Hücre zarı yapısı. Hücre zarı

Hücre zarı - Lipitler ve proteinlerden oluşan moleküler yapı. Başlıca özellikleri ve işlevleri:

• herhangi bir hücrenin içeriğinin dış ortamdan ayrılması, bütünlüğünün sağlanması;
• çevre ile hücre arasındaki alışverişin kontrolü ve kurulması;
• hücre içi zarlar hücreyi özel bölmelere ayırır: organeller veya bölmeler.

Latince "membran" kelimesi "film" anlamına gelir. Hücre zarından bahsedersek, farklı özelliklere sahip iki filmin birleşimidir.

Biyolojik membran şunları içerir: üç tür protein:

1. Çevresel – filmin yüzeyinde bulunur;
2. İntegral – membrana tamamen nüfuz eder;
3. Yarı integral - bir ucu bilipid tabakasına nüfuz eder.

Hücre zarı hangi işlevleri yerine getirir?

1. Hücre duvarı, sitoplazmik membranın dışında yer alan dayanıklı bir hücre zarıdır. Koruyucu, taşıma ve yapısal işlevleri yerine getirir. Birçok bitki, bakteri, mantar ve arkelerde bulunur.

2. Dış ortamla bariyer işlevi yani seçici, düzenli, aktif ve pasif metabolizma sağlar.

3. Bilgiyi iletebilir ve saklayabilir ve ayrıca çoğaltma sürecinde yer alabilir.

4. Zar yoluyla hücre içine ve dışına madde taşıyabilen bir taşıma fonksiyonunu yerine getirir.

5. Hücre zarı tek yönlü iletkenliğe sahiptir. Bu sayede su molekülleri hücre zarından gecikmeden geçebilir, diğer maddelerin molekülleri ise seçici olarak nüfuz edebilir.

6. Hücre zarı yardımıyla su, oksijen ve besinler elde edilir ve bu sayede hücresel metabolizma ürünleri uzaklaştırılır.

7. Hücresel metabolizmayı membranlar aracılığıyla gerçekleştirir ve bunları 3 ana reaksiyon tipini kullanarak gerçekleştirebilir: pinositoz, fagositoz, ekzositoz.

8. Membran, hücreler arası temasların özgüllüğünü sağlar.

9. Membran, aracılar, hormonlar ve diğer birçok biyolojik aktif madde gibi kimyasal sinyalleri algılayabilen çok sayıda reseptör içerir. Yani hücrenin metabolik aktivitesini değiştirme gücüne sahiptir.

10. Hücre zarının temel özellikleri ve görevleri:

• Matris
• Bariyer
• Taşıma
• Enerji
• Mekanik
• enzimatik
• Reseptör
• Koruyucu
• İşaretleme
• Biyopotansiyel

Plazma zarı hücrede hangi işlevi yerine getirir?

1. Hücrenin içeriğini sınırlandırır;
2. Maddelerin hücreye akışını gerçekleştirir;
3. Bir takım maddelerin hücreden uzaklaştırılmasını sağlar.

Hücre zarı yapısı

Hücre zarları 3 sınıfa ait lipitleri içerir:

• Glikolipitler;
• Fosfolipitler;
• Kolesterol.

Temel olarak hücre zarı proteinlerden ve lipitlerden oluşur ve kalınlığı 11 nm'yi aşmaz. Tüm lipitlerin %40 ila %90'ı fosfolipidlerdir. Membranın ana bileşenlerinden biri olan glikolipitlere de dikkat etmek önemlidir.

Hücre zarının yapısı üç katmanlıdır. Merkezde homojen bir sıvı bilipid tabakası vardır ve proteinler onu her iki taraftan (mozaik gibi) kaplayarak kısmen kalınlığa nüfuz eder. Proteinler ayrıca zarın, yağ tabakasına nüfuz edemeyen özel maddelerin hücrelere girip çıkmasına izin vermesi için de gereklidir. Örneğin sodyum ve potasyum iyonları.

• Bu ilginç -

Hücre yapısı - video

Doğa birçok organizma ve hücre yaratmıştır, ancak buna rağmen biyolojik zarların yapısı ve çoğu işlevi aynıdır, bu da belirli bir hücre türüne bağlı kalmadan yapılarını incelemeyi ve temel özelliklerini incelemeyi mümkün kılar.

Membran nedir?

Membranlar, herhangi bir canlı organizmanın hücresinin ayrılmaz bir parçası olan koruyucu bir elementtir.

Gezegendeki tüm canlı organizmaların yapısal ve işlevsel birimi hücredir. Yaşam aktivitesi, enerji, bilgi ve madde alışverişinde bulunduğu çevre ile ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Böylece hücrenin çalışması için gerekli olan besin enerjisi dışarıdan gelir ve hücrenin çeşitli fonksiyonlarına harcanır.

Canlı bir organizmanın en basit yapısal biriminin yapısı: organel zarı, çeşitli kapanımlar. İçinde çekirdeğin ve tüm organellerin bulunduğu bir zarla çevrilidir. Bunlar mitokondri, lizozomlar, ribozomlar, endoplazmik retikulumdur. Her yapısal elemanın kendi zarı vardır.

Hücre aktivitesindeki rol

Biyolojik zar, temel yaşam sisteminin yapısında ve işleyişinde çok önemli bir rol oynar. Yalnızca koruyucu bir kabukla çevrili bir hücreye haklı olarak organizma denilebilir. Membranın varlığı nedeniyle metabolizma gibi bir işlem de gerçekleştirilir. Yapısal bütünlüğü bozulursa bu, bir bütün olarak vücudun işlevsel durumunda bir değişikliğe yol açar.

