Struktura e membranës qelizore. Membrana qelizore

Membrana qelizore - strukturë molekulare që përbëhet nga lipide dhe proteina. Karakteristikat dhe funksionet e tij kryesore:

• ndarja e përmbajtjes së çdo qelize nga mjedisi i jashtëm, duke siguruar integritetin e saj;
• kontrolli dhe vendosja e shkëmbimit ndërmjet mjedisit dhe qelizës;
• membranat ndërqelizore e ndajnë qelizën në ndarje të veçanta: organele ose ndarje.

Fjala "membranë" në latinisht do të thotë "film". Nëse flasim për membranën qelizore, atëherë është një kombinim i dy filmave që kanë veti të ndryshme.

Membrana biologjike përfshin tre lloje të proteinave:

1. periferike - e vendosur në sipërfaqen e filmit;
2. Integrale - depërton plotësisht në membranë;
3. Gjysmë-integrale - një fund depërton në shtresën bilipidike.

Çfarë funksionesh kryen membrana qelizore?

1. Muri qelizor është një membranë qelizore e qëndrueshme që ndodhet jashtë membranës citoplazmike. Kryen funksione mbrojtëse, transportuese dhe strukturore. I pranishëm në shumë bimë, baktere, kërpudha dhe arkea.

2. Siguron një funksion pengues, domethënë metabolizëm selektiv, të rregulluar, aktiv dhe pasiv me mjedisin e jashtëm.

3. I aftë për të transmetuar dhe ruajtur informacione, si dhe merr pjesë në procesin e riprodhimit.

4. Kryen një funksion transporti që mund të transportojë substanca brenda dhe jashtë qelizës përmes membranës.

5. Membrana qelizore ka përçueshmëri njëkahëshe. Falë kësaj, molekulat e ujit mund të kalojnë nëpër membranën qelizore pa vonesë, dhe molekulat e substancave të tjera depërtojnë në mënyrë selektive.

6. Me ndihmën e membranës qelizore fitohet uji, oksigjeni dhe lëndët ushqyese dhe nëpërmjet tij largohen produktet e metabolizmit qelizor.

7. Kryen metabolizmin qelizor përmes membranave, dhe mund t'i kryejë ato duke përdorur 3 lloje kryesore reaksionesh: pinocitozë, fagocitozë, ekzocitozë.

8. Membrana siguron specifikën e kontakteve ndërqelizore.

9. Membrana përmban receptorë të shumtë që janë të aftë të perceptojnë sinjale kimike - ndërmjetës, hormone dhe shumë substanca të tjera aktive biologjike. Pra ka fuqinë të ndryshojë aktivitetin metabolik të qelizës.

10. Karakteristikat dhe funksionet themelore të membranës qelizore:

• Matricë
• Barriera
• Transporti
• Energjisë
• Mekanike
• Enzimatike
• Receptor
• Mbrojtëse
• Shënimi
• Biopotenciali

Çfarë funksioni kryen membrana plazmatike në një qelizë?

1. Kufizon përmbajtjen e qelizës;
2. Kryen hyrjen e substancave në qelizë;
3. Siguron heqjen e një numri substancash nga qeliza.

Struktura e membranës qelizore

Membranat qelizore përfshijnë lipide të 3 klasave:

• Glikolipidet;
• Fosfolipide;
• Kolesteroli.

Në thelb, membrana qelizore përbëhet nga proteina dhe lipide dhe ka një trashësi jo më shumë se 11 nm. Nga 40 deri në 90% e të gjitha lipideve janë fosfolipide. Është gjithashtu e rëndësishme të theksohen glikolipidet, të cilat janë një nga përbërësit kryesorë të membranës.

Struktura e membranës qelizore është me tre shtresa. Në qendër ka një shtresë homogjene bilipidike të lëngshme, dhe proteinat e mbulojnë atë në të dy anët (si një mozaik), duke depërtuar pjesërisht në trashësi. Proteinat janë gjithashtu të nevojshme që membrana të lejojë substanca të veçanta brenda dhe jashtë qelizave që nuk mund të depërtojnë në shtresën yndyrore. Për shembull, jonet e natriumit dhe kaliumit.

• Kjo është interesante -

Struktura e qelizave - video

Natyra ka krijuar shumë organizma dhe qeliza, por pavarësisht kësaj, struktura dhe shumica e funksioneve të membranave biologjike janë të njëjta, gjë që bën të mundur ekzaminimin e strukturës së tyre dhe studimin e vetive të tyre kryesore pa u lidhur me një lloj të caktuar qelize.

Çfarë është një membranë?

Membranat janë një element mbrojtës që është pjesë përbërëse e qelizës së çdo organizmi të gjallë.

Njësia strukturore dhe funksionale e të gjithë organizmave të gjallë në planet është qeliza. Aktiviteti i tij jetësor është i lidhur pazgjidhshmërisht me mjedisin me të cilin shkëmben energji, informacion dhe lëndë. Kështu, energjia ushqyese e nevojshme për funksionimin e qelizës vjen nga jashtë dhe shpenzohet për funksionet e saj të ndryshme.

Struktura e njësisë strukturore më të thjeshtë të një organizmi të gjallë: membrana e organeleve, përfshirje të ndryshme. Ai është i rrethuar nga një membranë, brenda së cilës ndodhet bërthama dhe të gjitha organelet. Këto janë mitokondria, lizozomet, ribozomet, retikulumi endoplazmatik. Çdo element strukturor ka membranën e vet.

Roli në aktivitetin e qelizave

Membrana biologjike luan një rol kryesor në strukturën dhe funksionimin e një sistemi elementar të jetesës. Vetëm një qelizë e rrethuar nga një guaskë mbrojtëse me të drejtë mund të quhet organizëm. Një proces i tillë si metabolizmi kryhet gjithashtu për shkak të pranisë së një membrane. Nëse integriteti i tij strukturor prishet, kjo çon në një ndryshim në gjendjen funksionale të trupit në tërësi.

