Эсийн мембран- энэ бол дараахь үүргийг гүйцэтгэдэг эсийн мембран юм: эсийн агууламж ба гадаад орчныг тусгаарлах, бодисыг сонгон тээвэрлэх (эсийн гаднах орчинтой солилцох), зарим биохимийн урвалын газар, эсийн нэгдэл. эд эс болон хүлээн авах.
Эсийн мембраныг плазм (эс доторх) ба гадаад гэж хуваадаг. Аливаа мембраны гол шинж чанар нь хагас нэвчилт, өөрөөр хэлбэл зөвхөн тодорхой бодисыг нэвтрүүлэх чадвар юм. Энэ нь эс болон гадаад орчны хооронд сонгомол солилцоо эсвэл эсийн тасалгааны хооронд солилцоо хийх боломжийг олгодог.
Плазмын мембран нь липопротейн бүтэц юм. Липидүүд аяндаа хоёр давхарга (давхар давхарга) үүсгэдэг ба мембраны уураг дотор нь "хөвдөг". Мембран нь хэд хэдэн мянган янз бүрийн уураг агуулдаг: бүтцийн, тээвэрлэгч, фермент гэх мэт Уургийн молекулуудын хооронд гидрофилик бодисууд дамждаг нүхнүүд байдаг (липидийн давхар давхарга нь эсэд шууд нэвтрэхээс сэргийлдэг). Гликозил бүлгүүд (моносахарид ба полисахаридууд) нь эд эс үүсэх явцад эсийг таних үйл явцад оролцдог мембраны гадаргуу дээрх зарим молекулуудад наалддаг.
Мембран нь янз бүрийн зузаантай, ихэвчлэн 5-10 нм хооронд хэлбэлздэг. Зузаан нь амфифил липидийн молекулын хэмжээгээр тодорхойлогддог бөгөөд 5.3 нм байна. Мембраны зузааны цаашдын өсөлт нь мембраны уургийн цогцолборын хэмжээтэй холбоотой юм. Гадны нөхцлөөс хамааран (холестерол нь зохицуулагч) давхар давхаргын бүтэц өөрчлөгдөж, илүү нягт эсвэл шингэн болж хувирдаг - мембраны дагуух бодисын хөдөлгөөний хурд нь үүнээс хамаарна.
Эсийн мембранд: сийвэнгийн мембран, кариолемма, эндоплазмын торлог бүрхэвч, Гольджи аппарат, лизосом, пероксисом, митохондри, оруулга гэх мэт орно.
Липидүүд нь усанд уусдаггүй (гидрофобик), харин органик уусгагч, өөх тосонд уусдаг (липофиль чанар). Янз бүрийн мембран дахь липидийн найрлага нь ижил биш юм. Жишээлбэл, сийвэнгийн мембран нь маш их холестерин агуулдаг. Мембран дахь хамгийн түгээмэл липидүүд нь фосфолипид (глицерофосфатид), сфингомиелин (сфинголипид), гликолипид ба холестерин юм.
Фосфолипид, сфингомиелин, гликолипидууд нь функциональ байдлаар ялгаатай хоёр хэсгээс бүрддэг: цэнэг агуулдаггүй гидрофобик туйлтгүй хэсэг - өөх тосны хүчлээс бүрдэх "сүүл" ба цэнэгтэй туйлын "толгой" агуулсан гидрофиль хэсэг - спиртийн бүлгүүд (жишээлбэл, глицерин).
Молекулын гидрофобик хэсэг нь ихэвчлэн хоёр тосны хүчлээс бүрддэг. Хүчиллэгүүдийн нэг нь ханасан, хоёр дахь нь ханаагүй байна. Энэ нь липидийн хоёр давхаргат (билипид) мембраны бүтцийг аяндаа үүсгэх чадварыг тодорхойлдог. Мембран липидүүд нь дараахь үүргийг гүйцэтгэдэг: саад тотгор, тээвэрлэлт, уургийн бичил орчин, мембраны цахилгаан эсэргүүцэл.
Мембранууд нь уургийн молекулуудын багцаараа бие биенээсээ ялгаатай байдаг. Мембраны олон уургууд нь туйлт (цэнэг агуулсан) амин хүчлүүдээр баялаг хэсгүүд ба туйлт бус амин хүчлүүд (глицин, аланин, валин, лейцин) бүхий хэсгүүдээс бүрддэг. Мембраны липидийн давхарга дахь ийм уургууд нь тэдгээрийн туйлшгүй хэсгүүд нь липидийн гидрофоб хэсгүүд байрладаг мембраны "өөх" хэсэгт дүрэгдсэн байдаг. Эдгээр уургийн туйл (гидрофиль) хэсэг нь липидийн толгойтой харилцан үйлчилж, усан фазтай тулгардаг.
Биологийн мембран нь нийтлэг шинж чанартай байдаг:
мембран нь эсийн болон түүний тасалгааны агууламжийг холихыг зөвшөөрдөггүй хаалттай систем юм. Мембраны бүрэн бүтэн байдлыг зөрчих нь эсийн үхэлд хүргэдэг;
өнгөц (хавтгай, хажуугийн) хөдөлгөөн. Мембрануудад гадаргуу дээгүүр бодисын тасралтгүй хөдөлгөөн байдаг;
мембраны тэгш бус байдал. Гадна болон гадаргуугийн давхаргын бүтэц нь химийн, бүтэц, үйл ажиллагааны хувьд нэг төрлийн бус байдаг.