Hücre zarı ve görevleri

Hücrenin sitoplazmasını dış ortamdan veya zardan ayırır. Hücre zarı, belirli işlevlerin uygun şekilde yerine getirilmesini, hücreler arası temasların ve bağışıklık belirtilerinin özgüllüğünü sağlar ve elektriksel potansiyeldeki zar ötesi farkı korur. Kimyasal sinyalleri (hormonlar, aracılar ve diğer biyolojik aktif bileşenler) algılayabilen reseptörler içerir. Bu reseptörler ona başka bir yetenek kazandırır; hücrenin metabolik aktivitesini değiştirme.

Membran fonksiyonları:

1. Maddelerin aktif transferi.

2. Maddelerin pasif transferi:

2.1. Difüzyon basittir.

2.2. Gözeneklerden aktarın.

2.3. Taşıma, bir taşıyıcının bir membran maddesi ile birlikte difüzyonu veya bir maddenin taşıyıcının moleküler zinciri boyunca iletilmesi yoluyla gerçekleştirilir.

3. Basit ve kolaylaştırılmış difüzyon nedeniyle elektrolit olmayanların transferi.

Hücre zarı yapısı

Hücre zarının bileşenleri lipitler ve proteinlerdir.

Lipitler: fosfolipidler, fosfatidiletanolamin, sfingomiyelin, fosfatidilinositol ve fosfatidilserin, glikolipitler. Lipidlerin oranı %40-90'dır.

Proteinler: periferik, integral (glikoproteinler), spektrin, aktin, hücre iskeleti.

Ana yapısal eleman çift katmanlı fosfolipid molekülleridir.

Çatı membranı: tanımı ve tipolojisi

Bazı istatistikler. Rusya Federasyonu topraklarında membran, çok uzun zaman önce çatı kaplama malzemesi olarak kullanılmaya başlandı. Membran çatıların toplam yumuşak çatı döşemeleri içindeki payı sadece %1,5'tir. Bitümlü ve mastik çatılar Rusya'da daha yaygın hale geldi. Ancak Batı Avrupa'da membran çatıların payı %87'dir. Fark dikkat çekicidir.

Kural olarak, çatıyı kaplarken ana malzeme olan membran, düz çatılar için idealdir. Eğimi büyük olanlar için daha az uygundur.

İç pazarda membran çatı kaplama üretim ve satış hacimleri olumlu bir büyüme eğilimi göstermektedir. Neden? Nedenleri çok açık:

• Hizmet ömrü yaklaşık 60 yıldır. Sadece üretici tarafından belirlenen garanti kullanım süresinin 20 yıla ulaştığını hayal edin.
• Kurulumu kolay. Karşılaştırma için: bitümlü bir çatının montajı, membranlı bir çatının kurulumundan 1,5 kat daha uzun sürer.
• Bakım ve onarım işlerinde kolaylık.

Çatı kaplama membranlarının kalınlığı 0,8-2 mm olabilir ve bir metrekarenin ortalama ağırlığı 1,3 kg'dır.

Çatı membranlarının özellikleri:

• esneklik;
• kuvvet;
• ultraviyole ışınlarına ve diğer agresif ortamlara karşı direnç;
• donma direnci;
• yangına dayanıklılık.

Üç tip çatı kaplama membranı vardır. Ana sınıflandırma özelliği, tuvalin tabanını oluşturan polimer malzemenin türüdür. Yani çatı membranları:

• EPDM grubuna ait, polimerize etilen-propilen-dien monomeri esas alınarak yapılır veya basitçe söylemek gerekirse Avantajları: yüksek mukavemet, elastikiyet, suya dayanıklılık, çevre dostu olma, düşük maliyet. Dezavantajları: Özel bir bant kullanarak levhaları birleştirmek için yapışkan teknolojisi, düşük bağlantı mukavemeti. Uygulama kapsamı: Tünel zeminleri, su kaynakları, atık depolama tesisleri, yapay ve doğal rezervuarlar vb. için su yalıtım malzemesi olarak kullanılır.
• PVC membranlar. Bunlar, üretiminde ana malzeme olarak polivinil klorürün kullanıldığı kabuklardır. Avantajları: UV dayanımı, yangına dayanıklılık, membran kumaşların geniş renk yelpazesi. Dezavantajları: bitümlü malzemelere, yağlara, solventlere karşı düşük direnç; zararlı maddeleri atmosfere salar; Kanvasın rengi zamanla solar.
• TPO. Termoplastik olefinlerden yapılmıştır. Güçlendirilmiş veya takviyesiz olabilirler. İlki polyester ağ veya fiberglas kumaşla donatılmıştır. Avantajları: çevre dostu olma, dayanıklılık, yüksek elastikiyet, sıcaklık dayanımı (hem yüksek hem de düşük sıcaklıklarda), kumaş dikişlerinin kaynaklı bağlantıları. Dezavantajları: yüksek fiyat kategorisi, iç pazarda üretici eksikliği.

Profilli membran: özellikleri, işlevleri ve avantajları

Profilli membranlar inşaat pazarındaki bir yeniliktir. Bu membran su yalıtım malzemesi olarak kullanılır.

Üretimde kullanılan madde polietilendir. İkincisi iki tipte gelir: yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) ve düşük yoğunluklu polietilen (LDPE).

Yüksek basınçlı polietilenden yapılmış profilli membranın özel bir yüzeyi vardır - içi boş sivilceler. Bu oluşumların yüksekliği 7 ila 20 mm arasında değişebilir. Membranın iç yüzeyi pürüzsüzdür. Bu, inşaat malzemelerinin sorunsuz bir şekilde bükülmesine olanak tanır.

Aynı çıkıntıların varlığı nedeniyle basınç tüm alanı boyunca eşit bir şekilde dağıldığından, zarın ayrı bölümlerinin şeklinin değiştirilmesi hariç tutulur. Geomembran havalandırma izolasyonu olarak kullanılabilir. Bu durumda bina içinde serbest ısı değişimi sağlanır.

Profilli membranların avantajları:

• artan güç;
• ısı direnci;
• kimyasal ve biyolojik etkilere karşı direnç;
• uzun servis ömrü (50 yıldan fazla);
• kurulum ve bakım kolaylığı;
• uygun fiyat.

