțin lipidelor complexe). Capetele lor conțin un reziduu de acid fosforic. Pe lângă fosfolipide, există glicolipide (lipide + carbohidrați) și colesterol (legat de steroli). Acesta din urmă conferă rigiditate membranei, fiind situat în grosimea acesteia între cozile lipidelor rămase (colesterolul este complet hidrofob).

Datorită interacțiunii electrostatice, unele molecule de proteine ​​sunt atașate de capetele lipidice încărcate, care devin proteine ​​membranare de suprafață. Alte proteine ​​interacționează cu cozile nepolare, sunt parțial îngropate în stratul dublu sau pătrund prin acesta.

Astfel, membrana celulară este formată dintr-un strat dublu de lipide, proteine ​​de suprafață (periferice), încorporate (semi-integrale) și permeabile (integrale). În plus, unele proteine ​​și lipide din exteriorul membranei sunt asociate cu lanțuri de carbohidrați.

Acest model mozaic fluid al structurii membranei a fost propusă în anii 70 ai secolului XX. Anterior, a fost presupus un model sandwich de structură, conform căruia stratul dublu lipidic este situat în interior, iar în interior și în exterior membrana este acoperită cu straturi continue de proteine ​​de suprafață. Cu toate acestea, acumularea de date experimentale a respins această ipoteză.

Grosimea membranelor din diferite celule este de aproximativ 8 nm. Membrane (chiar laturi diferite unul) diferă unul de altul în procente diverse tipuri lipide, proteine, activitate enzimatică etc. Unele membrane sunt mai lichide și mai permeabile, altele sunt mai dense.

Membrana celulară se rupe cu ușurință datorită proprietăților fizico-chimice ale stratului dublu lipidic. În planul membranei, lipidele și proteinele (cu excepția cazului în care sunt ancorate de citoschelet) se mișcă.

Funcțiile membranei celulare

Majoritatea proteinelor scufundate în membrana celulară îndeplinesc o funcție enzimatică (sunt enzime).

Membrana celulară îndeplinește o funcție de delimitare (barieră) de mediu și în același timp funcții de transport.

Putem spune că acesta este scopul său cel mai important. Membrana citoplasmatică, având rezistență și permeabilitate selectivă, menține constanta compoziției interne a celulei (homeostazia și integritatea acesteia). În acest caz, are loc transportul de substanțeîn diverse moduri

. Transportul de-a lungul unui gradient de concentrație presupune deplasarea substanțelor dintr-o zonă cu o concentrație mai mare într-o zonă cu una mai mică (difuzie). De exemplu, gazele (CO 2 , O 2 ) difuzează.

Există și transport împotriva unui gradient de concentrație, dar cu consum de energie.

Transportul poate fi pasiv și facilitat (când este ajutat de un fel de transportator). Difuzia pasivă prin membrana celulară este posibilă pentru substanțele solubile în grăsimi.

Există proteine ​​speciale care fac membranele permeabile la zaharuri și alte substanțe solubile în apă. Astfel de purtători se leagă de moleculele transportate și le trag prin membrană. Acesta este modul în care glucoza este transportată în interiorul celulelor roșii din sânge.

Proteinele de filetare se combină pentru a forma un por pentru mișcarea anumitor substanțe prin membrană. Astfel de purtători nu se mișcă, ci formează un canal în membrană și funcționează similar enzimelor, legând o anumită substanță. Transferul are loc din cauza unei modificări a conformației proteinei, având ca rezultat formarea de canale în membrană. Un exemplu este pompa de sodiu-potasiu. Funcția de transport a membranei celulei eucariote se realizează și prin endocitoză (și exocitoză).

Datorită acestor mecanisme, molecule mari de biopolimeri, chiar și celule întregi, intră în celulă (și din ea). Endo- și exocitoza nu sunt caracteristice tuturor celulelor eucariote (procariotele nu o au deloc). Astfel, se observă endocitoza la protozoare și nevertebrate inferioare; la mamifere, leucocitele și macrofagele absorb substanțele și bacteriile nocive, adică endocitoza îndeplinește o funcție de protecție pentru organism. Endocitoza este împărțită în fagocitoză (citoplasma învelește particule mari) și pinocitoza

Exocitoza este îndepărtarea substanțelor din celulă (hormoni, polizaharide, proteine, grăsimi etc.) de către membrana citoplasmatică. Aceste substanțe sunt conținute în vezicule membranare care se potrivesc cu membrana celulară. Ambele membrane se îmbină și conținutul apare în afara celulei.

Membrana citoplasmatică îndeplinește o funcție de receptor. Pentru a face acest lucru, pe partea exterioară sunt amplasate structuri care pot recunoaște un stimul chimic sau fizic. Unele dintre proteinele care pătrund în plasmalemă sunt conectate din exterior la lanțuri de polizaharide (formând glicoproteine). Aceștia sunt receptori moleculari particulari care captează hormoni. Când un anumit hormon se leagă de receptorul său, își schimbă structura. Aceasta, la rândul său, declanșează mecanismul de răspuns celular. În acest caz, canalele se pot deschide, iar anumite substanțe pot începe să intre sau să iasă din celulă.