Membrana qelizore dhe funksionet e saj

Ndan citoplazmën e qelizës nga mjedisi i jashtëm ose nga membrana. Membrana qelizore siguron kryerjen e duhur të funksioneve specifike, specifikën e kontakteve ndërqelizore dhe manifestimet imune, dhe ruan ndryshimin transmembranor në potencialin elektrik. Ai përmban receptorë që mund të perceptojnë sinjale kimike - hormone, ndërmjetës dhe përbërës të tjerë aktivë biologjikë. Këta receptorë i japin asaj një aftësi tjetër - për të ndryshuar aktivitetin metabolik të qelizës.

Funksionet e membranës:

1. Transferimi aktiv i substancave.

2. Transferimi pasiv i substancave:

2.1. Difuzioni është i thjeshtë.

2.2. Transferimi përmes poreve.

2.3. Transporti kryhet nga difuzioni i një transportuesi së bashku me një substancë membranore ose duke transmetuar një substancë përgjatë zinxhirit molekular të transportuesit.

3. Transferimi i jo-elektroliteve për shkak të difuzionit të thjeshtë dhe të lehtësuar.

Struktura e membranës qelizore

Përbërësit e membranës qelizore janë lipidet dhe proteinat.

Lipidet: fosfolipide, fosfatidiletanolaminë, sfingomielinë, fosfatidilinozitol dhe fosfatidilserinë, glikolipide. Përqindja e lipideve është 40-90%.

Proteinat: periferike, integrale (glikoproteinat), spektrin, aktin, citoskelet.

Elementi kryesor strukturor është një shtresë e dyfishtë e molekulave fosfolipide.

Membrana e çatisë: përkufizimi dhe tipologjia

Disa statistika. Në territorin e Federatës Ruse, membrana është përdorur si material mbulimi jo shumë kohë më parë. Pjesa e kulmeve membranore nga numri i përgjithshëm i pllakave të çatisë së butë është vetëm 1.5%. Çatitë e bitumit dhe mastikës janë bërë më të përhapura në Rusi. Por në Evropën Perëndimore, pjesa e çatisë së membranës është 87%. Dallimi është i dukshëm.

Si rregull, membrana si materiali kryesor kur mbulon çatinë është ideale për çatitë e sheshta. Për ata me një pjerrësi të madhe është më pak i përshtatshëm.

Vëllimet e prodhimit dhe shitjeve të çatisë së membranës në tregun vendas kanë një tendencë pozitive rritjeje. Pse? Arsyet janë më se të qarta:

• Jeta e shërbimit është rreth 60 vjet. Vetëm imagjinoni, vetëm periudha e garancisë së përdorimit, e cila përcaktohet nga prodhuesi, arrin 20 vjet.
• Lehtë për t'u instaluar. Për krahasim: instalimi i një çati bitumi zgjat 1,5 herë më shumë se instalimi i një çati membranore.
• Lehtësia e punës së mirëmbajtjes dhe riparimit.

Trashësia e membranave të çatisë mund të jetë 0.8-2 mm, dhe pesha mesatare e një metër katror është 1.3 kg.

Karakteristikat e membranave të çatisë:

• elasticitet;
• forca;
• rezistenca ndaj rrezeve ultravjollcë dhe mjediseve të tjera agresive;
• rezistenca ndaj ngricave;
• rezistencë ndaj zjarrit.

Ekzistojnë tre lloje të membranave për çati. Tipari kryesor i klasifikimit është lloji i materialit polimer që përbën bazën e kanavacës. Pra, membranat e çatisë janë:

• që i përkasin grupit EPDM, janë bërë në bazë të monomerit të polimerizuar etilen-propilen-dien, ose thënë thjesht, Përparësitë: forcë e lartë, elasticitet, rezistencë ndaj ujit, mirëdashësi mjedisore, kosto të ulët. Disavantazhet: teknologji ngjitëse për bashkimin e fletëve duke përdorur një shirit të veçantë, forcë e ulët e nyjeve. Fusha e aplikimit: përdoret si material hidroizolues për dyshemetë e tuneleve, burimet e ujit, objektet e depozitimit të mbetjeve, rezervuarët artificialë dhe natyrorë, etj.
• Membrana PVC. Këto janë predha në prodhimin e të cilave klorur polivinil përdoret si materiali kryesor. Avantazhet: Rezistenca ndaj rrezeve ultraviolet, rezistenca ndaj zjarrit, gamë e gjerë ngjyrash e pëlhurave membranore. Disavantazhet: rezistencë e ulët ndaj materialeve bituminoze, vajrave, tretësve; lëshon substanca të dëmshme në atmosferë; Ngjyra e kanavacës zbehet me kalimin e kohës.
• TPO. Bërë nga olefina termoplastike. Ato mund të jenë të përforcuara ose të pa përforcuara. Të parët janë të pajisur me një rrjetë poliesteri ose pëlhurë tekstil me fije qelqi. Përparësitë: mirëdashësi mjedisore, qëndrueshmëri, elasticitet i lartë, rezistencë ndaj temperaturës (si në temperatura të larta ashtu edhe në të ulëta), nyje të salduara të qepjeve të pëlhurës. Disavantazhet: kategoria e çmimeve të larta, mungesa e prodhuesve në tregun vendas.

Membrana e profilizuar: karakteristikat, funksionet dhe avantazhet

Membranat e profilizuara janë një risi në tregun e ndërtimit. Kjo membranë përdoret si material hidroizolues.

Substanca e përdorur në prodhim është polietileni. Ky i fundit vjen në dy lloje: polietileni me densitet të lartë (HDPE) dhe polietileni me densitet të ulët (LDPE).

Membrana e profilizuar e bërë nga polietileni me presion të lartë ka një sipërfaqe të veçantë - puçrra të zbrazëta. Lartësia e këtyre formacioneve mund të ndryshojë nga 7 në 20 mm. Sipërfaqja e brendshme e membranës është e lëmuar. Kjo lejon përkuljen pa probleme të materialeve të ndërtimit.

Ndryshimi i formës së seksioneve individuale të membranës është i përjashtuar, pasi presioni shpërndahet në mënyrë të barabartë në të gjithë zonën e saj për shkak të pranisë së të njëjtave zgjatime. Gjeomembrana mund të përdoret si izolim i ventilimit. Në këtë rast, sigurohet shkëmbim i lirë i nxehtësisë brenda ndërtesës.