Profilli membranlar üç tipte gelir:

• tek katmanlı kumaşla;
• iki katmanlı kumaşla = jeotekstil + drenaj membranı;
• üç katmanlı kumaş = kaygan yüzey + jeotekstil + drenaj membranı.

Tek katmanlı profilli membran, yüksek nemli duvarların beton hazırlanmasının ana su yalıtımını, kurulumunu ve sökülmesini korumak için kullanılır. Montaj sırasında iki kat koruyucu kullanılır. Üç kattan oluşur ve donmaya karşı hassas topraklarda ve derin topraklarda kullanılır.

Drenaj membranlarının kullanım alanları

Profilli membran uygulamasını aşağıdaki alanlarda bulur:

1. Temelin temel su yalıtımı. Yeraltı suyunun, bitki kök sistemlerinin, toprak çökmesinin ve mekanik hasarın yıkıcı etkisine karşı güvenilir koruma sağlar.
2. Temel duvar drenajı. Yeraltı sularının ve atmosferik yağışların etkilerini drenaj sistemlerine taşıyarak nötralize eder.
3. Yatay tip - yapısal özelliklerden dolayı deformasyona karşı koruma.
4. Beton hazırlamaya benzer. Yer altı suyunun düşük olduğu bir bölgedeki binaların inşaatı ile ilgili inşaat çalışmalarında, kılcal neme karşı koruma sağlamak için yatay su yalıtımının kullanıldığı durumlarda kullanılır. Ayrıca profilli membranın işlevleri arasında çimento şerbetinin toprağa geçişini önlemek de yer alır.
5. Yüksek nem seviyelerine sahip duvar yüzeylerinin havalandırılması. Odanın hem içine hem de dışına monte edilebilir. İlk durumda hava sirkülasyonu etkinleştirilir ve ikincisinde optimum nem ve sıcaklık sağlanır.
6. İnversiyon çatı kullanıldı.

Süper difüzyon membranı

Süper difüzyon membranı, temel amacı çatı yapı elemanlarını rüzgardan, yağıştan ve buhardan korumak olan yeni nesil bir malzemedir.

Koruyucu malzemenin üretimi, yüksek kaliteli yoğun lifler olan dokunmamış maddelerin kullanımına dayanmaktadır. Üç katmanlı ve dört katmanlı membranlar iç pazarda popülerdir. Uzmanların ve tüketicilerin incelemeleri, yapının ne kadar çok katmana dayandığını, koruyucu fonksiyonlarının o kadar güçlü olduğunu ve dolayısıyla odanın bir bütün olarak enerji verimliliğinin o kadar yüksek olduğunu doğrulamaktadır.

Çatı tipine, tasarım özelliklerine ve iklim koşullarına bağlı olarak üreticiler, bir veya başka bir difüzyon membranı tipinin tercih edilmesini önermektedir. Bu nedenle, karmaşık ve basit yapıların eğimli çatıları, minimum eğimli eğimli çatılar, dikiş kaplamalı çatılar vb. için mevcutturlar.

Süperdifüzyon membranı doğrudan levhalardan yapılmış döşeme olan ısı yalıtım katmanının üzerine döşenir. Havalandırma boşluğuna gerek yoktur. Malzeme özel zımbalar veya çelik çivilerle sabitlenir. Difüzyon tabakalarının kenarları birleştirilir ve zorlu koşullar altında bile çalışma yapılabilir: güçlü rüzgarlar vb.

Ayrıca söz konusu kaplama geçici çatı kaplaması olarak da kullanılabilir.

PVC membranlar: özü ve amacı

PFC membranları polivinil klorürden yapılmış ve elastik özelliklere sahip bir çatı kaplama malzemesidir. Bu tür modern çatı kaplama malzemesi, önemli bir dezavantajı olan sistematik bakım ve onarım ihtiyacı olan bitüm rulo analoglarının yerini tamamen almıştır. Günümüzde PVC membranların karakteristik özellikleri, eski düz çatılarda onarım çalışmaları yapılırken bunların kullanılmasını mümkün kılmaktadır. Yeni çatılar kurarken de kullanılırlar.

Bu malzemeden yapılmış bir çatının kullanımı kolaydır ve montajı her türlü yüzeye, yılın herhangi bir zamanında ve her türlü hava koşulunda yapılabilir. PVC membran aşağıdaki özelliklere sahiptir:

• kuvvet;
• UV ışınlarına, çeşitli yağış türlerine, nokta ve yüzey yüklerine maruz kaldığında stabilite.

Benzersiz özellikleri sayesinde PVC membranlar size uzun yıllar sadakatle hizmet edecektir. Böyle bir çatının ömrü binanın ömrüne eşittir, rulo çatı malzemeleri düzenli onarım gerektirir ve bazı durumlarda yeni bir zeminin tamamen sökülüp takılması gerekir.

PVC membran levhalar, sıcaklığı 400-600 santigrat derece aralığında olan sıcak kaynak ile birbirine bağlanır. Bu bağlantı tamamen yalıtılmıştır.

PVC membranların avantajları

Avantajları açıktır:

• inşaat projesine en uygun çatı sisteminin esnekliği;
• membran tabakaları arasında dayanıklı, hava geçirmez bağlantı dikişi;
• iklim değişikliğine, hava koşullarına, sıcaklığa, neme karşı ideal tolerans;
• çatı altı alanda biriken nemin buharlaşmasına katkıda bulunan artan buhar geçirgenliği;
• birçok renk seçeneği;
• yangın özellikleri;
• orijinal özelliklerini ve görünümünü uzun süre koruma yeteneği;
• PVC membran, ilgili sertifikalarla onaylanan, kesinlikle çevre dostu bir malzemedir;
• kurulum işlemi mekanize olduğundan fazla zaman almayacaktır;
• çalışma kuralları, çeşitli mimari eklentilerin doğrudan PVC membran çatının üzerine kurulmasına izin verir;
• tek katmanlı kurulum paradan tasarruf etmenizi sağlar;
• bakım ve onarım kolaylığı.