Funcția receptorilor membranelor celulare a fost bine studiată pe baza acțiunii hormonului insulinei. Când insulina se leagă de receptorul său de glicoproteină, partea catalitică intracelulară a acestei proteine ​​(enzima adenilat ciclază) este activată. Enzima sintetizează AMP ciclic din ATP. Deja activează sau suprimă diferite enzime ale metabolismului celular.

Funcția de receptor a membranei citoplasmatice include, de asemenea, recunoașterea celulelor vecine de același tip. Astfel de celule sunt atașate între ele prin diferite contacte intercelulare.

În țesuturi, cu ajutorul contactelor intercelulare, celulele pot face schimb de informații între ele folosind substanțe cu molecul scăzut special sintetizate. Un exemplu de astfel de interacțiune este inhibarea contactului, când celulele încetează să crească după ce primesc informații că spațiul liber este ocupat.

Contactele intercelulare pot fi simple (membranele diferitelor celule sunt adiacente una cu cealaltă), blocare (invaginări ale membranei unei celule în alta), desmozomi (când membranele sunt conectate prin mănunchiuri de fibre transversale care pătrund în citoplasmă). În plus, există o variantă a contactelor intercelulare datorate mediatorilor (intermediarilor) - sinapsele. În ele, semnalul este transmis nu numai chimic, ci și electric. Sinapsele transmit semnale între celulele nervoase, precum și de la nervos la muscular.

Membrana celulară (membrană plasmatică) este o membrană subțire, semi-permeabilă, care înconjoară celulele.

Funcția și rolul membranei celulare

Funcția sa este de a proteja integritatea interiorului permițând unor substanțe esențiale să intre în celulă și împiedicând pătrunderea altora.

De asemenea, servește ca bază pentru atașamentul față de unele organisme și față de altele. Astfel, membrana plasmatică oferă și forma celulei. O altă funcție a membranei este de a regla creșterea celulelor prin echilibru și.

În endocitoză, lipidele și proteinele sunt îndepărtate din membrana celulară pe măsură ce substanțele sunt absorbite. În timpul exocitozei, veziculele care conțin lipide și proteine ​​fuzionează cu membrana celulară, crescând dimensiunea celulei. , iar celulele fungice au membrane plasmatice. Cele interne, de exemplu, sunt, de asemenea, închise în membrane de protecție.

Structura membranei celulare

Membrana plasmatică este compusă în principal dintr-un amestec de proteine ​​și lipide. În funcție de locația și rolul membranei în organism, lipidele pot constitui 20 până la 80% din membrană, restul fiind proteine. În timp ce lipidele ajută la conferirea flexibilității membranei, proteinele controlează și mențin chimia celulei și ajută la transportul moleculelor prin membrană.

Lipidele membranare

Fosfolipidele sunt componenta principală a membranelor plasmatice. Ele formează un dublu strat lipidic în care regiunile capului hidrofile (atrase de apă) se organizează spontan pentru a se confrunta cu citosolul apos și fluidul extracelular, în timp ce regiunile hidrofobe (respinse de apă) ale cozii sunt orientate departe de citosol și fluidul extracelular. Stratul dublu lipidic este semipermeabil, permițând doar unor molecule să difuzeze prin membrană.

Colesterolul este o altă componentă lipidică a membranelor celulare animale. Moleculele de colesterol sunt dispersate selectiv între fosfolipidele membranei. Acest lucru ajută la menținerea rigidității membranelor celulare, împiedicând fosfolipidele să devină prea dense. Colesterolul este absent în membranele celulelor vegetale.

Glicolipidele sunt situate pe suprafața exterioară a membranelor celulare și sunt conectate la acestea printr-un lanț de carbohidrați. Ele ajută celula să recunoască alte celule din organism.

Proteinele membranare

Membrana celulară conține două tipuri de proteine ​​asociate. Proteinele membranei periferice sunt externe și sunt asociate cu aceasta prin interacțiunea cu alte proteine. Proteinele membranare integrale sunt introduse în membrană și majoritatea trec prin ele. Părți din aceste proteine ​​transmembranare sunt situate pe ambele părți ale acesteia.

Proteinele membranei plasmatice au o serie de funcții diferite. Proteinele structurale oferă suport și formă celulelor. Proteinele receptorilor de membrană ajută celulele să comunice cu mediul lor extern folosind hormoni, neurotransmițători și alte molecule de semnalizare. Proteinele de transport, cum ar fi proteinele globulare, transportă molecule prin membranele celulare prin difuzie facilitată. Glicoproteinele au atașat un lanț de carbohidrați. Sunt încorporate în membrana celulară, ajutând la schimbul și transportul moleculelor.

Membrane organele

Unele organele celulare sunt, de asemenea, înconjurate de membrane protectoare. miez,