Përparësitë e membranave të profilizuara:

• forca e rritur;
• rezistenca ndaj nxehtësisë;
• rezistenca ndaj ndikimeve kimike dhe biologjike;
• jetë e gjatë shërbimi (më shumë se 50 vjet);
• lehtësia e instalimit dhe mirëmbajtjes;
• çmim të përballueshëm.

Membranat e profilizuara vijnë në tre lloje:

• me pëlhurë me një shtresë;
• me pëlhurë dyshtresore = gjeotekstile + membranë kulluese;
• me pëlhurë treshtresore = sipërfaqe e rrëshqitshme + gjeotekstile + membranë kulluese.

Një membranë e profilizuar me një shtresë përdoret për të mbrojtur hidroizolimin kryesor, instalimin dhe çmontimin e përgatitjes së betonit të mureve me lagështi të lartë. Një mbrojtës me dy shtresa përdoret gjatë instalimit Ai përbëhet nga tre shtresa dhe përdoret në tokë që është e ndjeshme ndaj ngricave dhe në tokë të thellë.

Zonat e përdorimit të membranave kulluese

Membrana e profilizuar e gjen aplikimin e saj në fushat e mëposhtme:

1. Hidroizolimi bazë i themelit. Siguron mbrojtje të besueshme kundër ndikimit shkatërrues të ujërave nëntokësore, sistemeve rrënjësore të bimëve, rrëshqitjes së tokës dhe dëmtimeve mekanike.
2. Drenazhimi i murit të themelit. Neutralizon efektet e ujërave nëntokësore dhe të reshjeve atmosferike duke i transportuar në sistemet e kullimit.
3. Lloji horizontal - mbrojtje kundër deformimeve për shkak të veçorive strukturore.
4. Analoge me përgatitjen e betonit. Përdoret në rastin e punimeve ndërtimore për ndërtimin e ndërtesave në një zonë me ujëra nëntokësore të ulëta, në rastet kur hidroizolimi horizontal përdoret për të mbrojtur nga lagështia kapilar. Gjithashtu, funksionet e membranës së profilizuar përfshijnë parandalimin e kalimit të qumështit të çimentos në tokë.
5. Ventilimi i sipërfaqeve të mureve me nivele të larta lagështie. Mund të instalohet si nga brenda ashtu edhe jashtë dhomës. Në rastin e parë, qarkullimi i ajrit aktivizohet, dhe në të dytën, sigurohet lagështia dhe temperatura optimale.
6. Përdoret çati me përmbysje.

Membrana e superdifuzionit

Membrana superdifuzion është një material i gjeneratës së re, qëllimi kryesor i të cilit është të mbrojë elementët e strukturës së çatisë nga era, reshjet dhe avulli.

Prodhimi i materialit mbrojtës bazohet në përdorimin e substancave jo të endura, fibrave të dendura të cilësisë së lartë. Membranat me tre dhe katër shtresa janë të njohura në tregun vendas. Shqyrtimet nga ekspertët dhe konsumatorët konfirmojnë se sa më shumë shtresa të bazohet një strukturë, aq më të forta janë funksionet e saj mbrojtëse, dhe për këtë arsye aq më i lartë është efikasiteti energjetik i dhomës në tërësi.

Në varësi të llojit të çatisë, karakteristikave të tij të projektimit dhe kushteve klimatike, prodhuesit rekomandojnë t'i jepet përparësi një ose një lloji tjetër të membranës difuzive. Pra, ekzistojnë për çati me pjerrësi të strukturave komplekse dhe të thjeshta, për çati me pjerrësi me pjerrësi minimale, për çati me mbulesë tegel etj.

Membrana e superdifuzionit vendoset direkt në shtresën termoizoluese, dyshemeja e bërë me dërrasa. Nuk ka nevojë për një hendek ventilimi. Materiali fiksohet me kapëse speciale ose gozhda çeliku. Skajet e fletëve të difuzionit janë bashkuar dhe puna mund të kryhet edhe në kushte ekstreme: në shpërthime të forta ere, etj.

Përveç kësaj, veshja në fjalë mund të përdoret si një mbulesë e përkohshme e çatisë.

Membranat PVC: thelbi dhe qëllimi

Membranat PFC janë një material mbulimi i bërë nga klorur polivinil dhe kanë veti elastike. Ky material modern i çatisë ka zëvendësuar plotësisht analogët e rrotullave të bitumit, të cilët kanë një pengesë të konsiderueshme - nevojën për mirëmbajtje dhe riparim sistematik. Sot, tiparet karakteristike të membranave PVC bëjnë të mundur përdorimin e tyre kur kryeni punë riparimi në çatitë e vjetra të sheshta. Ato përdoren gjithashtu kur vendosen çati të reja.

Një çati e bërë nga ky material është e lehtë për t'u përdorur dhe instalimi i saj mund të bëhet në çdo lloj sipërfaqeje, në çdo kohë të vitit dhe në çdo kusht moti. Membrana PVC ka këto karakteristika:

• forca;
• qëndrueshmëri kur ekspozohet ndaj rrezeve UV, llojeve të ndryshme të reshjeve, ngarkesave pika dhe sipërfaqësore.

Falë vetive të tyre unike, membranat PVC do t'ju shërbejnë me besnikëri për shumë vite. Jetëgjatësia e një çatie të tillë është e barabartë me jetëgjatësinë e vetë ndërtesës, ndërsa materialet e çatisë me rrotulla kërkojnë riparime të rregullta, dhe në disa raste, çmontim të plotë dhe instalim të një dyshemeje të re.

Fletët e membranës PVC lidhen me njëra-tjetrën me saldim të nxehtë, temperatura e së cilës është në intervalin 400-600 gradë Celsius. Kjo lidhje është plotësisht e mbyllur.