Мембранууд нь олон тооны өөр өөр үүргийг гүйцэтгэдэг:
мембран нь органелл эсвэл эсийн хэлбэрийг тодорхойлдог;
саад: дотоод болон гадаад тасалгааны хооронд уусдаг бодисын солилцоог хянах (жишээлбэл, Na +, K +, Cl - ионууд);
эрчим хүч: Митохондрийн дотоод мембран дээр ATP синтез ба хлоропластын мембран дахь фотосинтез; химийн урвал явагдах гадаргууг бүрдүүлэх (митохондрийн мембран дээрх фосфоржилт);
химийн дохиог хүлээн зөвшөөрөх бүтэц юм (даавар ба нейротрансмиттерийн рецепторууд мембран дээр байрладаг);
эс хоорондын харилцан үйлчлэлд үүрэг гүйцэтгэж, эсийн хөдөлгөөнийг дэмжинэ.
Мембранаар дамжин тээвэрлэх. Мембран нь уусдаг бодисыг сонгон нэвтрүүлэх чадвартай бөгөөд энэ нь дараахь зүйлд зайлшгүй шаардлагатай.
эсийн гаднах орчноос эсийг салгах;
эсэд нэвтрэн орох, шаардлагатай молекулуудыг (липид, глюкоз, амин хүчил гэх мэт) хадгалах, түүнчлэн бодисын солилцооны бүтээгдэхүүнийг (шаардлагагүй) эсээс зайлуулах;
трансмембран ионы градиентийг хадгалах.
Эсийн доторх эрхтэнүүд нь сонгомол нэвчилттэй мембрантай байж болно. Жишээлбэл, лизосомын мембран нь устөрөгчийн ионуудын (H+) концентрацийг цитозолоос 1000-10000 дахин их байлгадаг.
Мембранаар дамжин тээвэрлэх боломжтой идэвхгүй, хөнгөвчилсөнэсвэл идэвхтэй.
Идэвхгүй тээвэрлэлт- энэ нь концентраци эсвэл цахилгаан химийн градиентийн дагуу молекулууд эсвэл ионуудын хөдөлгөөн юм. Энэ нь плазмын мембранаар хий (жишээлбэл, O 2 ба CO 2) эсвэл энгийн молекулууд (этанол) нэвчихтэй адил энгийн тархалт байж болно. Энгийн тархалтын үед эсийн гаднах шингэнд ууссан жижиг молекулууд дараалан мембран дотор уусч, дараа нь эсийн доторх шингэнд уусдаг. Энэ үйл явц нь өвөрмөц бус бөгөөд мембранаар дамжин нэвтрэх хурд нь молекулын гидрофобикийн зэрэг, өөрөөр хэлбэл өөхний уусах чадвараар тодорхойлогддог. Липидийн давхар давхаргаар дамжих тархалтын хурд нь гидрофобик чанар, түүнчлэн мембран трансмембран концентрацийн градиент эсвэл цахилгаан химийн градиенттай шууд пропорциональ байна.
Хөнгөвчлөгдсөн тархалт гэдэг нь нэвчилт гэж нэрлэгддэг тусгай мембраны уургуудаар молекулуудын мембраныг хурдан хөдөлгөх явдал юм. Энэ процесс нь энгийн тархалтаас илүү хурдан явагддаг боловч тээврийн хурдны хязгаарлалттай байдаг.
Хөнгөвчлөх тархалт нь ихэвчлэн усанд уусдаг бодисын шинж чанартай байдаг. Ихэнх (бүгд биш бол) мембран тээвэрлэгчид уураг байдаг. Хөнгөвчлөх тархалтын үед тээвэрлэгчийн үйл ажиллагааны тодорхой механизмыг хангалттай судлаагүй байна. Тэд жишээлбэл, мембран дахь эргэлтийн хөдөлгөөнөөр тээвэрлэлтийг зуучилж чаддаг. Саяхан зөөвөрлөгч уургууд нь тээвэрлэж буй бодистой харьцахдаа хэлбэрээ өөрчилдөг бөгөөд үүний үр дүнд мембранд нэг төрлийн "хаалга" буюу суваг нээгддэг гэсэн мэдээлэл гарч ирэв. Эдгээр өөрчлөлтүүд нь тээвэрлэж буй бодис уурагтай холбогдох үед ялгарах энергийн улмаас үүсдэг. Мөн реле хэлбэрийн шилжүүлэг хийх боломжтой. Энэ тохиолдолд тээвэрлэгч өөрөө хөдөлгөөнгүй хэвээр байх бөгөөд ионууд түүний дагуу нэг гидрофилик холбооноос нөгөө рүү шилждэг.
Грамицидин антибиотик нь энэ төрлийн векторын загвар болж чадна. Мембраны липидийн давхаргад түүний урт шугаман молекул нь мушгиа хэлбэртэй бөгөөд К ион нь градиент дагуу шилжиж болох гидрофиль суваг үүсгэдэг.
