מבנה קרום התא. ממברנה - מה זה? קרום ביולוגי: פונקציות ומבנה

ממברנות ביולוגיות.
המונח "ממברנה" (lat. membrana - עור, סרט) החל לשמש לפני יותר מ-100 שנה כדי להתייחס לגבול התא, המשמש, מחד גיסא, מחסום בין תוכן התא לבין הסביבה החיצונית. , ומצד שני, כמחיצה חצי חדירה שדרכה יכולים לעבור מים וכמה חומרים. עם זאת, הפונקציות של הממברנה לא מוצו,שכן ממברנות ביולוגיות מהוות את הבסיס לארגון המבני של התא.
מבנה הממברנה. לפי מודל זה, הממברנה העיקרית היא דו-שכבה שומנית, שבה הזנב ההידרופובי של המולקולות מופנה פנימה והראשים ההידרופיליים מופנים כלפי חוץ. ליפידים מיוצגים על ידי פוספוליפידים - נגזרות של גליצרול או ספינגוזין. חלבונים מחוברים לשכבת השומנים. חלבונים אינטגרליים (טרנסממברניים) חודרים דרך הממברנה וקשורים אליו היטב; היקפי אינם חודרים וקשורים לממברנה בצורה פחות איתנה. תפקידי חלבוני הממברנה: שמירה על מבנה הממברנות, קליטה והמרת אותות מהסביבה. סביבה, הובלה של חומרים מסוימים, קטליזה של תגובות המתרחשות על ממברנות. עובי הממברנה הוא בין 6 ל 10 ננומטר.

מאפייני ממברנה:
1. נזילות. הממברנה אינה מבנה נוקשה; רוב החלבונים והשומנים שלו יכולים לנוע במישור הממברנות.
2. אסימטריה. הרכב השכבות החיצוניות והפנימיות של חלבונים וגם של שומנים שונה. בנוסף, לממברנות הפלזמה של תאי בעלי חיים יש שכבה של גליקופרוטאינים מבחוץ (גליקוקליקס המבצע פונקציות אות וקולטן, וחשוב גם לאיחוד תאים לרקמות)
3. קוטביות. החלק החיצוני של הממברנה נושא מטען חיובי, ואילו החלק הפנימי נושא מטען שלילי.
4. חדירות סלקטיבית. ממברנות של תאים חיים מעבירים, בנוסף למים, רק מולקולות ויונים מסוימות של חומרים מומסים.(השימוש במונח "חדיר למחצה" ביחס לממברנות התא אינו נכון לחלוטין, שכן מושג זה מרמז שהממברנה עוברת רק ממס מולקולות, תוך שמירה על כל המולקולות והיונים המומסים.)

קרום התא החיצוני (plasmalemma) הוא סרט אולטרה-מיקרוסקופי בעובי 7.5 ננומטר, המורכב מחלבונים, פוספוליפידים ומים. סרט אלסטי, נרטב היטב במים ומשחזר במהירות שלמות לאחר נזק. יש לו מבנה אוניברסלי, אלה האופייניים לכל הממברנות הביולוגיות. מיקום הגבול של ממברנה זו, השתתפותו בתהליכי חדירות סלקטיבית, פינוציטוזיס, פגוציטוזיס, הפרשת תוצרי הפרשה וסינתזה, בשילוב עם תאים שכנים והגנה על התא מפני נזק, הופכים את תפקידו לחשוב ביותר. תאי בעלי חיים מחוץ לממברנה מכוסים לעיתים בשכבה דקה המורכבת מפוליסכרידים וחלבונים - הגליקוקאליקס. לתאי צמחים מחוץ לממברנת התא יש דופן תא חזק היוצר תמיכה חיצונית ושומר על צורת התא. הוא מורכב מסיבים (צלולוזה), פוליסכריד בלתי מסיס במים.

קרום תא

תמונה של קרום תא. כדורים קטנים כחולים ולבנים מתאימים ל"ראשים" ההידרופוביים של הפוספוליפידים, והקווים המחוברים אליהם מתאימים ל"זנבות" ההידרופיליים. האיור מציג רק חלבוני ממברנה אינטגרליים (כדוריות אדומות וסלילים צהובים). נקודות אליפסות צהובות בתוך הממברנה - מולקולות כולסטרול שרשראות צהובות ירוקות של חרוזים בצד החיצוני של הממברנה - שרשראות אוליגוסכרידים היוצרות את הגליקוקאליקס

הממברנה הביולוגית כוללת גם חלבונים שונים: אינטגרלי (חודר דרך הממברנה), חצי אינטגרלי (שקוע בקצה אחד בשכבת הליפיד החיצונית או הפנימית), משטח (הממוקם בחלק החיצוני או בצמוד לצדדים הפנימיים של הממברנה). חלק מהחלבונים הם נקודות המגע של קרום התא עם שלד הציטו בתוך התא, ודופן התא (אם יש) בחוץ. חלק מהחלבונים האינטגרליים מתפקדים כתעלות יונים, טרנספורטרים שונים וקולטנים.