Membran kumaş

Membran kumaş tekstil endüstrisinde uzun süredir bilinmektedir. Ayakkabılar ve giysiler bu malzemeden yapılır: yetişkinler ve çocuklar. Membran, ince bir polimer film formunda sunulan ve su geçirmezlik ve buhar geçirgenliği gibi özelliklere sahip olan membran kumaşın temelidir. Bu malzemeyi üretmek için bu film dış ve iç koruyucu katmanlarla kaplanır. Yapıları zarın kendisi tarafından belirlenir. Bu, hasar durumunda bile tüm faydalı özellikleri korumak için yapılır. Yani membran giysiler kar veya yağmur şeklindeki yağışlara maruz kaldığında ıslanmaz, aynı zamanda buharın vücuttan dış ortama geçişini mükemmel bir şekilde sağlar. Bu verim cildin nefes almasını sağlar.

Yukarıdakilerin hepsini göz önünde bulundurarak ideal kışlık kıyafetlerin bu tür kumaştan yapıldığı sonucuna varabiliriz. Kumaşın tabanındaki membran şu şekilde olabilir:

• gözenekli;
• gözeneksiz;
• birleştirildi.

Çok sayıda mikro gözenek içeren membranlar Teflon içerir. Bu tür gözeneklerin boyutları bir su damlası boyutuna bile ulaşmamakta, ancak bir su molekülünden daha büyüktür, bu da suya dayanıklılık ve teri uzaklaştırma yeteneğini göstermektedir.

Gözenekleri olmayan membranlar genellikle poliüretandan yapılır. İç katmanları insan vücudundaki tüm ter ve yağ salgılarını toplayıp dışarı atar.

Kombine membranın yapısı iki katmanın varlığına işaret eder: gözenekli ve pürüzsüz. Bu kumaş yüksek kalite özelliklerine sahiptir ve uzun yıllar dayanacaktır.

Bu avantajlar sayesinde membran kumaşlardan üretilen ve kış aylarında giyilmesi amaçlanan giysi ve ayakkabılar dayanıklı ancak hafif olup dona, neme ve toza karşı mükemmel koruma sağlar. Birçok aktif kış rekreasyonu ve dağcılık türü için vazgeçilmezdirler.

sitoplazma- hücrenin, plazma zarı ile çekirdek arasına alınmış zorunlu bir kısmı; hyaloplazma (sitoplazmanın ana maddesi), organeller (sitoplazmanın kalıcı bileşenleri) ve kapanımlara (sitoplazmanın geçici bileşenleri) bölünmüştür. Sitoplazmanın kimyasal bileşimi: Temel su (sitoplazmanın toplam kütlesinin% 60-90'ı), çeşitli organik ve inorganik bileşiklerdir. Sitoplazmanın alkali reaksiyonu vardır. Ökaryotik bir hücrenin sitoplazmasının karakteristik bir özelliği sürekli harekettir ( siklosis). Öncelikle kloroplastlar gibi hücre organellerinin hareketi ile tespit edilir. Sitoplazmanın hareketi durursa hücre ölür, çünkü ancak sürekli hareket halindeyken işlevlerini yerine getirebilir.

Hyaloplazma ( sitozol) renksiz, sümüksü, kalın ve şeffaf bir kolloidal çözeltidir. Tüm metabolik süreçlerin gerçekleştiği yer burasıdır, çekirdeğin ve tüm organellerin birbirine bağlanmasını sağlar. Hiyaloplazmadaki sıvı kısmın veya büyük moleküllerin baskınlığına bağlı olarak, iki hiyaloplazma formu ayırt edilir: sol- daha fazla sıvı hyaloplazma ve jel- daha kalın hiyaloplazma. Aralarında karşılıklı geçişler mümkündür: jel sol haline dönüşür ve bunun tersi de geçerlidir.

Sitoplazmanın fonksiyonları:

1. tüm hücre bileşenlerini tek bir sistemde birleştirmek,
2. Birçok biyokimyasal ve fizyolojik sürecin geçişine uygun ortam,
3. Organellerin varlığı ve işleyişi için ortam.

Hücre zarları

Hücre zarlarıökaryotik hücreleri sınırlandırır. Her hücre zarında en az iki katman ayırt edilebilir. İç katman sitoplazmaya bitişiktir ve şu şekilde temsil edilir: plazma zarı(eşanlamlılar - plazmalemma, hücre zarı, sitoplazmik zar), üzerinde dış tabakanın oluştuğu. Hayvan hücresinde incedir ve denir glikokaliks(glikoproteinler, glikolipitler, lipoproteinler tarafından oluşturulur), bir bitki hücresinde - kalın, adı verilen hücre duvarı(selülozdan oluşur).

Tüm biyolojik zarlar ortak yapısal özelliklere ve özelliklere sahiptir. Şu anda genel olarak kabul ediliyor membran yapısının akışkan mozaik modeli. Membranın temeli, esas olarak fosfolipidlerden oluşan bir lipit çift katmanıdır. Fosfolipidler, bir yağ asidi kalıntısının bir fosforik asit kalıntısıyla değiştirildiği trigliseritlerdir; Molekülün fosforik asit kalıntısını içeren bölümüne hidrofilik baş, yağ asidi kalıntısını içeren bölümüne ise hidrofobik kuyruk adı verilir. Membranda fosfolipidler kesin bir şekilde sıralanmıştır: moleküllerin hidrofobik kuyrukları birbirine bakar ve hidrofilik kafalar suya doğru bakar.