Биологийн мембран дахь байгалийн суваг байгаа эсэхийг туршилтын нотолгоогоор олж авсан. Тээврийн уураг нь мембранаар дамждаг бодисын хувьд маш өвөрмөц бөгөөд олон шинж чанараараа ферменттэй төстэй байдаг. Тэд рН-д илүү мэдрэмтгий байдаг, тээвэрлэж буй бодистой төстэй бүтэцтэй нэгдлүүдээр өрсөлдөх чадвартай, уургийн тусгай функциональ бүлгийг өөрчилдөг бодисоор өрсөлдөх чадваргүй байдаг.
Хөнгөвчлөх тархалт нь энгийн тархалтаас хурдаараа төдийгүй ханах чадвараараа ялгаатай. Бодисын дамжуулалтын хурдны өсөлт нь зөвхөн тодорхой хязгаар хүртэл концентрацийн градиентийн өсөлттэй пропорциональ тохиолддог. Сүүлийнх нь тээвэрлэгчийн "хүч" -ээр тодорхойлогддог.
Идэвхтэй тээвэрлэлт нь АТФ-ийн гидролизийн энергийн улмаас ион эсвэл молекулуудын концентрацийн градиентийн эсрэг мембранаар дамжих хөдөлгөөн юм. Идэвхтэй ионы тээвэрлэлтийн үндсэн гурван төрөл байдаг.
натри-калийн шахуурга - Na + /K + -аденозин трифосфатаза (ATPase), Na + гадагш, K + дотор;
кальцийн (Ca 2+) шахуурга - Ca 2+ -ATPase, эс эсвэл цитозолоос Ca 2+-ийг саркоплазмын тор руу зөөдөг;
протоны насос - H + -ATPase. Идэвхтэй тээвэрлэлтээр үүссэн ионы градиентийг зарим амин хүчил, сахар (хоёрдогч идэвхтэй тээвэрлэлт) зэрэг бусад молекулуудыг идэвхтэй тээвэрлэхэд ашиглаж болно.
Хамтран тээвэрЭнэ нь ион эсвэл молекулыг өөр ион шилжүүлэхтэй холбосон тээвэрлэлт юм. Simport- хоёр молекулыг нэг чиглэлд нэгэн зэрэг шилжүүлэх; портын эсрэг- хоёр молекулыг эсрэг чиглэлд нэгэн зэрэг шилжүүлэх. Хэрэв тээвэрлэлт нь өөр ион шилжүүлэхтэй холбоогүй бол энэ процессыг нэрлэдэг uniport. Хамт тээвэрлэх нь хөнгөвчлөх тархалтын үед болон идэвхтэй тээвэрлэлтийн үед боломжтой.
Глюкозыг симпортын төрлийг ашиглан хөнгөвчлөх тархалтаар тээвэрлэж болно. Cl - ба HCO 3 - ионууд нь цусны улаан эсийн мембранаар дамждаг. Энэ тохиолдолд Cl - ба HCO 3 - эсрэг чиглэлд шилждэг бөгөөд дамжуулах чиглэлийг зонхилох концентрацийн градиентаар тодорхойлно.
Концентрацийн градиентийн эсрэг ионуудыг идэвхтэй зөөвөрлөхөд ATP-аас ADP-д гидролиз хийх явцад ялгарах энерги шаардагдана: ATP ADP + P (органик бус фосфат). Идэвхтэй тээвэрлэлт, түүнчлэн хөнгөвчлөх тархалт нь: өвөрмөц байдал, хамгийн дээд хурдны хязгаарлалт (өөрөөр хэлбэл кинетик муруй нь өндөрлөгт хүрдэг), дарангуйлагч байдаг. Жишээ нь Na + / K + - ATPase-ийн үндсэн идэвхтэй тээвэрлэлт юм. Энэхүү ферментийн антипорт системийг ажиллуулахын тулд Na +, K +, магнийн ионууд байх шаардлагатай. Энэ нь бараг бүх амьтны эсэд байдаг бөгөөд түүний концентраци нь ялангуяа өдөөдөг эдүүд (жишээлбэл, мэдрэл, булчингууд) болон сийвэнгийн мембранаар Na + хөдөлгөөнд идэвхтэй оролцдог эсүүдэд (жишээлбэл, бөөрний бор гадарт) байдаг. ба шүлсний булчирхай).
АТФаза фермент нь өөрөө 110 кДа 2 дэд нэгж, тус бүр нь 55 кДа гликопротейн 2 дэд нэгжээс бүрдсэн олигомер юм.. АТФ-ын гидролизийн явцад - дэд нэгж дээрх аспартатын тодорхой үлдэгдэл нь урвуу фосфоржуулж, -аспартамил фосфорыг үүсгэдэг. Na + ба Mg 2+, гэхдээ K + биш, харин фосфоргүйжүүлэхэд K + шаардлагатай боловч Na + эсвэл Mg 2+ биш. Өөр өөр энергийн түвшинтэй уургийн цогцолборын хоёр конформацийн төлөвийг тодорхойлсон бөгөөд эдгээрийг ихэвчлэн E 1 ба E 2 гэж нэрлэдэг тул ATPase гэж бас нэрлэдэг. E төрлийн вектор 1 - Э 2 . Зүрхний гликозид, жишээлбэл. дигоксинТэгээд ouabain, Ouabain нь усанд маш сайн уусдаг тул натрийн насосыг судлах туршилтын судалгаанд өргөн хэрэглэгддэг.