Avantazhet e membranave PVC

Përparësitë e tyre janë të dukshme:

• fleksibiliteti i sistemit të çatisë, i cili i përshtatet më së miri projektit të ndërtimit;
• shtresë lidhëse e qëndrueshme, hermetike midis fletëve të membranës;
• tolerancë ideale ndaj ndryshimeve klimatike, kushteve të motit, temperaturës, lagështisë;
• rritja e përshkueshmërisë së avullit, e cila nxit avullimin e lagështirës së grumbulluar në hapësirën nën çati;
• shumë opsione ngjyrash;
• vetitë e zjarrit;
• aftësia për të ruajtur vetitë dhe pamjen e saj origjinale për një periudhë të gjatë;
• Membrana PVC është një material absolutisht miqësor ndaj mjedisit, i cili konfirmohet nga certifikatat përkatëse;
• procesi i instalimit është i mekanizuar, kështu që nuk do të marrë shumë kohë;
• rregullat e funksionimit lejojnë instalimin e shtesave të ndryshme arkitekturore direkt në krye të vetë çatisë së membranës PVC;
• instalimi me një shtresë do të kursejë paratë tuaja;
• lehtësinë e mirëmbajtjes dhe riparimit.

Pëlhurë membranore

Pëlhura e membranës është e njohur për industrinë e tekstilit për një kohë të gjatë. Këpucët dhe veshjet janë bërë nga ky material: të rritur dhe fëmijë. Membrana është baza e pëlhurës së membranës, e paraqitur në formën e një filmi të hollë polimer dhe që ka karakteristika të tilla si hidroizolimi dhe përshkueshmëria e avullit. Për prodhimin e këtij materiali, ky film është i veshur me shtresa mbrojtëse të jashtme dhe të brendshme. Struktura e tyre përcaktohet nga vetë membrana. Kjo bëhet për të ruajtur të gjitha pronat e dobishme edhe në rast dëmtimi. Me fjalë të tjera, veshja e membranës nuk laget kur ekspozohet ndaj reshjeve në formën e borës ose shiut, por në të njëjtën kohë lejon që avulli të kalojë nga trupi në mjedisin e jashtëm. Ky xhiro lejon lëkurën të marrë frymë.

Duke marrë parasysh të gjitha sa më sipër, mund të konkludojmë se veshjet ideale të dimrit janë bërë nga pëlhura e tillë. Membrana në bazën e pëlhurës mund të jetë:

• me pore;
• pa pore;
• të kombinuara.

Membranat, të cilat kanë shumë mikropore, përmbajnë Teflon. Dimensionet e poreve të tilla nuk arrijnë as përmasat e një pike uji, por janë më të mëdha se një molekulë uji, gjë që tregon rezistencën ndaj ujit dhe aftësinë për të hequr djersën.

Membranat që nuk kanë pore zakonisht bëhen nga poliuretani. Shtresa e tyre e brendshme përqendron të gjitha sekrecionet e djersës dhe yndyrës së trupit të njeriut dhe i shtyn ato jashtë.

Struktura e membranës së kombinuar nënkupton praninë e dy shtresave: poroze dhe të lëmuar. Kjo pëlhurë ka karakteristika të cilësisë së lartë dhe do të zgjasë për shumë vite.

Falë këtyre avantazheve, rrobat dhe këpucët e bëra nga pëlhura membranore dhe të destinuara për t'u veshur në sezonin e dimrit janë të qëndrueshme, por të lehta dhe ofrojnë mbrojtje të shkëlqyer nga ngrica, lagështia dhe pluhuri. Ato janë thjesht të domosdoshme për shumë lloje aktive të rekreacionit dhe alpinizmit dimëror.

Citoplazma- një pjesë e detyrueshme e qelizës, e mbyllur midis membranës plazmatike dhe bërthamës; ndahet në hialoplazmë (substanca kryesore e citoplazmës), organele (përbërës të përhershëm të citoplazmës) dhe inkluzione (përbërës të përkohshëm të citoplazmës). Përbërja kimike e citoplazmës: baza është uji (60-90% e masës totale të citoplazmës), komponime të ndryshme organike dhe inorganike. Citoplazma ka një reaksion alkalik. Një tipar karakteristik i citoplazmës së një qelize eukariote është lëvizja e vazhdueshme ( cikloza). Ai zbulohet kryesisht nga lëvizja e organeleve qelizore, siç janë kloroplastet. Nëse lëvizja e citoplazmës ndalet, qeliza vdes, pasi vetëm duke qenë në lëvizje të vazhdueshme mund të kryejë funksionet e saj.

hialoplazma ( citosol) është një tretësirë ​​koloidale e pangjyrë, rrëshqitëse, e trashë dhe transparente. Është në të që zhvillohen të gjitha proceset metabolike, siguron ndërlidhjen e bërthamës dhe të gjitha organeleve. Në varësi të mbizotërimit të pjesës së lëngshme ose molekulave të mëdha në hialoplazmë, dallohen dy forma të hialoplazmës: sol- hialoplazmë më e lëngshme dhe xhel- hialoplazmë më e trashë. Tranzicionet e ndërsjella janë të mundshme midis tyre: xhel shndërrohet në sol dhe anasjelltas.

Funksionet e citoplazmës:

1. duke kombinuar të gjithë komponentët e qelizave në një sistem të vetëm,
2. mjedis për kalimin e shumë proceseve biokimike dhe fiziologjike,
3. mjedis për ekzistencën dhe funksionimin e organeleve.

Membranat qelizore

Membranat qelizore kufizojnë qelizat eukariote. Në secilën membranë qelizore, mund të dallohen të paktën dy shtresa. Shtresa e brendshme është ngjitur me citoplazmën dhe përfaqësohet nga membrana plazmatike(sinonimet - plazmalema, membrana qelizore, membrana citoplazmike), mbi të cilën formohet shtresa e jashtme. Në një qelizë shtazore është e hollë dhe quhet glikokaliks(i formuar nga glikoproteinat, glikolipidet, lipoproteinat), në një qelizë bimore - e trashë, e quajtur muri qelizor(i formuar nga celuloza).

Të gjitha membranat biologjike kanë karakteristika dhe veti të përbashkëta strukturore. Aktualisht është përgjithësisht e pranuar model mozaiku fluid i strukturës së membranës. Baza e membranës është një shtresë e dyfishtë lipidike e formuar kryesisht nga fosfolipidet. Fosfolipidet janë trigliceride në të cilat një mbetje e acidit yndyror zëvendësohet nga një mbetje e acidit fosforik; Seksioni i molekulës që përmban mbetjen e acidit fosforik quhet kokë hidrofile, pjesët që përmbajnë mbetjet e acideve yndyrore quhen bishta hidrofobike. Në membranë, fosfolipidet janë të renditura në mënyrë strikte: bishtat hidrofobikë të molekulave janë përballë njëra-tjetrës dhe kokat hidrofile drejtohen nga jashtë, drejt ujit.

