Клетачныя мембраны

З пляцоўкі Вікіпедыя.
Перайсці да: рух, знайсці

Кле́тачная мембра́на (ці цыталема, ці плазмалема, ці плазматычная мембрана) адлучае змесціва любой клеткі ад навакольнага асяроддзя, забяспечваючы яе цэласнасць; рэгулюе абмен паміж клеткай і асяроддзем; унутрыклетачныя мембраны падзяляюць клетку на спецыялізаваныя замкнёныя адсекі - кампартменты ці арганэлы, у якіх падтрымліваюцца неабходныя ўмовы ўнутрыклетачнага асяроддзя.

Клетачная сценка, калі такая ёсць клеткі (звычайна ёсць у раслінных клетак), пакрывае клетачную мембрану.

Клетачная мембрана ўяўляе сабою падвойны пласт (біслой) малекул класа ліпідаў, большасць з якіх уяўляе сабою так званыя складаныя ліпіды - фасфаліпіды. Малекулы ліпідаў маюць гідрафільную ("галоўка") і гідрафобную ("хвост") частку. Пры ўтварэнні мембран гідрафобныя часткі малекул апыняюцца звернутымі ўсярэдзіну, а гідрафільныя - вонкі. Мембраны - структуры інварыябельныя, вельмі падобныя ў розных арганізмаў. Некаторае выключэнне складаюць, мабыць, археі, у якіх мембраны ўтвораны гліцэрынам і тэрпеноідавымі спіртамі. Таўшчыня мембраны складае 7-8 нм.

Малюнак клетачнай мембраны. Маленькія блакітныя і белыя шарыкі адпавядаюць гідрафільным "галоўкам" ліпідаў, а далучаныя да іх лініі - гідрафобным "хвастам". На малюнку паказаны толькі інтэгральныя мембранныя бялкі (чырвоныя глобулы і жоўтыя спіралі). Жоўтыя авальныя кропкі ўсярэдзіне мембраны - малекулы халестэролу. Жоўта-зялёныя ланцужкі пацерак на вонкавым боку мембраны - ланцужкі алігацукрыдаў, што ствараюць глікакалікс

.

Біялагічная мембрана ўлучае і розныя бялкі: інтэгральныя (што працінаюць мембрану наскрозь), напаўінтэгральныя (пагружаныя адным канцом у вонкавы ці ўнутраны ліпідны пласт), павярхоўныя (размешчаныя на вонкавай ці прылеглыя да ўнутраных бакоў мембраны). Некаторыя бялкі з'яўляюцца пунктамі кантакту клетачнай мембраны з цытакасцяком усярэдзіне клеткі, і клетачнай сценкай (калі яна ёсць) звонку. Некаторыя з інтэгральных бялкоў выконваюць функцыю іённых каналаў, розных транспарцёраў і рэцэптараў.

Функцыі біямембран[правіць | правіць зыходнік]

  • бар’ерная — забяспечвае рэгулёўны, выбіральны, пасіўны і актыўны абмен рэчываў з навакольным асяроддзем. Напрыклад, мембрана пераксісом засцерагае цытаплазму ад небяспечных для клеткі пераксідаў. Выбіральная пранікальнасць азначае, што пранікальнасць мембраны для розных атамаў ці малекул залежыць ад іх памераў, электрычнага зарада і хімічных уласцівасцяў. Выбіральная пранікальнасць забяспечвае адлучэнне клеткі і клетачных кампартментаў ад навакольнага асяроддзя і забеспячэнне іх неабходнымі рэчывамі.
  • транспартная — праз мембрану адбываецца транспарт рэчываў у клетку і з клеткі. Транспарт праз мембраны забяспечвае: дастаўку пажыўных рэчываў, выдаленне канчатковых прадуктаў абмену, сакрэцыю розных рэчываў, стварэнне іённых градыентаў, падтрыманне ў клетцы адпаведнага pH і іённай канцэнтрацыі, патрэбных для працы клетачных ферментаў.

Часцінкі, якія з-за нейкага чынніку не здольныя прайсці фасфаліпідны біслой (напрыклад, з-за гідрафільных уласцівасцяў, бо мембрана ўсярэдзіне гідрафобная і не прапускае гідрафільныя рэчывы, ці з-за буйных памераў), але неабходныя для клеткі, могуць прайсці скрозь мембрану праз адмысловыя бялкі-пераносчыкі (транспарцёры) і бялкі-каналы ці шляхам эндацытозу.

Пры пасіўным транспарце рэчывы праходзяць ліпідны біслой без страты энергіі, шляхам дыфузіі. Варыянтам гэтага механізму з’яўляецца палегчаная дыфузія, пры якой рэчыву дапамагае прайсці праз мембрану якая-небудзь адмысловая малекула. У гэтай малекулы можа быць канал, які прапускае рэчывы толькі аднаго тыпу.

Актыўны транспарт патрабуе выдаткаў энергіі, бо адбываецца супраць градыенту канцэнтрацыі. На мембране існуюць адмысловыя бялкі-помпы, у тым ліку АТФаза, якія актыўна ўпампоўваюць у клетку іёны калія (K+) і выпампоўваюць з яе іёны натрыю (Na+).