Na + / K + - ATPase хэрхэн ажилладаг талаар нийтээр хүлээн зөвшөөрсөн санаа нь дараах байдалтай байна. Na ба ATP ионууд нь Mg 2+ байгаа үед ATPase молекултай нэгддэг. Na ионуудыг холбох нь ATP-ийн гидролизийн урвалыг өдөөж, ADP болон ферментийн фосфоржуулсан хэлбэрийг үүсгэдэг. Фосфоржилт нь ферментийн уургийн шинэ конформацийн төлөвт шилжихэд хүргэдэг бөгөөд Na агуулсан бүс буюу бүсүүд гадаад орчинд өртдөг. Энд Na + нь K + -ээр солигддог, учир нь ферментийн фосфоржуулсан хэлбэр нь K ионуудтай холбоотой байдаг тул ферментийн урвуу шилжилт нь фосфорын бүлгийг гидролизийн аргаар устгах замаар эхэлдэг. органик бус фосфатын ба эсийн дотоод орон зайд K + ялгардаг. Ферментийн фосфоргүйжүүлсэн идэвхтэй хэсэг нь шинэ ATP молекулыг хавсаргах чадвартай бөгөөд мөчлөг давтагдана.
Шахуургын үр дүнд эсэд орж буй K ба Na ионуудын хэмжээ тэнцүү биш байна. Гурван хасагдсан Na ионуудын хувьд нэг ATP молекулын нэгэн зэрэг гидролиз болох хоёр К ионыг нэвтрүүлсэн байна. Мембраны эсрэг талын сувгийг нээх, хаах, Na, K-ийн холболтын үр ашгийн ээлжлэн өөрчлөгдөх нь ATP гидролизийн энергиээр хангадаг. Зөөврийн ионууд - Na ба K нь энэ ферментийн урвалын кофакторууд юм. Онолын хувьд энэ зарчмаар ажилладаг олон төрлийн насосыг төсөөлж болно, гэхдээ одоогоор цөөхөн нь мэдэгдэж байна.
Глюкозын тээвэрлэлт.Глюкозын тээвэрлэлт нь хөнгөвчилсөн тархалт эсвэл идэвхтэй тээвэрлэлтийн төрлөөр явагддаг бөгөөд эхний тохиолдолд унипорт, хоёр дахь тохиолдолд симпорт хэлбэрээр явагддаг. Глюкозыг хөнгөвчлөх тархалтаар цусны улаан эс рүү зөөвөрлөж болно. Цусны улаан эсэд глюкозыг тээвэрлэх Михаэлисын тогтмол (Км) нь ойролцоогоор 1.5 ммоль/л байна (өөрөөр хэлбэл энэ глюкозын концентрацид байгаа нэвчилтийн молекулуудын 50 орчим хувь нь глюкозын молекулуудтай холбогдоно). Хүний цусан дахь глюкозын концентраци 4-6 ммоль/л байдаг тул цусны улаан эсэд шингээлт нь бараг хамгийн дээд хурдтай явагддаг. Нэвчилтийн өвөрмөц байдал нь L-изомер нь D-галактоз ба D-маннозоос ялгаатай нь эритроцитод бараг дамждаггүй, харин тээвэрлэлтийн системийн хагас ханалтад хүрэхийн тулд илүү өндөр концентраци шаардлагатай байдагт аль хэдийн илэрдэг. Глюкоз нь эс дотор орсны дараа фосфоржилтод орж, эсээс гарах боломжгүй болдог. Глюкозын нэвчилтийг мөн D-гексоз нэвчилт гэж нэрлэдэг. Энэ нь 45 кДа молекул жинтэй салшгүй мембран уураг юм.
Бөөрний хоолой, гэдэсний хучуур эд зэрэг хэд хэдэн эд эсийн сийвэнгийн мембранд байдаг Na+-аас хамааралтай симпортын системээр глюкозыг зөөвөрлөх боломжтой. Энэ тохиолдолд нэг глюкозын молекулыг концентрацийн градиентийн эсрэг хөнгөвчлөх диффузоор, нэг Na ионыг концентрацийн градиентийн дагуу зөөвөрлөнө. Бүхэл систем нь эцсийн эцэст Na + / K + - ATPase шахах функцээр ажилладаг. Тиймээс симпорт нь хоёрдогч идэвхтэй тээврийн систем юм. Амин хүчлүүд ижил төстэй байдлаар тээвэрлэгддэг.
Ca 2+ насоснь салшгүй мембраны уурагаас бүрдэх E 1 - E 2 төрлийн идэвхтэй тээвэрлэлтийн систем бөгөөд Ca 2+ шилжүүлэх явцад аспартатын үлдэгдэлд фосфорждог. ATP молекул бүрийн гидролизийн явцад хоёр Са 2+ ион шилжинэ. Эукариот эсүүдэд Ca 2+ нь кальци холбогч уурагтай холбогдож чаддаг калмодулин, бүхэл бүтэн цогцолбор нь Ca 2+ насостой холбогддог. Ca 2+ холбогч уураг нь тропонин С ба парвалбумин агуулдаг.
