Τα κύτταρα φυτών, μυκήτων και ζώων αποτελούνται από τρία συστατικά όπως ο πυρήνας, το κυτταρόπλασμα με οργανίδια και εγκλείσματα που βρίσκονται σε αυτό και η πλασματική μεμβράνη. Ο πυρήνας είναι υπεύθυνος για την αποθήκευση του γενετικού υλικού που καταγράφεται στο DNA, και επίσης ελέγχει όλες τις διαδικασίες του κυττάρου. Το κυτταρόπλασμα περιέχει οργανίδια, καθένα από τα οποία έχει τις δικές του λειτουργίες, όπως, για παράδειγμα, τη σύνθεση οργανικών ουσιών, την κυτταρική αναπνοή, την κυτταρική πέψη κ.λπ. Και για το τελευταίο συστατικό θα μιλήσουμε λεπτομερέστερα σε αυτό το άρθρο.
Τι είναι η μεμβράνη στη βιολογία;
Με απλά λόγια, είναι ένα κέλυφος. Ωστόσο, δεν είναι πάντα εντελώς αδιαπέραστο. Η μεταφορά ορισμένων ουσιών μέσω της μεμβράνης επιτρέπεται σχεδόν πάντα.
Στην κυτταρολογία, οι μεμβράνες μπορούν να χωριστούν σε δύο κύριους τύπους. Το πρώτο είναι η πλασματική μεμβράνη που καλύπτει το κύτταρο. Το δεύτερο είναι οι μεμβράνες των οργανιδίων. Υπάρχουν οργανίδια που έχουν μία ή δύο μεμβράνες. Η μονή μεμβράνη περιλαμβάνει το σύμπλεγμα Golgi, το ενδοπλασματικό δίκτυο, τα κενοτόπια, τα λυσοσώματα. Τα πλαστίδια και τα μιτοχόνδρια ανήκουν στα διμεμβρανικά.
Οι μεμβράνες μπορεί επίσης να βρίσκονται μέσα στα οργανίδια. Συνήθως είναι παράγωγα της εσωτερικής μεμβράνηςοργανίδια δύο μεμβρανών.
Πώς είναι διατεταγμένες οι μεμβράνες των οργανιδίων με δύο μεμβράνες;
Τα πλαστίδια και τα μιτοχόνδρια έχουν δύο κελύφη. Η εξωτερική μεμβράνη και των δύο οργανιδίων είναι λεία, αλλά η εσωτερική σχηματίζει τις απαραίτητες δομές για τη λειτουργία του οργανοειδούς.
Έτσι, το κέλυφος των μιτοχονδρίων έχει προεξοχές προς τα μέσα - cristae ή ραβδώσεις. Ο κύκλος των χημικών αντιδράσεων που είναι απαραίτητοι για την κυτταρική αναπνοή λαμβάνει χώρα πάνω τους.
Τα παράγωγα της εσωτερικής μεμβράνης των χλωροπλαστών είναι δισκοειδής σάκοι - θυλακοειδή. Συλλέγονται σε στοίβες - κόκκους. Ξεχωριστά grana συνδυάζονται μεταξύ τους με τη βοήθεια ελασμάτων - μακριές δομές σχηματίζονται επίσης από μεμβράνες.
Δομή μεμβρανών οργανιδίων μονής μεμβράνης
Αυτά τα οργανίδια έχουν μόνο μία μεμβράνη. Είναι συνήθως ένα λείο κέλυφος λιπιδίων και πρωτεϊνών.
Χαρακτηριστικά της δομής της πλασματικής μεμβράνης του κυττάρου
Η μεμβράνη αποτελείται από ουσίες όπως λιπίδια και πρωτεΐνες. Η δομή της πλασματικής μεμβράνης προβλέπει το πάχος της 7-11 νανόμετρα. Ο κύριος όγκος της μεμβράνης είναι λιπίδια.
Η δομή της πλασματικής μεμβράνης προβλέπει την παρουσία δύο στρωμάτων σε αυτήν. Το πρώτο είναι ένα διπλό στρώμα φωσφολιπιδίων και το δεύτερο είναι ένα στρώμα πρωτεϊνών.
λιπίδια μεμβράνης πλάσματος
Τα λιπίδια που αποτελούν την πλασματική μεμβράνη χωρίζονται σε τρεις ομάδες: στεροειδή, σφιγγοφωσφολιπίδια και γλυκεροφωσφολιπίδια. Το μόριο του τελευταίου περιέχει ένα υπόλειμμα τριυδρικής αλκοόληςγλυκερόλη, στην οποία τα άτομα υδρογόνου δύο ομάδων υδροξυλίου αντικαθίστανται από αλυσίδες λιπαρών οξέων και το άτομο υδρογόνου της τρίτης ομάδας υδροξυλίου αντικαθίσταται από ένα υπόλειμμα φωσφορικού οξέος, στο οποίο, με τη σειρά του, το υπόλειμμα μιας από τις αζωτούχες βάσεις επισυνάπτεται.