פונקציות

• מחסום - מספק חילוף חומרים מווסת, סלקטיבי, פסיבי ופעיל עם הסביבה. לדוגמה, קרום הפרוקסיזום מגן על הציטופלזמה מפני פרוקסידים המסוכנים לתא. חדירות סלקטיבית פירושה שהחדירות של ממברנה לאטומים או מולקולות שונות תלויה בגודלם, במטען החשמלי ובתכונות הכימיות שלהם. חדירות סלקטיבית מבטיחה את ההפרדה של התא והתאים הסלולריים מהסביבה ומספקת להם את החומרים הדרושים.
• הובלה - דרך הממברנה ישנה הובלה של חומרים לתוך התא ויוצאת מהתא. הובלה דרך הממברנות מספקת: אספקת חומרי הזנה, סילוק תוצרי קצה של חילוף החומרים, הפרשת חומרים שונים, יצירת שיפועים יוניים, שמירה על ריכוז אופטימלי של יונים בתא, הנחוצים לתפקוד של אנזימים תאיים.
  חלקיקים שמשום מה אינם מסוגלים לחצות את דו-שכבת הפוספוליפידים (למשל בגלל תכונות הידרופיליות, מאחר שהקרום הידרופובי מבפנים ואינו מאפשר מעבר לחומרים הידרופיליים, או בגלל גודלם הגדול), אך נחוצים לתא. , יכול לחדור לממברנה דרך חלבוני נשא מיוחדים (טרנספורטרים) וחלבוני תעלות או על ידי אנדוציטוזיס.
  בהובלה פסיבית, חומרים חוצים את דו-שכבת השומנים ללא הוצאת אנרגיה לאורך שיפוע הריכוז על ידי דיפוזיה. גרסה של מנגנון זה היא דיפוזיה קלה, שבה מולקולה ספציפית עוזרת לחומר לעבור דרך הממברנה. למולקולה זו עשויה להיות תעלה המאפשרת רק סוג אחד של חומר לעבור דרכו.
  הובלה פעילה דורשת אנרגיה, מכיוון שהיא מתרחשת כנגד שיפוע ריכוז. ישנם חלבוני משאבה מיוחדים על הממברנה, כולל ATPase, השואב באופן פעיל יוני אשלגן (K+) לתא ומשאב ממנו יוני נתרן (Na+).
• מטריקס - מספק מיקום יחסי וכיוון מסוים של חלבוני הממברנה, האינטראקציה האופטימלית שלהם.
• מכני - מבטיח את האוטונומיה של התא, המבנים התוך-תאיים שלו, כמו גם חיבור עם תאים אחרים (ברקמות). לקירות התא תפקיד חשוב במתן תפקוד מכני, ובבעלי חיים - חומר בין תאי.
• אנרגיה - במהלך הפוטוסינתזה בכלורופלסטים ובנשימה תאית במיטוכונדריה פועלות בממברנות שלהם מערכות העברת אנרגיה, בהן משתתפים גם חלבונים;
• קולטן - חלק מהחלבונים הממוקמים בממברנה הם קולטנים (מולקולות שבעזרתן התא קולט אותות מסוימים).
  לדוגמה, הורמונים שמסתובבים בדם פועלים רק על תאי מטרה שיש להם קולטנים התואמים להורמונים אלו. נוירוטרנסמיטורים (כימיקלים המוליכים דחפים עצביים) נקשרים גם לחלבוני קולטן ספציפיים על תאי המטרה.
• אנזימטי - חלבוני ממברנה הם לרוב אנזימים. לדוגמה, קרומי הפלזמה של תאי אפיתל מעיים מכילים אנזימי עיכול.
• יישום של ייצור והולכה של ביופוטנציאלים.
  בעזרת הממברנה נשמר ריכוז יונים קבוע בתא: ריכוז יון K+ בתוך התא גבוה בהרבה מבחוץ, וריכוז Na+ נמוך בהרבה, וזה חשוב מאוד, שכן זה שומר על הבדל הפוטנציאל על פני הממברנה ויוצר דחף עצבי.
• סימון תאים – ישנם אנטיגנים על גבי הממברנה הפועלים כסמנים – "תוויות" המאפשרות לזהות את התא. אלו הם גליקופרוטאין (כלומר, חלבונים עם שרשראות צד של אוליגוסכרידים מסועפות) הממלאים את תפקיד ה"אנטנות". בשל שלל תצורות שרשרת הצד, ניתן ליצור סמן ספציפי לכל סוג תא. בעזרת סמנים, תאים יכולים לזהות תאים אחרים ולפעול יחד איתם, למשל, בעת יצירת איברים ורקמות. זה גם מאפשר למערכת החיסון לזהות אנטיגנים זרים.