Ca ионууд нь Na ионуудын нэгэн адил Ca 2+ -ATPase-ийн нөлөөгөөр эсээс идэвхтэй арилдаг. Эндоплазмын торлог бүрхэвч нь ялангуяа их хэмжээний кальцийн шахуургын уураг агуулдаг. ATP гидролиз ба Ca 2+ дамжуулалтад хүргэдэг химийн урвалын гинжин хэлхээг дараах тэгшитгэлийн хэлбэрээр бичиж болно.
2Ca n + ATP + E 1 Ca 2 - E - P + ADP
Ca 2 - E - P 2Ca ext + PO 4 3- + E 2
Гадна талд байрлах San - Ca2+ хаана байна;
Ca ext - Ca 2+ дотор байрлах;
E 1 ба E 2 нь тээвэрлэгч ферментийн өөр өөр бүтэц бөгөөд нэгээс нөгөөд шилжих нь ATP энергийг ашиглахтай холбоотой байдаг.
Цитоплазмаас H +-ийг идэвхтэй зайлуулах системийг электрон тээвэрлэх гинжин хэлхээний идэвхжил (улаан исэлдэлтийн гинж) ба ATP гидролиз гэсэн хоёр төрлийн урвалаар дэмждэг. Редокс ба гидролизийн H + шахуургууд нь гэрэл эсвэл химийн энергийг H + энерги болгон хувиргах чадвартай мембранд байрладаг (өөрөөр хэлбэл прокариотуудын плазмын мембран, хлоропласт ба митохондрийн коньюгацийн мембранууд). H + ATPase ба / эсвэл исэлдэлтийн гинжин хэлхээний ажлын үр дүнд протонууд шилжиж, мембран дээр протоны хөдөлгөгч хүч (H +) гарч ирдэг. Судалгаанаас харахад устөрөгчийн ионуудын электрохимийн градиент нь олон тооны метаболит - анион, амин хүчил, элсэн чихэр гэх мэт хосолсон тээвэрлэлтэд (хоёрдогч идэвхтэй тээвэрлэлт) ашиглагдаж болно.
Плазмын мембраны үйл ажиллагаатай холбоотой зүйл бол том молекул жинтэй хатуу ба шингэн бодисыг эсэд шингээх боломжийг олгодог. фагоцитозТэгээд пиноцитоз(Герчээс. фагос- Байгаа , пино- уух, эсүүд- эс). Эсийн мембран нь гаднаас бодисыг шингээдэг халаас буюу инвагинац үүсгэдэг. Дараа нь ийм нэвчилтүүд салж, гаднах орчны дусал (пиноцитоз) эсвэл хатуу тоосонцор (фагоцитоз) мембранаар хүрээлэгдсэн байдаг. Пиноцитоз нь янз бүрийн эсүүдэд, ялангуяа шингээх процесс явагддаг эрхтнүүдэд ажиглагддаг.
Эсийн мембран (плазмын мембран) нь эсийг хүрээлдэг нимгэн, хагас нэвчдэг мембран юм.
Эсийн мембраны үүрэг, үүрэг
Үүний үүрэг нь зарим чухал бодисыг эсэд нэвтрүүлэх, бусдыг нэвтрүүлэхээс сэргийлж дотоод орчны бүрэн бүтэн байдлыг хамгаалах явдал юм.
Энэ нь зарим организм болон бусадтай холбогдох үндэс болдог. Тиймээс плазмын мембран нь эсийн хэлбэрийг мөн хангадаг. Мембраны өөр нэг үүрэг бол эсийн өсөлтийг тэнцвэржүүлэх замаар зохицуулах явдал юм.
Эндоцитозын үед бодисыг шингээх үед липид, уураг нь эсийн мембранаас гадагшилдаг. Экзоцитозын үед липид, уураг агуулсан цэврүүнүүд эсийн мембрантай нэгдэж, эсийн хэмжээ нэмэгддэг. , мөөгөнцрийн эсүүд нь плазмын мембрантай байдаг. Жишээлбэл, дотоод хэсгүүд нь хамгаалалтын мембранаар бүрхэгдсэн байдаг.
Эсийн мембраны бүтэц
Плазмын мембран нь ихэвчлэн уураг, липидийн холимогоос бүрддэг. Бие дэх мембраны байршил, үүрэгээс хамааран липидүүд нь мембраны 20-80 хувийг бүрдүүлдэг ба үлдсэн хэсэг нь уураг байдаг. Липидүүд нь мембраны уян хатан байдлыг хангахад тусалдаг бол уураг нь эсийн химийг хянаж, хадгалж, молекулуудыг мембранаар дамжуулахад тусалдаг.
Мембран липидүүд
Фосфолипид нь плазмын мембраны үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Тэд липидийн давхар давхаргыг үүсгэдэг бөгөөд үүнд гидрофиль (ус татдаг) толгойн хэсгүүд нь усан цитозол ба эсийн гаднах шингэнтэй тулгардаг бол сүүлний гидрофоб (усны зэвүүн) хэсгүүд нь цитозол болон эсийн гаднах шингэнээс хол байдаг. Липидийн давхар давхарга нь хагас нэвчдэг бөгөөд зөвхөн зарим молекулууд мембранаар тархах боломжийг олгодог.