Përveç lipideve, membrana përmban proteina (mesatarisht ≈ 60%). Ato përcaktojnë shumicën e funksioneve specifike të membranës (transportimi i molekulave të caktuara, katalizimi i reaksioneve, marrja dhe shndërrimi i sinjaleve nga mjedisi, etj.). Ka: 1) proteinat periferike(e vendosur në sipërfaqen e jashtme ose të brendshme të shtresës së dyfishtë lipidike), 2) proteinat gjysmë integrale(i zhytur në shtresën e dyfishtë lipidike në thellësi të ndryshme), 3) proteinat integrale ose transmembranore(shponi membranën, duke kontaktuar mjedisin e jashtëm dhe të brendshëm të qelizës). Proteinat integrale quhen në disa raste proteina kanalformuese ose kanalizuese, pasi ato mund të konsiderohen si kanale hidrofile përmes të cilave molekulat polare kalojnë në qelizë (përbërësi lipid i membranës nuk do t'i lejonte ato të kalojnë).

A - kokë fosfolipide hidrofile; B - bishta fosfolipide hidrofobike; 1 - rajone hidrofobike të proteinave E dhe F; 2 - rajone hidrofile të proteinës F; 3 - zinxhir oligosakarid i degëzuar i lidhur me një lipid në një molekulë glikolipide (glikolipidet janë më pak të zakonshme se glikoproteinat); 4 - zinxhir oligosakarid i degëzuar i lidhur me një proteinë në një molekulë glikoproteine; 5 - kanal hidrofilik (funksionon si një pore nëpër të cilën mund të kalojnë jonet dhe disa molekula polare).

Membrana mund të përmbajë karbohidrate (deri në 10%). Komponenti karbohidrat i membranave përfaqësohet nga zinxhirë oligosakaride ose polisaharide të lidhur me molekulat e proteinave (glikoproteinat) ose lipidet (glikolipidet). Karbohidratet janë të vendosura kryesisht në sipërfaqen e jashtme të membranës. Karbohidratet sigurojnë funksionet e receptorit të membranës. Në qelizat shtazore, glikoproteinat formojnë një kompleks mbimembranor, glikokaliksin, i cili është disa dhjetëra nanometra i trashë. Ai përmban shumë receptorë qelizorë dhe me ndihmën e tij ndodh ngjitja e qelizave.

Molekulat e proteinave, karbohidrateve dhe lipideve janë të lëvizshme, të afta të lëvizin në rrafshin e membranës. Trashësia e membranës plazmatike është afërsisht 7.5 nm.

Funksionet e membranave

Membranat kryejnë funksionet e mëposhtme:

1. ndarja e përmbajtjes qelizore nga mjedisi i jashtëm,
2. rregullimi i metabolizmit midis qelizës dhe mjedisit,
3. ndarja e qelizës në ndarje ("ndarje"),
4. vendi i lokalizimit të "transportuesve enzimatikë",
5. sigurimi i komunikimit ndërmjet qelizave në indet e organizmave shumëqelizorë (adhezioni),
6. njohja e sinjalit.

Më e rëndësishmja vetia e membranës- përshkueshmëria selektive, d.m.th. membranat janë shumë të përshkueshme nga disa substanca ose molekula dhe pak të përshkueshme (ose plotësisht të papërshkueshme) nga të tjerët. Kjo veti qëndron në themel të funksionit rregullues të membranave, duke siguruar shkëmbimin e substancave midis qelizës dhe mjedisit të jashtëm. Procesi i kalimit të substancave nëpër membranën qelizore quhet transporti i substancave. Ka: 1) transporti pasiv- procesi i kalimit të substancave pa konsum të energjisë; 2) transport aktiv- procesi i kalimit të substancave që ndodh me shpenzimin e energjisë.

Në transporti pasiv substancat lëvizin nga një zonë me përqendrim më të lartë në një zonë më të ulët, d.m.th. përgjatë gradientit të përqendrimit. Në çdo tretësirë ​​ka molekula tretës dhe të tretur. Procesi i lëvizjes së molekulave të substancave të tretura quhet difuzion, dhe lëvizja e molekulave të tretësit quhet osmozë. Nëse molekula është e ngarkuar, atëherë transporti i saj ndikohet edhe nga gradienti elektrik. Prandaj, njerëzit shpesh flasin për një gradient elektrokimik, duke kombinuar të dy gradientët së bashku. Shpejtësia e transportit varet nga madhësia e gradientit.

Llojet e mëposhtme të transportit pasiv mund të dallohen: 1) difuzion i thjeshtë- transporti i substancave direkt përmes shtresës së dyfishtë lipidike (oksigjen, dioksid karboni); 2) difuzioni nëpër kanalet membranore— transporti përmes proteinave që formojnë kanale (Na +, K +, Ca 2+, Cl -); 3) difuzion i lehtësuar- transporti i substancave duke përdorur proteina të veçanta transporti, secila prej të cilave është përgjegjëse për lëvizjen e molekulave të caktuara ose grupeve të molekulave të lidhura (glukozë, aminoacide, nukleotide); 4) osmozë— transporti i molekulave të ujit (në të gjitha sistemet biologjike tretësi është uji).

Domosdoshmëri transport aktiv ndodh kur është e nevojshme të sigurohet transportimi i molekulave nëpër një membranë kundër një gradienti elektrokimik. Ky transport kryhet nga proteina të veçanta bartëse, aktiviteti i të cilave kërkon shpenzim të energjisë. Burimi i energjisë është molekulat ATP. Transporti aktiv përfshin: 1) Pompë Na + /K + (pompë natriumi-kalium), 2) endocitozë, 3) ekzocitozë.