מבנה והרכב של ביו-ממברנות

הממברנות מורכבות משלוש קבוצות של שומנים: פוספוליפידים, גליקוליפידים וכולסטרול. פוספוליפידים וגליקוליפידים (ליפידים עם פחמימות מחוברות אליהם) מורכבים משני "זנבות" פחמימנים הידרופוביים ארוכים הקשורים ל"ראש הידרופילי טעון". הכולסטרול מקשיח את הממברנה בכך שהוא תופס את החלל הפנוי בין זנבות הליפידים ההידרופוביים ומונע מהם להתכופף. לכן, ממברנות עם תכולת כולסטרול נמוכה גמישות יותר, בעוד שאלו עם תכולת כולסטרול גבוהה יותר נוקשות ושבירות. הכולסטרול משמש גם כ"פקק" המונע תנועה של מולקולות קוטביות מהתא ואל תוך התא. חלק חשוב מהממברנה מורכב מחלבונים החודרים אליו ואחראים על תכונות שונות של ממברנות. ההרכב והכיוון שלהם בממברנות שונות שונים.

ממברנות התא הן לרוב אסימטריות, כלומר השכבות שונות בהרכב השומנים, המעבר של מולקולה בודדת משכבה אחת לאחרת (מה שנקרא כפכף) זה קשה.

אברוני ממברנה

אלו הם קטעים בודדים או מחוברים של הציטופלזמה, מופרדים מההיאלופלזמה על ידי ממברנות. אברונים עם ממברנה בודדת כוללים רטיקולום אנדופלזמי, מנגנון Golgi, ליזוזומים, וואקוולים, פרוקסיזומים; לדו-ממברנה - גרעין, מיטוכונדריה, פלסטידים. מבנה הממברנות של אברונים שונים שונה בהרכב השומנים וחלבוני הממברנה.

החדירות הסלקטיבית

לממברנות התא יש חדירות סלקטיבית: גלוקוז, חומצות אמינו, חומצות שומן, גליצרול ויונים מתפזרים דרכם לאט, והממברנות עצמן מווסתות את התהליך הזה באופן פעיל במידה מסוימת - חלק מהחומרים עוברים דרכם, בעוד שאחרים לא. ישנם ארבעה מנגנונים עיקריים לכניסת חומרים לתא או להוצאתם מהתא אל החוץ: דיפוזיה, אוסמוזה, הובלה אקטיבית ואקסו- או אנדוציטוזיס. שני התהליכים הראשונים הם פסיביים באופיים, כלומר אינם דורשים אנרגיה; שני האחרונים הם תהליכים פעילים הקשורים לצריכת אנרגיה.

החדירות הסלקטיבית של הממברנה במהלך הובלה פסיבית נובעת מתעלות מיוחדות - חלבונים אינטגרליים. הם חודרים לממברנה דרך ודרך, ויוצרים מעין מעבר. ליסודות K, Na ו-Cl יש ערוצים משלהם. ביחס לשיפוע הריכוז, המולקולות של יסודות אלו נעות פנימה והחוצה מהתא. בעת גירוי נפתחות תעלות יוני הנתרן, וישנה נהירה חדה של יוני נתרן לתא. זה גורם לחוסר איזון בפוטנציאל הממברנה. לאחר מכן, פוטנציאל הממברנה משוחזר. תעלות אשלגן פתוחות תמיד, דרכן נכנסים לאט יוני אשלגן לתא.