Холестерол нь амьтны эсийн мембраны өөр нэг липидийн бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Холестерины молекулууд нь мембран фосфолипидын хооронд сонгомол байдлаар тархдаг. Энэ нь фосфолипидууд хоорондоо хэт нягт наалдахаас сэргийлж эсийн мембраны хатуу байдлыг хадгалахад тусалдаг. Ургамлын эсийн мембранд холестерин байдаггүй.
Гликолипид нь эсийн мембраны гаднах гадаргуу дээр байрладаг бөгөөд тэдгээртэй нүүрс усны гинжээр холбогддог. Эдгээр нь эсэд биеийн бусад эсийг танихад тусалдаг.
Мембран уураг
Эсийн мембран нь хоёр төрлийн холбогдох уураг агуулдаг. Захын мембраны уургууд нь гаднах бөгөөд бусад уурагтай харилцан үйлчлэлцдэг. Интеграл мембраны уургууд нь мембранд нэвтэрч, ихэнх нь дамждаг. Эдгээр трансмембран уургийн хэсгүүд нь түүний хоёр талд байрладаг.
Плазмын мембраны уургууд нь хэд хэдэн өөр үүрэг гүйцэтгэдэг. Бүтцийн уураг нь эсийг дэмжиж, хэлбэр дүрсийг өгдөг. Мембран рецепторын уураг нь гормон, нейротрансмиттер болон бусад дохионы молекулуудыг ашиглан эсийг гадаад орчинтойгоо харилцахад тусалдаг. Бөмбөрцөг уургууд гэх мэт зөөвөрлөх уураг нь хялбар тархалтаар молекулуудыг эсийн мембранаар дамжуулдаг. Гликопротейн нь нүүрс усны гинжтэй байдаг. Эдгээр нь эсийн мембранд шингэж, молекулуудын солилцоо, тээвэрлэлтэд тусалдаг.
Органелл мембранууд
Зарим эсийн органеллууд нь хамгаалалтын мембранаар хүрээлэгдсэн байдаг. гол,
хязгаарлах ( саад) - эсийн агуулгыг гадаад орчноос тусгаарлах;
Эс болон хүрээлэн буй орчны хоорондын солилцоог зохицуулах;
Тэд эсийг бодисын солилцооны тодорхой замд зориулагдсан тасалгаа буюу тасалгаанд хуваадаг ( хуваах);
Энэ нь зарим химийн урвал (хлоропласт дахь фотосинтезийн гэрлийн урвал, митохондри дахь амьсгалын үед исэлдэлтийн фосфоржилт) явагддаг газар юм.
Олон эст организмын эд эсийн хоорондын холбоог хангах;
Тээвэрлэлт- трансмембран дамжуулалтыг гүйцэтгэдэг.
Хүлээн авагч- эдгээр нь гадны өдөөлтийг хүлээн зөвшөөрдөг рецепторуудын байрлал юм.
Бодисын тээвэрлэлтмембранаар дамжуулан - мембраны тэргүүлэх үүргүүдийн нэг бөгөөд эс ба гадаад орчны хоорондын бодисын солилцоог хангадаг. Бодис дамжуулах эрчим хүчний зарцуулалтаас хамааран тэдгээрийг дараахь байдлаар ялгана.
идэвхгүй тээвэрлэлт, эсвэл хөнгөвчлөх тархалт;
ATP ба ферментийн оролцоотой идэвхтэй (сонгомол) тээвэрлэлт.
мембран савлагаанд тээвэрлэх. Эндоцитоз (эс рүү) ба экзоцитоз (эсийн гадна) байдаг - мембранаар дамжин том тоосонцор ба макромолекулуудыг тээвэрлэх механизмууд. Эндоцитозын үед плазмын мембран нь инвагинацийг үүсгэж, ирмэгүүд нь нийлж, цэврүү цитоплазмд гардаг.
Цэврүү нь цитоплазмаас гадна цитоплазмын мембраны нэг хэсэг болох нэг мембранаар тусгаарлагддаг. Фагоцитоз ба пиноцитоз байдаг. Фагоцитоз гэдэг нь нэлээд хатуу том хэсгүүдийг шингээх явдал юм.
Жишээлбэл, лимфоцит, эгэл биетний фагоцитоз гэх мэт. Пиноцитоз нь шингэний дуслыг дотор нь ууссан бодисоор барьж авах, шингээх үйл явц юм. Экзоцитоз нь эсээс янз бүрийн бодисыг зайлуулах үйл явц юм. Экзоцитозын үед весикулын мембран буюу вакуол нь гаднах цитоплазмын мембрантай нийлдэг. Цэврүүний агуулгыг эсийн гадаргуугаас гадагшлуулж, мембран нь гаднах цитоплазмын мембранд ордог.Гол нь
идэвхгүй
Мембраны сувгаар тархах нь усны нүх үүсгэдэг тусгай суваг үүсгэгч уургууд байдгаас болж мембранаар нэвтэрч буй цэнэгтэй молекул ба ионуудыг (Na, K, Ca, Cl) тээвэрлэх явдал юм.