Zar, lipitlere ek olarak proteinler de içerir (ortalama ≈ %60). Membranın spesifik fonksiyonlarının çoğunu belirlerler (belirli moleküllerin taşınması, reaksiyonların katalizlenmesi, çevreden sinyallerin alınması ve dönüştürülmesi, vb.). Şunlar vardır: 1) periferik proteinler(lipid çift katmanının dış veya iç yüzeyinde bulunur), 2) yarı integral proteinler(değişen derinliklere kadar lipit çift katmanına batırılmış), 3) integral veya zar ötesi proteinler(hücrenin hem dış hem de iç ortamına temas ederek zarı delin). İntegral proteinler bazı durumlarda kanal oluşturucu veya kanal proteinleri olarak adlandırılır, çünkü bunlar, polar moleküllerin hücreye geçtiği hidrofilik kanallar olarak düşünülebilir (zarın lipit bileşeni bunların geçmesine izin vermez).

A - hidrofilik fosfolipid kafası; B - hidrofobik fosfolipid kuyrukları; 1 - E ve F proteinlerinin hidrofobik bölgeleri; 2 - protein F'nin hidrofilik bölgeleri; 3 - bir glikolipid molekülünde bir lipide bağlı dallanmış oligosakarit zinciri (glikolipitler, glikoproteinlerden daha az yaygındır); 4 - bir glikoprotein molekülündeki bir proteine ​​bağlı dallanmış oligosakarit zinciri; 5 - hidrofilik kanal (iyonların ve bazı polar moleküllerin geçebileceği bir gözenek görevi görür).

Membran karbonhidrat (%10'a kadar) içerebilir. Membranların karbonhidrat bileşeni, protein molekülleri (glikoproteinler) veya lipitlerle (glikolipitler) ilişkili oligosakarit veya polisakkarit zincirleri ile temsil edilir. Karbonhidratlar esas olarak zarın dış yüzeyinde bulunur. Karbonhidratlar membranın reseptör fonksiyonlarını sağlar. Hayvan hücrelerinde glikoproteinler, birkaç on nanometre kalınlığında olan glikokaliks adı verilen bir membran üstü kompleksi oluşturur. Birçok hücre reseptörü içerir ve onun yardımıyla hücre yapışması meydana gelir.

Protein, karbonhidrat ve lipit molekülleri hareketlidir ve zar düzleminde hareket edebilir. Plazma zarının kalınlığı yaklaşık 7,5 nm'dir.

Membranların işlevleri

Membranlar aşağıdaki işlevleri yerine getirir:

1. hücresel içeriklerin dış ortamdan ayrılması,
2. Hücre ile çevre arasındaki metabolizmanın düzenlenmesi,
3. hücreyi bölmelere (“bölmeler”) bölmek,
4. “enzimatik konveyörlerin” lokalizasyon yeri,
5. Çok hücreli organizmaların dokularında hücreler arası iletişimin sağlanması (adezyon),
6. sinyal tanıma

En önemli membran özelliği— seçici geçirgenlik, yani. Membranlar bazı maddelere veya moleküllere karşı oldukça geçirgendir ve diğerlerine karşı zayıf derecede geçirgendir (veya tamamen geçirimsizdir). Bu özellik, hücre ile dış çevre arasında madde alışverişini sağlayan zarların düzenleyici işlevinin temelini oluşturur. Maddelerin hücre zarından geçmesi olayına denir maddelerin taşınması. Şunlar vardır: 1) pasif taşıma- maddelerin enerji tüketimi olmadan geçme süreci; 2) aktif taşıma- Enerji tüketimiyle ortaya çıkan maddelerin geçiş süreci.

Şu tarihte: pasif taşıma maddeler daha yüksek konsantrasyonlu bir alandan daha düşük bir alana doğru hareket eder, yani. konsantrasyon gradyanı boyunca. Her çözeltide çözücü ve çözünen moleküller bulunur. Çözünen moleküllerin hareket ettirilmesi sürecine difüzyon, solvent moleküllerinin hareketine ise ozmoz adı verilir. Molekül yüklüyse, taşınması da elektriksel gradyan tarafından etkilenir. Bu nedenle insanlar sıklıkla her iki gradyanı birleştiren bir elektrokimyasal gradyandan bahseder. Taşıma hızı eğimin büyüklüğüne bağlıdır.

Aşağıdaki pasif taşıma türleri ayırt edilebilir: 1) basit difüzyon- maddelerin doğrudan lipit çift katmanı (oksijen, karbondioksit) yoluyla taşınması; 2) membran kanalları yoluyla difüzyon— kanal oluşturucu proteinler (Na +, K +, Ca2+, Cl -) yoluyla taşıma; 3) kolaylaştırılmış difüzyon- her biri belirli moleküllerin veya ilgili molekül gruplarının (glikoz, amino asitler, nükleotidler) hareketinden sorumlu olan özel taşıma proteinleri kullanılarak maddelerin taşınması; 4) osmoz— su moleküllerinin taşınması (tüm biyolojik sistemlerde çözücü sudur).

gereklilik aktif taşıma Moleküllerin bir membran boyunca elektrokimyasal bir değişime karşı taşınmasının sağlanması gerektiğinde meydana gelir. Bu taşıma, aktivitesi enerji harcaması gerektiren özel taşıyıcı proteinler tarafından gerçekleştirilir. Enerji kaynağı ATP molekülleridir. Aktif taşıma şunları içerir: 1) Na + /K + pompası (sodyum-potasyum pompası), 2) endositoz, 3) ekzositoz.