ראה גם

סִפְרוּת

• Antonov V. F., Smirnova E. N., Shevchenko E. V.ממברנות ליפידים במהלך מעברי פאזה. - מ.: נאוקה, 1994.
• גניס ר.ביוממברנות. מבנה ותפקודים מולקולריים: תרגום מאנגלית. = ביו-ממברנות. מבנה ותפקוד מולקולרי (מאת רוברט ב. ג'ניס). - מהדורה ראשונה. - מ .: מיר, 1997. - ISBN 5-03-002419-0
• איבנוב V. G., Berestovsky T. N.דו-שכבה שומנית של ממברנות ביולוגיות. - מ.: נאוקה, 1982.
• רובין א.ב.ביופיסיקה, ספר לימוד בשני כרכים. - מהדורה שלישית, מתוקנת והרחבה. - מ.: הוצאת אוניברסיטת מוסקבה, 2004. - ISBN 5-211-06109-8
• ברוס אלברטס, et al.

קרום התא הוא סרט דק במיוחד על פני תא או אברון תא, המורכב משכבה דו-מולקולרית של שומנים עם חלבונים ופוליסכרידים משובצים.

פונקציות ממברנה:

• · מחסום - מספק חילוף חומרים מווסת, סלקטיבי, פסיבי ופעיל עם הסביבה. לדוגמה, קרום הפרוקסיזום מגן על הציטופלזמה מפני חמצן המסוכנים לתא. חדירות סלקטיבית פירושה שהחדירות של ממברנה לאטומים או מולקולות שונות תלויה בגודלם, במטען החשמלי ובתכונות הכימיות שלהם. חדירות סלקטיבית מבטיחה את ההפרדה של התא והתאים הסלולריים מהסביבה ומספקת להם את החומרים הדרושים.
• · הובלה – דרך הממברנה מתבצעת הובלה של חומרים אל תוך התא ויוצאת מהתא. הובלה דרך ממברנות מספקת: אספקת חומרי הזנה, סילוק תוצרי קצה של חילוף החומרים, הפרשת חומרים שונים, יצירת שיפועים יוניים, שמירה על pH אופטימלי בתא וריכוז היונים הנחוצים לתפקוד של אנזימים תאיים. חלקיקים שמשום מה אינם מסוגלים לחצות את דו-שכבת הפוספוליפידים (למשל בגלל תכונות הידרופיליות, מאחר שהקרום הידרופובי מבפנים ואינו מאפשר מעבר לחומרים הידרופיליים, או בגלל גודלם הגדול), אך נחוצים לתא. , יכול לחדור לממברנה דרך חלבוני נשא מיוחדים (טרנספורטרים) וחלבוני תעלות או על ידי אנדוציטוזיס. בהובלה פסיבית, חומרים חוצים את דו-שכבת השומנים ללא הוצאת אנרגיה לאורך שיפוע הריכוז על ידי דיפוזיה. גרסה של מנגנון זה היא דיפוזיה קלה, שבה מולקולה ספציפית עוזרת לחומר לעבור דרך הממברנה. למולקולה זו עשויה להיות תעלה המאפשרת רק סוג אחד של חומר לעבור דרכו. הובלה פעילה דורשת אנרגיה, מכיוון שהיא מתרחשת כנגד שיפוע ריכוז. ישנם חלבוני משאבה מיוחדים על הממברנה, כולל ATPase, השואב באופן פעיל יוני אשלגן (K+) לתא ומשאב ממנו יוני נתרן (Na+).
• · מטריקס - מספק מיקום יחסי ואוריינטציה מסוימת של חלבוני הממברנה, האינטראקציה האופטימלית שלהם.
• מכני - מבטיח את האוטונומיה של התא, המבנים התוך-תאיים שלו, כמו גם חיבור עם תאים אחרים (ברקמות). לקירות התא תפקיד חשוב במתן תפקוד מכני, ובבעלי חיים - חומר בין תאי.
• אנרגיה - במהלך הפוטוסינתזה בכלורופלסטים ובנשימה תאית במיטוכונדריה פועלות בממברנות שלהם מערכות העברת אנרגיה, בהן משתתפים גם חלבונים;
• רצפטור - חלק מהחלבונים הממוקמים בממברנה הם קולטנים (מולקולות שבעזרתן התא קולט אותות מסוימים). לדוגמה, הורמונים שמסתובבים בדם פועלים רק על תאי מטרה שיש להם קולטנים התואמים לאותם הורמונים. נוירוטרנסמיטורים (כימיקלים המוליכים דחפים עצביים) נקשרים גם לחלבוני קולטן ספציפיים על תאי המטרה.
• אנזימטי - חלבוני ממברנה הם לרוב אנזימים. לדוגמה, קרומי הפלזמה של תאי אפיתל מעיים מכילים אנזימי עיכול.
• · יישום יצירת והולכה של ביופוטנציאלים. בעזרת הממברנה נשמר ריכוז יונים קבוע בתא: ריכוז יון K+ בתוך התא גבוה בהרבה מבחוץ, וריכוז Na+ נמוך בהרבה, וזה חשוב מאוד, שכן זה שומר על הבדל הפוטנציאל על פני הממברנה ויוצר דחף עצבי.
• סימון התא – ישנם אנטיגנים על גבי הממברנה הפועלים כסמנים – "תגים" המאפשרים לזהות את התא. אלו הם גליקופרוטאין (כלומר, חלבונים עם שרשראות צד של אוליגוסכרידים מסועפות) הממלאים את תפקיד ה"אנטנות". בשל שלל תצורות שרשרת הצד, ניתן ליצור סמן ספציפי לכל סוג תא. בעזרת סמנים, תאים יכולים לזהות תאים אחרים ולפעול יחד איתם, למשל, בעת יצירת איברים ורקמות. זה גם מאפשר למערכת החיסון לזהות אנטיגנים זרים.