Хөнгөвчлөх тархалт нь тусгай тээвэрлэлтийн уураг ашиглан бодисыг тээвэрлэх явдал юм. Уураг бүр нь нарийн тодорхойлогдсон молекул эсвэл холбогдох молекулуудын бүлгийг хариуцаж, түүнтэй харилцан үйлчилж, мембранаар дамждаг. Жишээлбэл, сахар, амин хүчил, нуклеотид болон бусад туйлын молекулууд.
Идэвхтэй тээвэрлэлтцахилгаан химийн градиентийн эсрэг тээвэрлэгч уургууд (ATPase) -аар эрчим хүчний зарцуулалтаар хийгддэг. Үүний эх үүсвэр нь ATP молекулууд юм. Жишээлбэл, натри бол калийн шахуурга юм.
Эсийн доторх калийн агууламж гаднахаас хамаагүй өндөр, натрийн эсрэгээр. Тиймээс кали, натрийн катионууд нь концентрацийн градиент дагуу мембраны усны нүхээр идэвхгүй тархдаг. Энэ нь калийн ионуудын мембраны нэвчилт нь натрийн ионуудаас өндөр байдагтай холбон тайлбарладаг. Үүний дагуу кали нь эсээс натриас илүү хурдан тархдаг. Гэсэн хэдий ч эсийн хэвийн үйл ажиллагаанд 3 кали, 2 натрийн ионуудын тодорхой харьцаа шаардлагатай байдаг. Тиймээс мембранд натри-калийн шахуурга байдаг бөгөөд натри эсээс натри, калийг эс рүү идэвхтэй шахдаг. Энэ шахуурга нь конформацийн өөрчлөлт хийх чадвартай трансмембран мембран уураг юм. Тиймээс энэ нь кали ба натрийн ионуудыг (антипорт) өөртөө холбож чаддаг. Процесс нь эрчим хүч их шаарддаг:
Мембраны дотор талаас натрийн ион ба ATP молекул нь шахуургын уураг руу орж, калийн ионууд гаднаас орж ирдэг.
Натрийн ионууд нь уургийн молекултай нэгдэж, уураг нь ATPase-ийн идэвхийг олж авдаг, өөрөөр хэлбэл. шахуургыг хөдөлгөдөг энерги ялгарах дагалддаг ATP гидролизийг үүсгэх чадвар.
ATP-ийн гидролизийн үед ялгарсан фосфат нь уурагт наалддаг, өөрөөр хэлбэл. уураг фосфоржуулдаг.
Фосфоржилт нь уургийн бүтцийн өөрчлөлтийг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь натрийн ионыг хадгалах чадваргүй болгодог. Тэд суллагдсан бөгөөд эсийн гадна хөдөлдөг.
Уургийн шинэ хэлбэр нь түүнд калийн ионуудын наалдацыг дэмждэг.
Калийн ионы нэмэлт нь уургийн фосфоржилтыг үүсгэдэг. Энэ нь дахин загвараа өөрчилдөг.
Уургийн бүтцийн өөрчлөлт нь эсийн доторх калийн ионыг ялгаруулахад хүргэдэг.
Уураг дахин натрийн ионыг өөртөө хавсаргахад бэлэн байна.
Ашиглалтын нэг мөчлөгт насос нь эсээс 3 натрийн ионыг шахаж, 2 калийн ионыг шахдаг.
Цитоплазм- эсийн гадаргуугийн аппарат ба цөмийн хооронд байрлах эсийн зайлшгүй бүрэлдэхүүн хэсэг. Энэ нь дараахь зүйлсээс бүрдсэн нэг төрлийн бус бүтцийн цогцолбор юм.
гиалоплазм
органелл (цитоплазмын байнгын бүрэлдэхүүн хэсэг)
орцууд нь цитоплазмын түр зуурын бүрэлдэхүүн хэсэг юм.
Цитоплазмын матриц(гиалоплазм) нь эсийн дотоод агууламж - өнгөгүй, зузаан, тунгалаг коллоид уусмал. Цитоплазмын матрицын бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь эсэд биосинтезийн процессыг явуулдаг бөгөөд гол төлөв агааргүй гликолизийн улмаас эрчим хүч үйлдвэрлэхэд шаардлагатай ферментүүдийг агуулдаг.
Цитоплазмын матрицын үндсэн шинж чанарууд.
Эсийн коллоид шинж чанарыг тодорхойлдог. Вакуолын системийн эсийн доторх мембрантай хамт үүнийг маш олон төрлийн эсвэл олон фазын коллоид систем гэж үзэж болно.
Гадны болон дотоод хүчин зүйлийн нөлөөн дор үүсдэг цитоплазмын зуурамтгай чанар, гель (зузаан) -аас уусмал (илүү шингэн) руу шилжих шилжилтийг хангадаг.
Циклоз, амебоид хөдөлгөөн, эсийн хуваагдал, хроматофор дахь пигментийн хөдөлгөөнийг хангадаг.
Эсийн доторх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн байршлын туйлшралыг тодорхойлно.