Na + /K + pompasının çalışması. Normal işleyiş için hücrenin sitoplazmada ve dış ortamda belirli bir oranda K + ve Na + iyonlarını muhafaza etmesi gerekir. Hücre içindeki K + konsantrasyonu, dışarıdan önemli ölçüde daha yüksek olmalıdır ve Na + - bunun tersi de geçerlidir. Na + ve K +'nın membran gözeneklerinden serbestçe yayılabileceğine dikkat edilmelidir. Na + /K + pompası, bu iyonların konsantrasyonlarının eşitlenmesine karşı koyar ve aktif olarak Na +'yı hücrenin dışına ve K +'yı hücrenin içine pompalar. Na + /K + pompası, konformasyonel değişiklikler yapabilen bir transmembran proteinidir ve bunun sonucunda hem K + hem de Na +'yı bağlayabilir. Na + /K + pompa döngüsü aşağıdaki aşamalara ayrılabilir: 1) zarın içinden Na + eklenmesi, 2) pompa proteininin fosforilasyonu, 3) Na +'nın hücre dışı boşluğa salınması, 4) K+'nın zarın dışından eklenmesi, 5) pompa proteininin fosforilasyonu, 6) K+'nın hücre içi boşluğa salınması. Hücrenin çalışması için gereken enerjinin neredeyse üçte biri sodyum-potasyum pompasının çalışması için harcanır. Bir çalışma döngüsünde pompa, hücreden 3Na + pompalar ve 2K + pompalar.

Endositoz- Büyük parçacıkların ve makromoleküllerin hücre tarafından emilme süreci. İki tip endositoz vardır: 1) fagositoz- büyük parçacıkların (hücreler, hücre parçaları, makromoleküller) yakalanması ve emilmesi ve 2) pinositoz- Sıvı malzemenin yakalanması ve emilmesi (çözelti, koloidal çözelti, süspansiyon). Fagositoz fenomeni I.I. Mechnikov, 1882. Endositoz sırasında, plazma zarı bir istila oluşturur, kenarları birleşir ve sitoplazmadan tek bir zarla ayrılan yapılar sitoplazmaya bağlanır. Birçok protozoa ve bazı lökositler fagositoz yeteneğine sahiptir. Pinositoz bağırsak epitel hücrelerinde ve kan kılcal damarlarının endotelinde görülür.

Ekzositoz- endositozun tersi bir süreç: çeşitli maddelerin hücreden uzaklaştırılması. Ekzositoz sırasında, kesecik zarı dış sitoplazmik zar ile birleşir, vezikülün içeriği hücrenin dışına çıkarılır ve zarı dış sitoplazmik zara dahil edilir. Bu sayede endokrin bezlerinin hücrelerinden hormonlar uzaklaştırılır; protozoalarda sindirilmemiş besin kalıntıları uzaklaştırılır.

Git 5 numaralı dersler"Hücre teorisi. Hücresel organizasyon türleri"

Git 7 numaralı dersler“Ökaryotik hücre: organellerin yapısı ve fonksiyonları”

Tablo No.2

Soru 1 (8)

Hücre zarı(veya sitolemma veya plazmalemma veya plazma zarı), herhangi bir hücrenin içeriğini dış ortamdan ayırarak bütünlüğünü sağlar; hücre ile çevre arasındaki alışverişi düzenler; hücre içi zarlar, hücreyi, belirli çevresel koşulların korunduğu özel kapalı bölmelere (bölmelere veya organellere) böler.

Hücre veya plazma zarının işlevleri

Membran şunları sağlar:

1) Spesifik hücre fonksiyonlarını gerçekleştirmek için gerekli moleküllerin ve iyonların hücrenin içine ve dışına seçici penetrasyonu;
2) Zar ötesi elektriksel potansiyel farkını koruyarak iyonların zar boyunca seçici taşınması;
3) Hücreler arası temasların özgüllüğü.

Kimyasal sinyalleri (hormonlar, aracılar ve diğer biyolojik olarak aktif maddeler) algılayan çok sayıda reseptörün zarındaki varlığı nedeniyle, hücrenin metabolik aktivitesini değiştirebilir. Membranlar, üzerlerinde antijenlerin bulunması nedeniyle bağışıklık belirtilerinin özgüllüğünü sağlar - bu antijenlere spesifik olarak bağlanabilen antikorların oluşumuna neden olan yapılar.
Hücrenin çekirdeği ve organelleri aynı zamanda sitoplazmadan, suyun ve içinde çözünen maddelerin sitoplazmadan sitoplazmaya serbestçe hareket etmesini engelleyen ve bunun tersi de geçerli olan zarlarla ayrılır. Bu, hücre içindeki farklı bölmelerde meydana gelen biyokimyasal süreçlerin ayrılması için koşullar yaratır.

Hücre zarı yapısı

Hücre zarı- elastik yapı, kalınlık 7 ila 11 nm arasındadır (Şekil 1.1). Esas olarak lipitler ve proteinlerden oluşur. Tüm lipitlerin% 40 ila 90'ı fosfolipitlerdir - fosfatidilkolin, fosfatidiletanolamin, fosfatidilserin, sfingomiyelin ve fosfatidilinositol. Membranın önemli bir bileşeni serebrisidler, sülfatidler, gangliosidler ve kolesterol ile temsil edilen glikolipitlerdir.

Hücre zarının temel yapısıÇift katlı fosfolipid moleküllerinden oluşur. Hidrofobik etkileşimler nedeniyle, lipit moleküllerinin karbonhidrat zincirleri uzun bir durumda birbirine yakın tutulur. Her iki katmandaki fosfolipid molekül grupları, lipit zarına batırılmış protein molekülleri ile etkileşime girer. Çift tabakanın lipit bileşenlerinin çoğunun sıvı halde olması nedeniyle membran hareketlidir ve dalga benzeri hareketler yapar. Bölümleri ve lipit çift katmanına batırılmış proteinler bir parçadan diğerine karıştırılır. Hücre zarlarının hareketliliği (akışkanlığı), maddelerin zar boyunca taşınması işlemlerini kolaylaştırır.

Hücre zarı proteinleri esas olarak glikoproteinlerle temsil edilir.

Ayırt etmek

integral proteinler membranın tüm kalınlığı boyunca nüfuz eder ve

periferik proteinler, yalnızca zarın yüzeyine, esas olarak iç kısmına bağlanır.