Funksionimi i pompës Na + /K +. Për funksionimin normal, qeliza duhet të mbajë një raport të caktuar të joneve K + dhe Na + në citoplazmë dhe në mjedisin e jashtëm. Përqendrimi i K + brenda qelizës duhet të jetë dukshëm më i lartë se jashtë saj, dhe Na + - anasjelltas. Duhet të theksohet se Na + dhe K + mund të shpërndahen lirshëm nëpër poret e membranës. Pompa Na + / K + kundërshton barazimin e përqendrimeve të këtyre joneve dhe pompon në mënyrë aktive Na + jashtë qelizës dhe K + në qelizë. Pompa Na + / K + është një proteinë transmembranore e aftë për ndryshime konformative, si rezultat i së cilës mund të bashkojë si K + ashtu edhe Na +. Cikli i pompës Na + /K + mund të ndahet në fazat e mëposhtme: 1) shtimi i Na + nga pjesa e brendshme e membranës, 2) fosforilimi i proteinës së pompës, 3) çlirimi i Na + në hapësirën jashtëqelizore, 4) shtimi i K + nga pjesa e jashtme e membranës, 5) defosforilimi i proteinës së pompës, 6) çlirimi i K + në hapësirën ndërqelizore. Pothuajse një e treta e të gjithë energjisë së nevojshme për funksionimin e qelizave shpenzohet në funksionimin e pompës së natriumit-kaliumit. Në një cikël funksionimi, pompa nxjerr 3Na + nga qeliza dhe pompon në 2K +.

Endocitoza- procesi i përthithjes së grimcave të mëdha dhe makromolekulave nga qeliza. Ekzistojnë dy lloje të endocitozës: 1) fagocitoza- kapja dhe thithja e grimcave të mëdha (qelizat, pjesët e qelizave, makromolekulat) dhe 2) pinocitoza— kapja dhe thithja e materialit të lëngshëm (tretësirë, tretësirë ​​koloidale, suspension). Fenomeni i fagocitozës u zbulua nga I.I. Mechnikov në 1882. Gjatë endocitozës, membrana plazmatike formon një invaginim, skajet e saj bashkohen dhe strukturat e kufizuara nga citoplazma me një membranë të vetme futen në citoplazmë. Shumë protozoa dhe disa leukocite janë të afta për fagocitozë. Pinocitoza vërehet në qelizat epiteliale të zorrëve dhe në endotelin e kapilarëve të gjakut.

Ekzocitoza- një proces i kundërt me endocitozën: largimi i substancave të ndryshme nga qeliza. Gjatë ekzocitozës, membrana e vezikulës bashkohet me membranën e jashtme citoplazmike, përmbajtja e vezikulës hiqet jashtë qelizës dhe membrana e saj përfshihet në membranën e jashtme citoplazmike. Në këtë mënyrë, hormonet hiqen nga qelizat e gjëndrave endokrine te protozoarët, hiqen mbetjet e ushqimit të patretur.

Shkoni te leksionet nr.5"Teoria e qelizave. Llojet e organizimit celular"

Shkoni te leksionet nr.7"Qeliza eukariote: struktura dhe funksionet e organeleve"

Tabela nr. 2

Pyetja 1 (8)

Membrana qelizore(ose citolemma, ose plazmalema, ose membrana plazmatike) ndan përmbajtjen e çdo qelize nga mjedisi i jashtëm, duke siguruar integritetin e saj; rregullon shkëmbimin midis qelizës dhe mjedisit; membranat ndërqelizore e ndajnë qelizën në ndarje të mbyllura të specializuara - ndarje ose organele, në të cilat ruhen kushte të caktuara mjedisore.

Funksionet e qelizës ose membranës plazmatike

Membrana siguron:

1) Depërtimi selektiv brenda dhe jashtë qelizës i molekulave dhe joneve të nevojshme për të kryer funksione specifike qelizore;
2) Transporti selektiv i joneve nëpër membranë, duke ruajtur një ndryshim potencial elektrik transmembranor;
3) Specifikimi i kontakteve ndërqelizore.

Për shkak të pranisë në membranën e receptorëve të shumtë që perceptojnë sinjale kimike - hormone, ndërmjetësues dhe substanca të tjera biologjikisht aktive, është në gjendje të ndryshojë aktivitetin metabolik të qelizës. Membranat sigurojnë specifikën e manifestimeve imune për shkak të pranisë së antigjeneve në to - struktura që shkaktojnë formimin e antitrupave që mund të lidhen në mënyrë specifike me këto antigjene.
Bërthama dhe organelet e qelizës ndahen gjithashtu nga citoplazma me membrana, të cilat pengojnë lëvizjen e lirë të ujit dhe substancave të tretura në të nga citoplazma në to dhe anasjelltas. Kjo krijon kushte për ndarjen e proceseve biokimike që ndodhin në ndarje të ndryshme brenda qelizës.

Struktura e membranës qelizore

Membrana qelizore- strukturë elastike, trashësi nga 7 deri në 11 nm (Fig. 1.1). Ai përbëhet kryesisht nga lipide dhe proteina. Nga 40 deri në 90% e të gjitha lipideve janë fosfolipide - fosfatidilkolina, fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina, sfingomielina dhe fosfatidilinositol. Një përbërës i rëndësishëm i membranës janë glikolipidet, të përfaqësuara nga cerebriside, sulfatide, gangliozide dhe kolesterol.

Struktura bazë e membranës qelizoreështë një shtresë e dyfishtë e molekulave fosfolipide. Për shkak të ndërveprimeve hidrofobike, zinxhirët karbohidrate të molekulave të lipideve mbahen pranë njëri-tjetrit në një gjendje të zgjatur. Grupet e molekulave fosfolipide të të dy shtresave ndërveprojnë me molekulat e proteinave të zhytura në membranën lipidike. Për shkak të faktit se shumica e përbërësve lipidikë të shtresës së dyfishtë janë në gjendje të lëngshme, membrana ka lëvizshmëri dhe bën lëvizje të ngjashme me valë. Seksionet e tij, si dhe proteinat e zhytura në shtresën e dyfishtë lipidike, përzihen nga një pjesë në tjetrën. Lëvizshmëria (fluiditeti) e membranave qelizore lehtëson proceset e transportit të substancave nëpër membranë.

Proteinat e membranës qelizore perfaqesohen kryesisht nga glikoproteinat.