Эсийн механик шинж чанарыг хангадаг - уян хатан чанар, нэгдэх чадвар, хатуу байдал.
Органеллууд- эсийн тодорхой үүргийг гүйцэтгэдэг байнгын эсийн бүтэц. Бүтцийн онцлогоос хамааран дараахь зүйлүүд байдаг.
мембраны эрхтэнүүд - мембран бүтэцтэй.
Эдгээр нь нэг мембран (ER, Голги аппарат, лизосом, ургамлын эсийн вакуоль) байж болно. Давхар мембран (митохондри, пластид, цөм).
Мембран бус органеллууд - мембран бүтэцгүй (хромосом, рибосом, эсийн төв, цитоскелетон).
Ерөнхий зориулалтын органеллууд нь бүх эсийн онцлог шинж юм: цөм, митохондри, эсийн төв, Гольджи аппарат, рибосом, EPS, лизосом. Органеллууд нь тодорхой төрлийн эсийн онцлог шинж чанартай бол тэдгээрийг тусгай органелл гэж нэрлэдэг (жишээлбэл, булчингийн эсийг агшаадаг миофибрил).Эндоплазмын торлог бүрхэвч
- мембран нь гуурсан хоолой, микровакуол, том цистерн шиг харагддаг олон нэвчилт, атираа үүсгэдэг нэг тасралтгүй бүтэц. ER мембран нь нэг талаас эсийн цитоплазмын мембрантай, нөгөө талаас цөмийн мембраны гаднах бүрхүүлтэй холбогддог.
Барзгар эсвэл мөхлөгт ER-д цистерн ба гуурсан хоолой нь рибосомтой холбоотой байдаг. нь мембраны гадна тал юм. Энэ бол мембраны дотоод тал юм.
Тэдний функциональ шинж чанараас хамааран эсийн мембраныг гүйцэтгэдэг 9 функцийг хувааж болно.
Эсийн мембраны үүрэг:
1. Тээвэрлэлт. Эсээс эс рүү бодисыг зөөвөрлөнө;
2. Хаалт. Сонгомол нэвчилттэй, шаардлагатай бодисын солилцоог хангадаг;
3. Хүлээн авагч. Мембран дахь зарим уураг нь рецепторууд байдаг;
4. Механик. Эс болон түүний механик бүтцийн бие даасан байдлыг хангадаг;
5. Матриц. Матрицын уургийн оновчтой харилцан үйлчлэл, чиг баримжаа олгох;
6. Эрчим хүч. Мембран нь митохондри дахь эсийн амьсгалын үед энерги дамжуулах системийг агуулдаг;
7. Ферментийн. Мембран уураг нь заримдаа фермент юм. Жишээлбэл, гэдэсний эсийн мембран;
8. Тэмдэглэгээ. Мембран нь эсийг тодорхойлох боломжийг олгодог антиген (гликопротейн) агуулдаг;
9. Үүсгэх. Биопотенциал үүсгэх, дамжуулах ажлыг гүйцэтгэдэг.
Амьтны эс эсвэл ургамлын эсийн бүтцийн жишээг ашиглан эсийн мембран ямар байдгийг харж болно.
Зураг нь эсийн мембраны бүтцийг харуулж байна.
Эсийн мембраны бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд эсийн мембраны янз бүрийн уураг (бөмбөрцөг, захын, гадаргуу), түүнчлэн эсийн мембраны липидүүд (гликолипид, фосфолипид) орно. Мөн эсийн мембраны бүтцэд нүүрс ус, холестерин, гликопротеин, уураг альфа спираль байдаг.
Эсийн мембраны найрлага
Эсийн мембраны үндсэн найрлагад дараахь зүйлс орно.
1. Уургууд - мембраны янз бүрийн шинж чанарыг хариуцдаг;
2. Гурван төрлийн липид (фосфолипид, гликолипид, холестерин) мембраны хөшүүн байдлыг хариуцдаг.
Эсийн мембраны уураг:
1. Бөмбөрцөг хэлбэрийн уураг;
2. Гадаргуугийн уураг;
3. Захын уураг.
Эсийн мембраны үндсэн зорилго
Эсийн мембраны үндсэн зорилго:
1. Эс болон хүрээлэн буй орчны солилцоог зохицуулах;
2. Аливаа эсийн агуулгыг гадаад орчноос тусгаарлаж, улмаар түүний бүрэн бүтэн байдлыг хангах;
3. Эсийн доторх мембранууд нь эсийг тусгай хаалттай тасалгаанууд - хүрээлэн буй орчны тодорхой нөхцөлийг хадгалдаг органелл буюу тасалгаа болгон хуваадаг.
Эсийн мембраны бүтэц
Эсийн мембраны бүтэц нь шингэн фосфолипидын матрицад ууссан бөмбөрцөг хэлбэрийн интеграл уургийн хоёр хэмжээст уусмал юм. Мембраны бүтцийн энэ загварыг 1972 онд Николсон, Сингер хоёр эрдэмтэн санал болгосон. Тиймээс мембраны үндэс нь молекулуудын эмх цэгцтэй зохион байгуулалттай хоёр молекул липидийн давхарга юм.