חלק ממולקולות החלבון מתפזרות בחופשיות במישור שכבת השומנים; במצב נורמלי, חלקים של מולקולות חלבון שצצות בצדדים מנוגדים של קרום התא אינם משנים את מיקומם.

המורפולוגיה המיוחדת של ממברנות התא קובעת את המאפיינים החשמליים שלהם, ביניהם החשובים ביותר הם קיבול ומוליכות.

מאפייני הקיבול נקבעים בעיקר על ידי דו-שכבת הפוספוליפידים, שהיא אטומה ליונים הלחובים ובו בזמן דקה מספיק (כ-5 ננומטר) כדי לספק הפרדה והצטברות יעילה של מטענים, ואינטראקציה אלקטרוסטטית של קטיונים ואניונים. בנוסף, המאפיינים הקיבוליים של ממברנות התא הן אחת הסיבות הקובעות את המאפיינים הזמניים של תהליכים חשמליים המתרחשים על ממברנות התא.

מוליכות (g) היא ההדדיות של ההתנגדות החשמלית ושווה ליחס בין הזרם הטרנסממברני הכולל עבור יון נתון לערך שגרם להבדל הפוטנציאל הטרנסממברני שלו.

חומרים שונים יכולים להתפזר דרך דו-שכבת הפוספוליפידים, ומידת החדירות (P), כלומר היכולת של קרום התא לעבור חומרים אלו, תלויה בהבדל בריכוזים של החומר המתפזר משני צידי הממברנה, במסיסותו. בליפידים, ובמאפיינים של קרום התא. קצב הדיפוזיה של יונים טעונים בשדה קבוע בממברנה נקבע על ידי ניידות היונים, עובי הממברנה ופיזור היונים בממברנה. עבור שאינם אלקטרוליטים, החדירות של הממברנה אינה משפיעה על מוליכותו, שכן שאינם אלקטרוליטים אינם נושאים מטענים, כלומר אינם יכולים לשאת זרם חשמלי.

המוליכות של ממברנה היא מדד לחדירות היונים שלה. עלייה במוליכות מצביעה על עלייה במספר היונים העוברים דרך הממברנה.

תכונה חשובה של ממברנות ביולוגיות היא נזילות. כל קרומי התא הם מבני נוזל ניידים: רוב מולקולות השומנים והחלבון המרכיבות אותם מסוגלות לנוע די מהר במישור הממברנה

היחידה המבנית הבסיסית של אורגניזם חי היא תא, שהוא קטע מובחן של הציטופלזמה המוקף בקרום תא. לאור העובדה שהתא מבצע פונקציות חשובות רבות, כמו רבייה, תזונה, תנועה, על הקליפה להיות פלסטית וצפופה.

היסטוריה של גילוי ומחקר של קרום התא

ב-1925 ערכו גרנדל וגורדר ניסוי מוצלח לזהות את ה"צללים" של אריתרוציטים, או קליפות ריקות. למרות כמה טעויות גסות שנעשו, מדענים גילו את דו-שכבת השומנים. עבודתם המשיכה על ידי דניאלי, דוסון ב-1935, רוברטסון ב-1960. כתוצאה משנים רבות של עבודה והצטברות ויכוחים ב-1972, יצרו סינגר וניקולסון מודל פסיפס נוזלי של מבנה הממברנה. ניסויים ומחקרים נוספים אישרו את עבודותיהם של מדענים.