Dalloni

proteinat integrale, duke depërtuar në të gjithë trashësinë e membranës dhe

proteinat periferike, ngjitur vetëm në sipërfaqen e membranës, kryesisht në pjesën e brendshme të saj.

Proteinat periferike pothuajse të gjitha funksionojnë si enzima (acetilkolinesteraza, fosfatazat acide dhe alkaline, etj.). Por disa enzima përfaqësohen edhe nga proteinat integrale - ATPaza.

Proteinat integrale sigurojnë shkëmbim selektiv të joneve përmes kanaleve membranore midis lëngut jashtëqelizor dhe brendaqelizor, dhe gjithashtu veprojnë si proteina që transportojnë molekula të mëdha.

Receptorët dhe antigjenet e membranës mund të përfaqësohen si nga proteinat integrale ashtu edhe nga ato periferike.

Proteinat ngjitur me membranën nga ana citoplazmike klasifikohen si citoskeleti qelizor. Ato mund të lidhen me proteinat e membranës.

Pra, brezi i proteinave 3(numri i brezit gjatë elektroforezës së proteinave) i membranave të eritrociteve kombinohet në një grup me molekula të tjera citoskeletore - spektrin përmes proteinës me peshë të ulët molekulare ankirin.

Spektrinaështë një proteinë kryesore citoskeletore që përbën një rrjet dydimensional në të cilin lidhet aktina.

Aktin formon mikrofilamente, të cilat janë aparat kontraktues i citoskeletit.

Citoskeleti lejon qelizën të shfaqë veti fleksibile-elastike dhe siguron forcë shtesë për membranën.

Shumica e proteinave integrale janë glikoproteina. Pjesa e tyre karbohidrate zgjat nga membrana qelizore në pjesën e jashtme. Shumë glikoproteina kanë një ngarkesë të madhe negative për shkak të përmbajtjes së tyre të konsiderueshme të acidit sialik (për shembull, molekula e glikoforinës). Kjo siguron sipërfaqet e shumicës së qelizave me një ngarkesë negative, duke ndihmuar në zmbrapsjen e objekteve të tjera të ngarkuara negativisht. Zvarritjet karbohidrate të glikoproteinave janë bartës të antigjeneve të grupit të gjakut, përcaktues të tjerë antigjenikë të qelizës dhe veprojnë si receptorë që lidhin hormonet. Glikoproteinat formojnë molekula ngjitëse që bëjnë që qelizat të lidhen me njëra-tjetrën, d.m.th. kontaktet e ngushta ndërqelizore.

Membrana qelizore quhet edhe membrana plazmatike (ose citoplazmike) dhe plazmalema. Kjo strukturë jo vetëm që ndan përmbajtjen e brendshme të qelizës nga mjedisi i jashtëm, por është gjithashtu pjesë e shumicës së organeleve qelizore dhe bërthamës, duke i ndarë ato nga hialoplazma (citozoli) - pjesa viskoze-lëngshme e citoplazmës. Le të biem dakord të telefonojmë membrana citoplazmike ai që ndan përmbajtjen e qelizës nga mjedisi i jashtëm. Termat e mbetur tregojnë të gjitha membranat.

Struktura e membranës qelizore

Struktura e membranës qelizore (biologjike) bazohet në një shtresë të dyfishtë të lipideve (yndyrave). Formimi i një shtrese të tillë shoqërohet me karakteristikat e molekulave të tyre. Lipidet nuk treten në ujë, por kondensohen në të në mënyrën e tyre. Një pjesë e një molekule të vetme lipide është një kokë polare (ajo tërhiqet nga uji, d.m.th. hidrofile), dhe tjetra është një palë bishta të gjata jo polare (kjo pjesë e molekulës zmbrapset nga uji, d.m.th. hidrofobike). Kjo strukturë molekulash i bën ata të "fshehin" bishtin e tyre nga uji dhe të kthejnë kokat e tyre polare drejt ujit.

Rezultati është një shtresë e dyfishtë lipidike në të cilën bishtat jopolare janë nga brenda (përballë njëri-tjetrit) dhe kokat polare janë jashtë (drejt mjedisit të jashtëm dhe citoplazmës). Sipërfaqja e një membrane të tillë është hidrofile, por brenda saj është hidrofobike.

Në membranat qelizore, fosfolipidet mbizotërojnë midis lipideve (ato i përkasin lipideve komplekse). Kokat e tyre përmbajnë një mbetje të acidit fosforik. Përveç fosfolipideve, ka glikolipide (lipide + karbohidrate) dhe kolesterol (në lidhje me sterolet). Kjo e fundit i jep ngurtësi membranës, duke u vendosur në trashësinë e saj midis bishtave të lipideve të mbetura (kolesteroli është plotësisht hidrofobik).

Për shkak të ndërveprimit elektrostatik, disa molekula proteine ​​janë ngjitur në kokat e lipideve të ngarkuara, të cilat bëhen proteina të membranës sipërfaqësore. Proteinat e tjera ndërveprojnë me bishtin jopolar, pjesërisht varrosen në shtresën e dyfishtë ose depërtojnë nëpër të.

Kështu, membrana qelizore përbëhet nga një shtresë e dyfishtë lipidesh, proteinash sipërfaqësore (periferike), të ngulitura (gjysmë integrale) dhe depërtuese (integrale). Përveç kësaj, disa proteina dhe lipide në pjesën e jashtme të membranës shoqërohen me zinxhirë karbohidratesh.

Kjo model mozaiku fluid i strukturës së membranës u parashtrua në vitet 70 të shekullit XX. Më parë, u supozua një model sanduiç i strukturës, sipas të cilit shtresa e dyfishtë lipidike ndodhet brenda, dhe brenda dhe jashtë membrana është e mbuluar me shtresa të vazhdueshme të proteinave sipërfaqësore. Megjithatë, akumulimi i të dhënave eksperimentale e hodhi poshtë këtë hipotezë.

Trashësia e membranave në qeliza të ndryshme është rreth 8 nm. Membranat (madje edhe anët e ndryshme të njërës) ndryshojnë nga njëra-tjetra në përqindjen e llojeve të ndryshme të lipideve, proteinave, aktivitetit enzimatik etj. Disa membrana janë më të lëngshme dhe më të përshkueshme, të tjerat janë më të dendura.

