Клетка прокариот. Желтое
оболочка – клеточная стенка.
Клетка
эукариот.
Растительная клетка. Зелёная
оболочка — клеточная стенка.
Функции
- барьерная — обеспечивает регулируемый, избирательный, пассивный и активный обмен веществ с окружающей средой. Например, мембрана пероксимом защищает цитоплазму от опасных для клетки пероксидов. Избирателбная проницаемость означает, что проницаемость мембраны для различных атомов или молекул зависит от их размеров, электрического заряда и химических свойств. Избирательная проницаемость обеспечивает отделение клетки и клеточных компартментов от окружающей среды и снабжение их необходимыми веществами.
- транспортная — через мембрану происходит транспорт веществ в клетку и из клетки. Транспорт через мембраны обеспечивает: доставку питательных веществ, удаление конечных продуктов обмена, секрецию различных веществ, создание ионных градиентов, поддержание в клетке оптимального рН и концентрации ионов, которые нужны для работы клеточных ферментов.
Частицы, по какой-либо причине неспособные пересечь фосфолипидный бислой (например, из-за гидрофильных свойств, так как мембрана внутри гидрофобна и не пропускает гидрофильные вещества, или из-за крупных размеров), но необходимые для клетки, могут проникнуть сквозь мембрану через специальные белки-переносчики (транспортеры) и белки-каналы или путем эндоцитоза.
При пасивном транспорте вещества пересекают липидный бислой без затрат энергии по градиенту концентрации путем диффузии. Вариантом этого механизма является облегчённая диффузия , при которой веществу помогает пройти через мембрану какая-либо специфическая молекула. У этой молекулы может быть канал, пропускающий вещества только одного типа.
Активный транспорт требует затрат энергии, так как происходит против градиента концентрации. На мембране существуют специальные белки-насосы, в том числеАТФаза, которая активно вкачивает в клетку ионы калия (K+) и выкачивают из неё ионы натрия (Na+).
- матричная — обеспечивает определенное взаиморасположение и ориентацию мембранных белков, их оптимальное взаимодействие.
- механическая — обеспечивает автономность клетки, ее внутриклеточных структур, также соединение с другими клетками (в тканях). Большую роль в обеспечение механической функции имеют клеточные стенки , а у животных —межклеточное вещество.
- энергетическая — при фотосинтозе в хлоропластах и в клеточном дыхании в митохондриях в их мембранах действуют системы переноса энергии, в которых также участвуют белки;
- рецепторная — некоторые белки, находящиеся в мембране, являются рецепторами (молекулами, при помощи которых клетка воспринимает те или иные сигналы).
Например,гормоны , циркулирующие в крови, действуют только на такие клетки-мишени, у которых есть соответствующие этим гормонам рецепторы. Нейромедиаторы (химические вещества, обеспечивающие проведение нервных импульсов) тоже связываются с особыми рецепторными белками клеток-мишеней.
- ферментативная — мембранные белки нередко являются ферментами. Например, плазматические мембраны эпитеальных клеток кишечника содержат пищеварительные ферменты.
- осуществление генерации и проведения биопотенциалов проведения.
С помощью мембраны в клетке поддерживается постоянная концентрация ионов: концентрация иона К+ внутри клетки значительно выше, чем снаружи, а концентрация Na+ значительно ниже, что очень важно, так как это обеспечивает поддержание разности потенциалов на мембране и генерации нервного импульса.
- маркировка клетки — на мембране есть антигены, действующие как маркеры — «ярлыки», позволяющие опознать клетку. Это гликопротеины (то есть белки с присоединенными к ним разветвленными олигосахаридными боковыми цепями), играющие роль «антенн». Из-за бесчисленного множества конфигурации боковых цепей возможно сделать для каждого типа клеток свой особый маркер. С помощью маркеров клетки могут распознавать другие клетки и действовать согласованно с ними, например, при формировании органов и тканей. Это же позволяем имунной системе распознавать чужеродные антигены.
Избирательная проницаемость . Клеточные мембраны обладают избирательной проницаемостью: через них медленно диффундируют глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты, глицерол и ионы, причем сами мембраны в известной мере активно регулируют этот процесс — одни вещества пропускают, а другие нет. Существует четыре основных механизма для поступления веществ в клетку или вывода их из клетки наружу: диффузия, осмос, активный транспорт и экзо- или эндоцитоз. Два первых процесса носят пассивный характер, то есть не требуют затрат энергии; два последних — активные процессы, связанные с потреблением энергии.
Избирательная проницаемость мембраны
при пассивном транспорте обусловлена
специальными каналами — интегральными
белками. Они пронизывают мембрану насквозь,
образовывая своего рода проход. Для элементов
K, Na и Cl есть свои каналы. Относительно
градиента концентрации молекулы этих
элементов движутся в клетку и из неё.
При раздражении каналы натриевых ионов
раскрываются, и происходит резкое поступление
в клетку ионов натрия. При этом происходит
дисбаланс мембранного потенциала. После
чего мембранный потенциал восстанавливается.
Каналы калия всегда открыты, через них
в клетку медленно попадают ионы калия.
Структура и состав
биомембран
Мембраны состоят из липидов
трёх классов: фосфолипиды, гликолипиды
и холестерол. Фосфолипиды и гликолипиды
(липиды с присоединёнными к ним
углеводами) состоят из двух длинных
гидрофобных углеводородных «хвостов»,
которые связаны с заряженной
гидрофильной «головой». Холестерол придаёт
мембране жёсткость, занимая свободное
пространство между гидрофобными хвостами
липидов и не позволяя им изгибаться.
Поэтому мембраны с малым содержанием
холестерола более гибкие, а с
большим — более жёсткие и хрупкие. Также
холестерол служит «стопором», препятствующим
перемещению полярных молекул из клетки
и в клетку. Важную часть мембраны составляют
белки, пронизывающие её и отвечающие
за разнообразные свойства мембран. Их
состав и ориентация в разных мембранах
различаются.
Клеточные мембраны часто асимметричны,
то есть слои отличаются по составу
липидов, переход отдельной молекулы
из одного слоя в другой (так называемый флип-флоп) затруднён.
5)Заключения
Вывод: Изучили особености молекулярной структуры
и функции биологических мембран . Узнали
и разобрали значимость , актуальность
и важность молекулярной структуры и функции
биологических мембран для человечества
и в частности медецины.
6)
Список литературы:
1) Ещжанов.Т.Е , Ташмухамбетов.Б.Г
биология учебно-методическое пособие
для поступающих в вузы.
2) сайт wikipedia.org.
3) сайт academic.ru.