Ένα μόριο γλυκεροφωσφολιπιδίου μπορεί να χωριστεί σε δύο μέρη: ένα κεφάλι και τις ουρές. Το κεφάλι είναι υδρόφιλο (δηλαδή διαλύεται στο νερό), και οι ουρές υδρόφοβες (απωθούν το νερό, αλλά διαλύονται σε οργανικούς διαλύτες). Λόγω αυτής της δομής, το μόριο των γλυκεροφωσφολιπιδίων μπορεί να ονομαστεί αμφίφιλο, δηλαδή και υδρόφοβο και υδρόφιλο ταυτόχρονα.
Τα σφιγγοφωσφολιπίδια είναι χημικά παρόμοια με τα γλυκεροφωσφολιπίδια. Διαφέρουν όμως από αυτά που αναφέρθηκαν παραπάνω στο ότι στη σύνθεσή τους, αντί για υπόλειμμα γλυκερίνης, έχουν ένα υπόλειμμα αλκοόλης σφιγγοσίνης. Τα μόριά τους έχουν επίσης κεφάλι και ουρά.
Η παρακάτω εικόνα δείχνει ξεκάθαρα τη δομή της πλασματικής μεμβράνης.
Πρωτεΐνες μεμβράνης πλάσματος
Όσον αφορά τις πρωτεΐνες που συνθέτουν την πλασματική μεμβράνη, αυτές είναι κυρίως γλυκοπρωτεΐνες.
Ανάλογα με τη θέση τους στο κέλυφος, μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες: περιφερειακά και ακέραια. Τα πρώτα είναι αυτά που βρίσκονται στην επιφάνεια της μεμβράνης και τα δεύτερα είναι αυτά που διαπερνούν όλο το πάχος της μεμβράνης και βρίσκονται μέσα στο λιπιδικό στρώμα.
Ανάλογα με τις λειτουργίες που επιτελούν οι πρωτεΐνες, μπορούν να χωριστούν σε τέσσερις ομάδες: ένζυμα, δομικές, μεταφορικές και υποδοχείς.
Όλες οι πρωτεΐνες που βρίσκονται στη δομή της πλασματικής μεμβράνης δεν συνδέονται χημικά με τα φωσφολιπίδια. Επομένως, μπορούν να κινούνται ελεύθερα στο κύριο στρώμα της μεμβράνης, να συγκεντρώνονται σε ομάδες κλπ. Γι' αυτό η δομή της πλασματικής μεμβράνης του κυττάρου δεν μπορεί να ονομαστεί στατική. Είναι δυναμικό καθώς αλλάζει συνεχώς.
Ποιος είναι ο ρόλος του κυτταρικού τοιχώματος;
Η δομή της πλασματικής μεμβράνης της επιτρέπει να εκτελεί πέντε λειτουργίες.
Πρώτο και κύριο - περιορισμός του κυτταροπλάσματος. Λόγω αυτού, το κελί έχει σταθερό σχήμα και μέγεθος. Αυτή η λειτουργία διασφαλίζεται από το γεγονός ότι η πλασματική μεμβράνη είναι ισχυρή και ελαστική.
Ο δεύτερος ρόλος είναι η διασφάλιση των διακυτταρικών επαφών. Λόγω της ελαστικότητάς τους, οι πλασματικές μεμβράνες των ζωικών κυττάρων μπορούν να σχηματίσουν αποφύσεις και πτυχώσεις στις ενώσεις τους.
Η επόμενη λειτουργία της κυτταρικής μεμβράνης είναι η μεταφορά. Παρέχεται από ειδικές πρωτεΐνες. Χάρη σε αυτά, οι απαραίτητες ουσίες μπορούν να μεταφερθούν στο κύτταρο και οι περιττές μπορούν να απορριφθούν από αυτό.
Επιπλέον, η πλασματική μεμβράνη εκτελεί μια ενζυματική λειτουργία. Προέρχεται επίσης από πρωτεΐνες.
Και η τελευταία συνάρτηση είναι το σήμα. Λόγω του γεγονότος ότι οι πρωτεΐνες υπό την επίδραση ορισμένων συνθηκών μπορούν να αλλάξουν τη χωρική τους δομή, η πλασματική μεμβράνη μπορεί να στείλει σήματα στα κύτταρα.
Τώρα ξέρετε τα πάντα για τις μεμβράνες: τιμια τέτοια μεμβράνη στη βιολογία, τι είναι, πώς είναι διατεταγμένες η πλασματική μεμβράνη και οι μεμβράνες των οργανιδίων, ποιες λειτουργίες εκτελούν.