מַשְׁמָעוּת

מהי קרום התא? מילה זו החלה לשמש לפני יותר ממאה שנים, בתרגום מלטינית זה אומר "סרט", "עור". אז קבעו את הגבול של התא, שהוא מחסום טבעי בין התוכן הפנימי לסביבה החיצונית. מבנה קרום התא מעיד על חדירות למחצה, שבגללה לחות וחומרי הזנה ומוצרי ריקבון יכולים לעבור דרכו בחופשיות. קליפה זו יכולה להיקרא המרכיב המבני העיקרי של ארגון התא.

שקול את הפונקציות העיקריות של קרום התא

1. מפריד בין התוכן הפנימי של התא לבין מרכיבי הסביבה החיצונית.

2. עוזר לשמור על הרכב כימי קבוע של התא.

3. מסדיר את חילוף החומרים הנכון.

4. מספק חיבור בין תאים.

5. מזהה אותות.

6. פונקציית הגנה.

"מעטפת פלזמה"

קרום התא החיצוני, הנקרא גם קרום הפלזמה, הוא סרט אולטרה-מיקרוסקופי שעוביו חמישה עד שבעה ננומטר. הוא מורכב בעיקר מתרכובות חלבון, פוספוליד, מים. הסרט הוא אלסטי, סופג מים בקלות, וגם משחזר במהירות את שלמותו לאחר נזק.

שונה במבנה אוניברסלי. קרום זה תופס עמדת גבול, משתתף בתהליך של חדירות סלקטיבית, הפרשת מוצרי ריקבון, מסנתז אותם. הקשר עם "השכנים" וההגנה האמינה על התכולה הפנימית מפני נזקים הופכים אותו למרכיב חשוב בעניין כמו מבנה התא. קרום התא של אורגניזמים של בעלי חיים מתברר לפעמים כמכוסה בשכבה הדקה ביותר - גליקוקליקס, הכוללת חלבונים ופוליסכרידים. תאי צמחים מחוץ לממברנה מוגנים על ידי דופן תא המשמשת כתמיכה ושומרת על הצורה. המרכיב העיקרי בהרכבו הוא סיבים (צלולוזה) - פוליסכריד שאינו מסיס במים.

לפיכך, קרום התא החיצוני מבצע את הפונקציה של תיקון, הגנה ואינטראקציה עם תאים אחרים.

מבנה קרום התא

עובי הקליפה הניידת הזו משתנה בין שישה לעשרה ננומטר. לממברנת התא של התא יש הרכב מיוחד, שבסיסו הוא דו-שכבת השומנים. הזנבות ההידרופוביים, שאינם רצופים למים, ממוקמים מבפנים, בעוד שהראשים ההידרופיליים, המקיימים אינטראקציה עם מים, מופנים כלפי חוץ. כל שומן הוא פוספוליפיד, שהוא תוצאה של אינטראקציה של חומרים כמו גליצרול וספינגוזין. פיגום השומנים מוקף היטב בחלבונים, הממוקמים בשכבה לא רציפה. חלקם שקועים בשכבת השומנים, השאר עוברים דרכה. כתוצאה מכך נוצרים אזורים חדירים למים. התפקודים שמבצעים חלבונים אלה שונים. חלקם אנזימים, השאר חלבוני הובלה הנושאים חומרים שונים מהסביבה החיצונית לציטופלזמה ולהיפך.

קרום התא מחלחל דרך חלבונים אינטגרליים ומחובר בהם קשר הדוק, בעוד שהקשר עם אלו היקפי פחות חזק. חלבונים אלו ממלאים תפקיד חשוב, שהוא לשמור על מבנה הממברנה, לקבל ולהמיר אותות מהסביבה, להעביר חומרים ולזרז תגובות המתרחשות על גבי הממברנות.

מתחם

הבסיס של קרום התא הוא שכבה דו-מולקולרית. בשל המשכיותו, לתא יש תכונות מחסום ומכאניות. בשלבים שונים של החיים, דו-שכבה זו עלולה להיות מופרעת. כתוצאה מכך, נוצרים פגמים מבניים של דרך נקבוביות הידרופיליות. במקרה זה, לחלוטין כל הפונקציות של רכיב כזה כמו קרום תא יכולים להשתנות. במקרה זה, הגרעין עלול לסבול מהשפעות חיצוניות.