Periferik proteinler hemen hepsi enzim olarak işlev görür (asetilkolinesteraz, asit ve alkalin fosfatazlar, vb.). Ancak bazı enzimler aynı zamanda integral proteinler olan ATPase ile de temsil edilir.

İntegral proteinler hücre dışı ve hücre içi sıvı arasındaki membran kanalları yoluyla iyonların seçici değişimini sağlar ve ayrıca büyük molekülleri taşıyan proteinler olarak da görev yapar.

Membran reseptörleri ve antijenleri hem integral hem de periferik proteinlerle temsil edilebilir.

Sitoplazmik taraftan membrana bitişik olan proteinler şu şekilde sınıflandırılır: hücre hücre iskeleti. Membran proteinlerine bağlanabilirler.

Bu yüzden, protein bandı 3(protein elektroforezi sırasındaki bant numarası) eritrosit zarlarının diğer hücre iskeleti molekülleri ile bir topluluk halinde birleştirilir - düşük molekül ağırlıklı protein ankirin yoluyla spektrin

Spektrin aktin'in bağlandığı iki boyutlu bir ağ oluşturan önemli bir hücre iskeleti proteinidir.

Aktin Hücre iskeletinin kasılma aparatı olan mikrofilamentleri oluşturur.

Hücre iskeleti hücrenin esnek-elastik özellikler sergilemesini sağlar ve zara ilave dayanıklılık sağlar.

İntegral proteinlerin çoğu glikoproteinlerdir. Karbonhidrat kısmı hücre zarından dışarıya doğru çıkıntı yapar. Pek çok glikoprotein, önemli sialik asit içeriğinden (örneğin glikoforin molekülü) dolayı büyük bir negatif yüke sahiptir. Bu, çoğu hücrenin yüzeyine negatif yük sağlar ve diğer negatif yüklü nesnelerin itilmesine yardımcı olur. Glikoproteinlerin karbonhidrat çıkıntıları, hücrenin diğer antijenik belirleyicileri olan kan grubu antijenlerinin taşıyıcılarıdır ve hormonları bağlayan reseptörler olarak görev yaparlar. Glikoproteinler, hücrelerin birbirine bağlanmasına neden olan yapışkan moleküller oluşturur; Hücreler arası bağlantıları kapatın.

Hücre zarı aynı zamanda plazma (veya sitoplazmik) membran ve plazmalemma olarak da adlandırılır. Bu yapı yalnızca hücrenin iç içeriğini dış ortamdan ayırmakla kalmaz, aynı zamanda çoğu hücresel organelin ve çekirdeğin bir parçasıdır ve bunları sitoplazmanın viskoz-sıvı kısmı olan hiyaloplazmadan (sitosol) ayırır. Aramayı kabul edelim sitoplazmik membran hücrenin içeriğini dış ortamdan ayıran şey. Geriye kalan terimler tüm membranları belirtir.

Hücre zarının yapısı

Hücresel (biyolojik) zarın yapısı çift katmanlı lipitlere (yağlara) dayanmaktadır. Böyle bir katmanın oluşumu moleküllerinin özellikleriyle ilişkilidir. Lipitler suda çözünmez, ancak kendi yollarıyla yoğunlaşır. Tek bir lipit molekülünün bir kısmı polar bir baştır (suya çekilir, yani hidrofilik), diğeri ise bir çift uzun polar olmayan kuyruktur (molekülün bu kısmı su tarafından itilir, yani hidrofobik). Moleküllerin bu yapısı onların kuyruklarını sudan “saklamalarına” ve kutup başlarını suya doğru çevirmelerine neden olur.

Sonuç, polar olmayan kuyrukların içe doğru (birbirine dönük) ve kutup başlarının dışa doğru (dış ortama ve sitoplazmaya doğru) olduğu bir lipit çift katmanıdır. Böyle bir zarın yüzeyi hidrofiliktir, ancak içi hidrofobiktir.

Hücre zarlarında lipitler arasında fosfolipitler baskındır (kompleks lipitlere aittirler). Kafaları fosforik asit kalıntısı içerir. Fosfolipitlere ek olarak glikolipitler (lipitler + karbonhidratlar) ve kolesterol (sterollerle ilgili) vardır. İkincisi, kalınlığında kalan lipitlerin kuyrukları arasında yer alan zara sertlik kazandırır (kolesterol tamamen hidrofobiktir).

Elektrostatik etkileşim nedeniyle, bazı protein molekülleri yüklü lipit başlıklarına bağlanır ve bunlar yüzey membran proteinleri haline gelir. Diğer proteinler polar olmayan kuyruklarla etkileşime girer, kısmen çift katmana gömülür veya içinden nüfuz eder.

Bu nedenle hücre zarı, lipitlerden, yüzeyden (çevresel), gömülü (yarı integral) ve nüfuz eden (integral) proteinlerden oluşan iki katmandan oluşur. Ayrıca zarın dışında bulunan bazı proteinler ve lipitler karbonhidrat zincirleriyle ilişkilidir.

Bu membran yapısının akışkan mozaik modeli XX yüzyılın 70'lerinde ortaya atıldı. Önceden, lipit çift katmanının içeride yer aldığı ve zarın iç ve dış kısmında sürekli yüzey protein katmanları ile kaplandığı bir sandviç yapı modeli varsayılmıştı. Ancak deneysel verilerin birikmesi bu hipotezi çürüttü.

Farklı hücrelerdeki zarların kalınlığı yaklaşık 8 nm'dir. Membranlar (birinin farklı tarafları bile) farklı lipit türlerinin, proteinlerin, enzimatik aktivitenin vb. yüzdesi bakımından birbirinden farklıdır. Bazı zarlar daha sıvı ve daha geçirgendir, diğerleri ise daha yoğundur.

Lipid çift katmanının fizikokimyasal özellikleri nedeniyle hücre zarı kırılmaları kolayca birleşir. Membran düzleminde lipitler ve proteinler (hücre iskeleti tarafından sabitlenmedikleri sürece) hareket eder.