Thyerjet e membranës qelizore bashkohen lehtësisht për shkak të vetive fiziko-kimike të shtresës së dyfishtë lipidike. Në rrafshin e membranës, lipidet dhe proteinat (nëse nuk janë të ankoruara nga citoskeleti) lëvizin.

Funksionet e membranës qelizore

Shumica e proteinave të zhytura në membranën qelizore kryejnë një funksion enzimatik (ato janë enzima).

Shpesh (veçanërisht në membranat e organeleve qelizore) enzimat renditen në një sekuencë të caktuar në mënyrë që produktet e reaksionit të katalizuara nga një enzimë kalojnë në të dytën, pastaj në të tretën etj. Formohet një transportues, i cili stabilizohet nga proteinat sipërfaqësore, sepse ato nuk lejojnë që enzimat të notojnë përgjatë shtresës së dyfishtë lipidike.

Membrana qelizore kryen një funksion kufizues (barrierë) nga mjedisi dhe në të njëjtën kohë funksionet e transportit.

Mund të themi se ky është qëllimi i tij më i rëndësishëm. Membrana citoplazmike, me forcë dhe përshkueshmëri selektive, ruan qëndrueshmërinë e përbërjes së brendshme të qelizës (homeostazën dhe integritetin e saj).

Transporti mund të jetë pasiv dhe i lehtësuar (kur ndihmohet nga një lloj transportuesi). Difuzioni pasiv nëpër membranën qelizore është i mundur për substancat e tretshme në yndyrë.

Ka proteina të veçanta që i bëjnë membranat të përshkueshme nga sheqernat dhe substancat e tjera të tretshme në ujë. Bartës të tillë lidhen me molekulat e transportuara dhe i tërheqin ato përmes membranës. Kështu transportohet glukoza brenda qelizave të kuqe të gjakut.

Proteinat e filetimit kombinohen për të formuar një pore për lëvizjen e substancave të caktuara nëpër membranë. Bartës të tillë nuk lëvizin, por formojnë një kanal në membranë dhe punojnë në mënyrë të ngjashme me enzimat, duke lidhur një substancë specifike. Transferimi ndodh për shkak të një ndryshimi në konformitetin e proteinave, duke rezultuar në formimin e kanaleve në membranë. Një shembull është pompa e natriumit-kaliumit.

Funksioni transportues i membranës qelizore eukariote realizohet edhe nëpërmjet endocitozës (dhe ekzocitozës). Falë këtyre mekanizmave, molekula të mëdha biopolimerësh, madje edhe qeliza të tëra, hyjnë në qelizë (dhe jashtë saj). Endo- dhe ekzocitoza nuk janë karakteristike për të gjitha qelizat eukariote (prokariotët nuk e kanë fare). Kështu, endocitoza vërehet te protozoarët dhe jovertebrorët e poshtëm; te gjitarët, leukocitet dhe makrofagët thithin substanca dhe baktere të dëmshme, pra endocitoza kryen një funksion mbrojtës për trupin.

Endocitoza ndahet në fagocitoza(citoplazma mbështjell grimcat e mëdha) dhe pinocitoza(kapja e pikave të lëngut me substanca të tretura në të). Mekanizmi i këtyre proceseve është afërsisht i njëjtë. Substancat e absorbuara në sipërfaqen e qelizave janë të rrethuara nga një membranë. Formohet një vezikulë (fagocitare ose pinocitare), e cila më pas lëviz në qelizë.

Ekzocitoza është largimi i substancave nga qeliza (hormonet, polisaharidet, proteinat, yndyrat etj.) nga membrana citoplazmike. Këto substanca përmbahen në vezikulat e membranës që përshtaten me membranën qelizore. Të dy membranat bashkohen dhe përmbajtja shfaqet jashtë qelizës.

Membrana citoplazmike kryen një funksion receptor. Për ta bërë këtë, strukturat janë të vendosura në anën e jashtme të saj që mund të njohin një stimul kimik ose fizik. Disa nga proteinat që depërtojnë në plazmalemë janë të lidhura nga jashtë me zinxhirë polisaharide (duke formuar glikoproteina). Këta janë receptorë të veçantë molekularë që kapin hormonet. Kur një hormon i veçantë lidhet me receptorin e tij, ai ndryshon strukturën e tij. Kjo nga ana tjetër shkakton mekanizmin e përgjigjes qelizore. Në këtë rast, kanalet mund të hapen dhe disa substanca mund të fillojnë të hyjnë ose të dalin nga qeliza.

Funksioni i receptorit të membranave qelizore është studiuar mirë bazuar në veprimin e hormonit insulinë. Kur insulina lidhet me receptorin e saj glikoproteinik, pjesa katalitike ndërqelizore e kësaj proteine ​​(enzima adenilate ciklazë) aktivizohet. Enzima sintetizon AMP ciklike nga ATP. Tashmë aktivizon ose shtyp enzima të ndryshme të metabolizmit qelizor.

Funksioni i receptorit të membranës citoplazmike përfshin gjithashtu njohjen e qelizave fqinje të të njëjtit lloj. Qeliza të tilla janë të lidhura me njëra-tjetrën nga kontakte të ndryshme ndërqelizore.

Në inde, me ndihmën e kontakteve ndërqelizore, qelizat mund të shkëmbejnë informacione me njëra-tjetrën duke përdorur substanca të sintetizuara posaçërisht me molekulare të ulët. Një shembull i një ndërveprimi të tillë është frenimi i kontaktit, kur qelizat ndalojnë së rrituri pasi marrin informacionin se hapësira e lirë është e zënë.

Kontaktet ndërqelizore mund të jenë të thjeshta (membranat e qelizave të ndryshme janë ngjitur me njëra-tjetrën), mbyllëse (invaginimet e membranës së një qelize në një tjetër), desmosome (kur membranat lidhen me tufa fibrash tërthore që depërtojnë në citoplazmë). Për më tepër, ekziston një variant i kontakteve ndërqelizore për shkak të ndërmjetësve (ndërmjetësve) - sinapseve. Në to, sinjali transmetohet jo vetëm kimikisht, por edhe elektrike. Sinapset transmetojnë sinjale midis qelizave nervore, si dhe nga qelizat nervore në muskuj.