נכסים

לממברנת התא של תא יש תכונות מעניינות. בשל נזילותה, קליפה זו אינה מבנה נוקשה, וחלק הארי של החלבונים והשומנים המרכיבים את הרכבה נעים בחופשיות במישור הממברנה.

באופן כללי, קרום התא הוא א-סימטרי, ולכן הרכב שכבות החלבון והשומנים שונה. לממברנות הפלזמה בתאי בעלי חיים יש שכבת גליקופרוטאין בצד החיצוני, המבצעת פונקציות קולטן ואותות, וגם ממלאת תפקיד חשוב בתהליך שילוב התאים לרקמה. קרום התא הוא קוטבי, כלומר המטען מבחוץ חיובי, ובפנים הוא שלילי. בנוסף לכל האמור לעיל, לממברנת התא יש תובנה סלקטיבית.

משמעות הדבר היא שבנוסף למים, רק קבוצה מסוימת של מולקולות ויונים של חומרים מומסים מותרת להיכנס לתא. הריכוז של חומר כמו נתרן ברוב התאים נמוך בהרבה מאשר בסביבה החיצונית. עבור יוני אשלגן, יחס שונה אופייני: מספרם בתא גבוה בהרבה מאשר בסביבה. בהקשר זה, יוני נתרן נוטים לחדור לממברנת התא, ויוני אשלגן נוטים להשתחרר החוצה. בנסיבות אלה, הממברנה מפעילה מערכת מיוחדת המבצעת תפקיד "שאיבה", מיישרת את ריכוז החומרים: יוני נתרן נשאבים אל פני התא, ויוני אשלגן נשאבים פנימה. תכונה זו כלולה בתפקודים החשובים ביותר של קרום התא.

נטייה זו של יוני נתרן ואשלגן לנוע פנימה מפני השטח משחקת תפקיד גדול בהובלת סוכר וחומצות אמינו לתוך התא. בתהליך של סילוק פעיל של יוני נתרן מהתא, הממברנה יוצרת תנאים לזרימה חדשה של גלוקוז וחומצות אמינו פנימה. להיפך, בתהליך העברת יוני אשלגן לתא, מתחדש מספר ה"טרנספורטרים" של תוצרי ריקבון מתוך התא אל הסביבה החיצונית.

כיצד ניזון התא דרך קרום התא?

תאים רבים קולטים חומרים באמצעות תהליכים כגון פגוציטוזיס ופינוציטוזיס. בגרסה הראשונה, שקע קטן נוצר על ידי קרום חיצוני גמיש, שבו נמצא החלקיק הנלכד. ואז קוטר השקע הופך גדול יותר עד שהחלקיק המוקף נכנס לציטופלזמה של התא. באמצעות phagocytosis, חלק מהפרוטוזואה, כמו אמבה, וכן תאי דם - לויקוציטים ופאגוציטים, מוזנים. באופן דומה, תאים סופגים נוזל המכיל את אבות המזון הדרושים. תופעה זו נקראת פינוציטוזיס.

הממברנה החיצונית קשורה קשר הדוק לרטיקולום האנדופלזמי של התא.

בסוגים רבים של רכיבי רקמה בסיסיים, בליטות, קפלים ומיקרוווילים ממוקמים על פני הממברנה. תאי צמחים בצד החיצוני של קליפה זו מכוסים באחד אחר, עבה ונראה בבירור תחת מיקרוסקופ. הסיבים מהם עשויים מסייעים ביצירת התמיכה לרקמות הצמח כגון עץ. לתאי בעלי חיים יש גם מספר מבנים חיצוניים היושבים על גבי קרום התא. הם מגנים באופן בלעדי בטבעם, דוגמה לכך היא הכיטין הכלול בתאי המוח של חרקים.

בנוסף לממברנת התא, קיימת ממברנה תוך תאית. תפקידו לחלק את התא למספר תאים סגורים מיוחדים - תאים או אברונים, שבהם יש לשמור על סביבה מסוימת.