  • матрычная — забяспечвае вызначанае ўзаемаразмяшчэнне і арыентацыю мембранных бялкоў, іх аптымальнае ўзаемадзеянне;
  • механічная — забяспечвае аўтаномнасць клеткі, яе ўнутрыклетачных структур, таксама злучэнне з іншымі клеткамі (у тканінах). Вялікую ролю ў забеспячэнні механічнай функцыі маюць клетачныя сценкі, а ў жывёл — міжклетачнае рэчыва.
  • энергетычная — пры фотасінтэзе ў хларапластах і клетачным дыханні ў мітахондрыях у іх мембранах дзейнічаюць сістэмы пераносу энергіі, у якіх таксама ўдзельнічаюць бялкі;
  • рэцэптарная — некаторыя бялкі, якія сядзяць у мембране, з’яўляюцца рэцэптарамі (малекуламі, пры дапамозе якіх клетка ўспрымае тыя ці іншыя сігналы).

Напрыклад, гармоны, што цыркулююць ў крыві, дзейнічаюць толькі на такія клеткі-мішэні, у якіх ёсць адпаведныя гэтым гармонам рэцэптары. Нейрамедыятары (хімічныя рэчывы, якія забяспечваюць правядзенне нервовых імпульсаў) таксама злучаюцца з адмысловымі рэцэптарнымі бялкамі клетак-мішэняў.

  • ферментатыўная — мембранныя бялкі нярэдка з’яўляюцца ферментамі. Напрыклад, плазматычныя мембраны эпітэліяльных клетак кішачніка маюць стрававальныя ферменты.
  • ажыццяўленне генерацыі і правядзення біяпатэнцыялаў.

З дапамогай мембраны ў клетцы падтрымліваецца сталая канцэнтрацыя іёнаў: канцэнтрацыя іёна K+ усярэдзіне клеткі значна вышэй, чым звонку, а канцэнтрацыя Na+ значна ніжэй, што вельмі важна, бо гэта забяспечвае падтрыманне рознасці патэнцыялаў на мембране і генерацыю нервовага імпульсу.

  • маркіроўка клеткі — на мембране ёсць антыгены, якія дзейнічаюць як маркеры — «цэтлікі», што дазваляюць апазнаць клетку. Гэта глікапратэіны (г.зн. бялкі з далучанымі да іх разгалінаванымі алігацукрыдавымі бакавымі ланцугамі), што маюць ролю «антэн». З-за незлічонага мноства канфігурацыі бакавых ланцугоў магчыма зрабіць для кожнага тыпу клетак свой адмысловы маркер. З дапамогай маркераў клеткі могуць распазнаваць іншыя клеткі і дзейнічаць узгоднена з імі, напрыклад, пры фармаванні органаў і тканін. Гэта ж дазваляе імуннай сістэме распазнаваць чужародныя антыгены.

Структура і склад біямембран[правіць | правіць зыходнік]

Мембраны складаюцца з ліпідаў трох класаў: фасфаліпіды, глікаліпіды і халестэроль. Фасфаліпіды і глікаліпіды (ліпіды з далучанымі да іх вугляводамі) складаюцца з двух доўгіх гідрафобных вуглевадародных "хвастоў", якія злучаны з зараджанай гідрафільнай "галавой". Халестэроль надае мембране цвёрдасць, займаючы вольную прастору паміж гідрафобнымі хвастамі ліпідаў і не дазваляючы ім выгінацца. Таму мембраны з малым утрыманнем халестэролю больш гнуткія, а з вялікім - больш цвёрдыя і крохкія. Гэтак жа халестэроль служыць "стопарам", які перашкаджае перасоўванню палярных малекул з клеткі і ў клетку. Важную частку мембраны складаюць бялкі, якія працінаюць яе і адказваюць за разнастайныя ўласцівасці мембран. Іх склад і арыентацыя ў розных мембранах адрозніваюцца.

Клетачныя мембраны часта асіметрычныя, гэта значыць пласты адрозніваюцца па складу ліпідаў, пераход асобнай малекулы з аднаго пласта ў іншы (так званы фліп-флоп) абцяжараны.

Мембранныя арганэлы[правіць | правіць зыходнік]

Гэта замкнёныя асобныя ці злучаныя адна з адной часткі цытаплазмы, адлучаныя ад гіялаплазмы мембранамі. Да аднамембранных арганэл адносяцца эндаплазматычная сетка, апарат Гольджы, лізасомы, вакуолі, пераксісомы; да двухмембранных - ядро, мітахондрыі, пластыды. Звонку клетка абмежавана так званай плазматычнай мембранай. Будова мембран розных арганэл адрозніваецца па складу ліпідаў і мембранных бялкоў.

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]

  • Геніс Р. Біямембраны. Малекулярная структура і функцыі: пераклад з англ.: = Biomembranes. Molecular structure and function (by Robert B. Gennis) — 1-е выданне. — Масква: Свет, 1997. — ISBN 5-03-002419-0.
  • Іваноў У.Г., Берастоўскі Т.Н. Ліпідны біслой біялагічных мембран — Масква: Навука, 1982.
  • Антонаў У.Ф., Смірнова Е.Н., Шаўчэнка Е.В. Ліпідныя мембраны пры фазавых пераходах — Масква: Навука, 1994.

Гл. таксама[правіць | правіць зыходнік]