Hücre zarının fonksiyonları

Hücre zarına batırılmış çoğu protein, enzimatik bir işlev görür (bunlar enzimdir).

Çoğu zaman (özellikle hücre organellerinin zarlarında) enzimler belirli bir sıraya yerleştirilir, böylece bir enzim tarafından katalize edilen reaksiyon ürünleri ikinciye, sonra üçüncüye vb. Hareket eder. Yüzey proteinlerini stabilize eden bir konveyör oluşturulur, çünkü bunlar enzimlerin lipit çift katmanı boyunca yüzmesine izin verir.

Hücre zarı çevreden sınırlayıcı (bariyer) bir fonksiyon ve aynı zamanda taşıma fonksiyonlarını yerine getirir.

En önemli amacının da bu olduğunu söyleyebiliriz. Mukavemete ve seçici geçirgenliğe sahip olan sitoplazmik membran, hücrenin iç bileşiminin (homeostazisi ve bütünlüğü) sabitliğini korur.

Taşıma pasif olabilir ve kolaylaştırılabilir (bir taşıyıcı tarafından desteklendiğinde). Yağda çözünen maddeler için hücre zarı boyunca pasif difüzyon mümkündür.

Zarları şekerlere ve diğer suda çözünen maddelere karşı geçirgen hale getiren özel proteinler vardır. Bu tür taşıyıcılar taşınan moleküllere bağlanır ve onları zardan çeker. Kırmızı kan hücrelerinin içinde glikoz bu şekilde taşınır.

İplik proteinleri, belirli maddelerin zar boyunca hareketi için bir gözenek oluşturmak üzere birleşir. Bu tür taşıyıcılar hareket etmez, ancak zarda bir kanal oluşturur ve enzimlere benzer şekilde çalışarak belirli bir maddeyi bağlar. Transfer, protein konformasyonundaki bir değişiklik nedeniyle meydana gelir ve bu da membranda kanalların oluşmasıyla sonuçlanır. Bir örnek sodyum-potasyum pompasıdır.

Ökaryotik hücre zarının taşıma işlevi de endositoz (ve ekzositoz) yoluyla gerçekleştirilir. Bu mekanizmalar sayesinde, büyük biyopolimer molekülleri, hatta tüm hücreler hücreye girer (ve hücreden çıkar). Endo ve ekzositoz tüm ökaryotik hücrelerin özelliği değildir (prokaryotlarda hiç yoktur). Böylece tek hücrelilerde ve alt omurgasızlarda endositoz gözlenir; memelilerde lökositler ve makrofajlar zararlı maddeleri ve bakterileri emer, yani. endositoz vücut için koruyucu bir işlev görür.

Endositoz ikiye ayrılır fagositoz(sitoplazma büyük parçacıkları sarar) ve pinositoz(içinde çözünmüş maddeler bulunan sıvı damlacıklarının yakalanması). Bu süreçlerin mekanizması yaklaşık olarak aynıdır. Hücre yüzeyinde emilen maddeler bir zarla çevrilidir. Daha sonra hücrenin içine doğru hareket eden bir kesecik (fagositik veya pinositik) oluşur.

Ekzositoz, maddelerin (hormonlar, polisakkaritler, proteinler, yağlar vb.) sitoplazmik membran tarafından hücreden uzaklaştırılmasıdır. Bu maddeler hücre zarına uyan zar keseciklerinde bulunur. Her iki zar birleşir ve içerikleri hücrenin dışına çıkar.

Sitoplazmik membran bir reseptör işlevi yerine getirir. Bunu yapmak için dış tarafında kimyasal veya fiziksel bir uyarıyı tanıyabilen yapılar bulunur. Plazmalemmaya nüfuz eden proteinlerin bazıları dışarıdan polisakkarit zincirlerine bağlanır (glikoproteinler oluşturur). Bunlar hormonları yakalayan tuhaf moleküler reseptörlerdir. Belirli bir hormon reseptörüne bağlandığında yapısını değiştirir. Bu da hücresel tepki mekanizmasını tetikler. Bu durumda kanallar açılabilir ve bazı maddeler hücreye girip çıkmaya başlayabilir.

Hücre zarlarının reseptör işlevi, insülin hormonunun etkisine dayanarak iyi bir şekilde incelenmiştir. İnsülin glikoprotein reseptörüne bağlandığında, bu proteinin katalitik hücre içi kısmı (adenilat siklaz enzimi) aktive olur. Enzim ATP'den siklik AMP'yi sentezler. Zaten hücresel metabolizmanın çeşitli enzimlerini aktive eder veya bastırır.

Sitoplazmik membranın reseptör fonksiyonu aynı tipteki komşu hücrelerin tanınmasını da içerir. Bu tür hücreler birbirlerine çeşitli hücreler arası temaslarla bağlanır.

Dokularda hücreler arası temasların yardımıyla hücreler, özel olarak sentezlenmiş düşük moleküler maddeler kullanarak birbirleriyle bilgi alışverişinde bulunabilirler. Böyle bir etkileşimin bir örneği, hücrelerin boş alanın işgal edildiği bilgisini aldıktan sonra büyümeyi durdurması durumunda temas inhibisyonudur.

Hücreler arası temaslar basit olabilir (farklı hücrelerin zarları birbirine bitişiktir), kilitleme (bir hücrenin zarının diğerine yayılması), desmozomlar (zarlar sitoplazmaya nüfuz eden enine lif demetleri ile bağlandığında) olabilir. Ek olarak, aracılar (aracılar) - sinapslar nedeniyle hücreler arası temasların bir çeşidi vardır. İçlerinde sinyal yalnızca kimyasal olarak değil elektriksel olarak da iletilir. Sinapslar, sinir hücreleri arasında ve ayrıca sinirden kas hücrelerine sinyaller iletir.