לפיכך, אי אפשר להעריך יתר על המידה את התפקיד של מרכיב כזה של היחידה הבסיסית של אורגניזם חי כמו קרום התא. המבנה והתפקודים מרמזים על הרחבה משמעותית של שטח הפנים הכולל של התא, שיפור של תהליכים מטבוליים. מבנה מולקולרי זה מורכב מחלבונים ושומנים. הפרדת התא מהסביבה החיצונית, הממברנה מבטיחה את שלמותו. בעזרתו, קשרים בין-תאיים נשמרים ברמה חזקה מספיק, ויוצרים רקמות. בהקשר זה, אנו יכולים להסיק שאחד התפקידים החשובים ביותר בתא ממלא את קרום התא. המבנה והתפקודים המבוצעים על ידו שונים בתכלית בתאים שונים, בהתאם למטרתם. באמצעות תכונות אלו מושגת פעילות פיזיולוגית מגוונת של קרומי התא ותפקידיהם בקיומם של תאים ורקמות.

קרום התא (ממברנה פלזמה) הוא קרום דק וחדיר למחצה המקיף תאים.

תפקוד ותפקיד קרום התא

תפקידו להגן על שלמות הפנים על ידי הכנסת כמה חומרים חיוניים לתא ומניעת כניסת אחרים.

הוא משמש גם כבסיס להתקשרות לאורגניזמים מסוימים ולאחרים. לפיכך, קרום הפלזמה מספק גם את צורת התא. תפקיד נוסף של הממברנה הוא לווסת את צמיחת התאים באמצעות איזון ו.

באנדוציטוזיס, שומנים וחלבונים מוסרים מקרום התא כאשר חומרים נספגים. באקסוציטוזיס, שלפוחיות המכילות שומנים וחלבונים מתמזגות עם קרום התא, ומגדילות את גודל התא. , ולתאים פטרייתיים יש ממברנות פלזמה. פנימי, למשל, סגורים גם בממברנות מגן.

מבנה קרום התא

קרום הפלזמה מורכב בעיקר מתערובת של חלבונים ושומנים. בהתאם למיקום ותפקידו של הממברנה בגוף, שומנים יכולים להוות 20 עד 80 אחוז מהממברנה, כאשר השאר הם חלבונים. בעוד שומנים עוזרים להגמיש את הממברנה, חלבונים שולטים ושומרים על הכימיה של התא ומסייעים בהעברת מולקולות על פני הממברנה.

שומנים של ממברנה

פוספוליפידים הם המרכיב העיקרי של ממברנות הפלזמה. הם יוצרים דו-שכבה שומנית שבה אזורי ה"ראש" ההידרופיליים (הנמשכים למים) מתארגנים באופן ספונטני כדי להתנגד לציטוזול המימי ולנוזל החוץ-תאי, בעוד שהאזורים ההידרופוביים (דוחי מים) "הזנב" פונים הרחק מהציטוזול והנוזל החוץ-תאי. דו-שכבת השומנים היא חדירה למחצה, ומאפשרת רק לחלק מהמולקולות להתפזר על פני הממברנה.

כולסטרול הוא מרכיב שומני נוסף של ממברנות תאי בעלי חיים. מולקולות כולסטרול מפוזרות באופן סלקטיבי בין פוספוליפידים של הממברנה. זה עוזר לשמור על ממברנות תאים קשיחות על ידי מניעת פוספוליפידים מארוזים בחוזקה מדי. כולסטרול נעדר בקרום התא הצמחי.

גליקוליפידים ממוקמים על פני השטח החיצוניים של קרומי התא ומחוברים אליהם באמצעות שרשרת פחמימות. הם עוזרים לתא לזהות תאים אחרים בגוף.

חלבוני ממברנה

קרום התא מכיל שני סוגים של חלבונים קשורים. חלבוני ממברנה היקפית הם חיצוניים ומקושרים אליו על ידי אינטראקציה עם חלבונים אחרים. חלבוני ממברנה אינטגרליים מוכנסים לממברנה ורובם עוברים דרכה. חלקים מהחלבונים הטרנסממברניים הללו ממוקמים משני צידיו.

לחלבוני ממברנת פלזמה יש מספר פונקציות שונות. חלבונים מבניים מספקים תמיכה וצורה לתאים. חלבוני קולטני ממברנה מסייעים לתאים לתקשר עם הסביבה החיצונית שלהם באמצעות שימוש בהורמונים, נוירוטרנסמיטורים ומולקולות איתות אחרות. חלבוני הובלה, כגון חלבונים כדוריים, נושאים מולקולות על פני ממברנות התא על ידי דיפוזיה קלה. לגליקופרוטאינים מחוברת שרשרת פחמימות. הם משובצים בקרום התא, ומסייעים בהחלפה והובלה של מולקולות.