A sejt membránszerkezetei. Külső sejtmembrán
Sejtszerkezet
Sejtelmélet.
Terv
A sejt az élő szervezet elemi szerkezeti egysége.
1.Sejtelmélet.
2. Sejtszerkezet.
3. Sejtfejlődés.
1665-ben R. Hooke volt az első, aki felfedezte a növényi sejteket. 1674-ben A. Leeuwenhoek fedezte fel az állati sejtet. 1839-ben T. Schwann és M. Schleiden fogalmazta meg a sejtelméletet. A sejtelmélet fő tétele az volt, hogy a sejt az élő rendszerek szerkezeti és funkcionális alapja. De tévesen azt hitték, hogy a sejtek szerkezet nélküli anyagból jönnek létre. 1859-ben R. Virchow bebizonyította, hogy új sejtek csak a korábbiak osztódásával jönnek létre.
A sejtelmélet alapelvei :
1) A sejt minden élőlény szerkezeti és funkcionális egysége. Minden élő szervezet sejtekből áll.
2) Minden sejt alapvetően hasonló kémiai összetételben és anyagcsere-folyamatokban.
3) A meglévők osztásával új sejtek jönnek létre.
4) Minden sejt azonos módon tárolja és implementálja az öröklődő információkat.
5) A többsejtű szervezet egészének élettevékenységét az alkotó sejtjeinek kölcsönhatása határozza meg.
Szerkezetük alapján 2 típusú sejt létezik:
Prokarióták
Eukarióták
A prokarióták közé tartoznak a baktériumok és a kék-zöld algák. A prokarióták a következőkben különböznek az eukariótáktól: nem rendelkeznek eukarióta sejtben található membránszervekkel (mitokondriumok, endoplazmatikus retikulum, lizoszómák, Golgi-komplex, kloroplasztiszok).
A legfontosabb különbség az, hogy nincs membránnal körülvett magjuk. A prokarióta DNS-t egy hajtogatott kör alakú molekula képviseli. A prokariótákból hiányoznak a sejtközpont centrioljai is, ezért soha nem osztódnak mitózissal. Jellemzőjük az amitózis - közvetlen gyors osztódás.
Az eukarióta sejtek egysejtű és többsejtű szervezetek sejtjei. Három fő összetevőből állnak:
A sejtet körülvevő és a külső környezettől elválasztó sejtmembrán;
Vizet, ásványi sókat, szerves vegyületeket, organellumokat és zárványokat tartalmazó citoplazma;
A sejtmag, amely a sejt genetikai anyagát tartalmazza.
1 – a foszfolipid molekula poláris feje
2 – a foszfolipidmolekula zsírsav-farka
3 – integrál fehérje
4 – perifériás fehérje
5 – félig integrált fehérje
6 – glikoprotein
7 - glikolipid
A külső sejtmembrán minden sejtben (állati és növényi) rejlik, vastagsága körülbelül 7,5 (legfeljebb 10) nm, és lipid- és fehérjemolekulákból áll.
Jelenleg a sejtmembrán építésének fluid-mozaik modellje széles körben elterjedt. E modell szerint a lipidmolekulák két rétegben helyezkednek el, víztaszító végeik (hidrofób - zsíroldható) egymással szemben, vízoldható (hidrofil) végeik pedig a perifériára néznek. A fehérjemolekulák a lipidrétegbe ágyazódnak be. Egy részük a lipidrész külső vagy belső felületén helyezkedik el, mások részben víz alá merülnek, vagy áthatolnak a membránon.
A membránok funkciói :
Védő, határ, sorompó;
Szállítás;
Receptor - a fehérjék miatt végrehajtott - receptorok, amelyek szelektív képességgel rendelkeznek bizonyos anyagokra (hormonokra, antigénekre stb.), kémiai kölcsönhatásba lépnek velük, jeleket vezetnek a sejtbe;
Vegyen részt a sejtek közötti kapcsolatok kialakításában;
Biztosítsa egyes sejtek mozgását (amőba mozgás).
Az állati sejtek vékony glikokalix réteggel rendelkeznek a külső sejtmembrán tetején. Ez egy komplex szénhidrát lipidekkel és szénhidrát fehérjékkel. A glikokalix részt vesz az intercelluláris kölcsönhatásokban. A legtöbb sejtorganellum citoplazmatikus membránja pontosan azonos szerkezettel rendelkezik.
Növényi sejtekben, a citoplazma membránon kívül. cellulózból álló sejtfal van.
Anyagok szállítása a citoplazma membránon keresztül .
Két fő mechanizmus létezik az anyagok sejtbe való be- és kilépésére:
1.Passzív szállítás.
2.Aktív közlekedés.
Az anyagok passzív transzportja energiafelhasználás nélkül történik. Az ilyen szállításra példa a diffúzió és az ozmózis, amelyben a molekulák vagy ionok mozgása egy magas koncentrációjú területről egy alacsonyabb koncentrációjú területre, például vízmolekulákra történik.
Aktív transzport - az ilyen típusú transzport során a molekulák vagy ionok koncentrációgradiens ellenében hatolnak be a membránon, ami energiát igényel. Az aktív transzportra példa a nátrium-kálium pumpa, amely aktívan pumpálja ki a nátriumot a sejtből, és a káliumionokat abszorbeálja a külső környezetből, szállítva azokat a sejtbe. A pumpa egy speciális membránfehérje, amely az ATP-t hajtja.
Az aktív transzport biztosítja az állandó sejttérfogat és membránpotenciál fenntartását.
Az anyagok szállítása endocitózissal és exocitózissal történhet.
Az endocitózis az anyagok behatolása a sejtbe, az exocitózis a sejtből.
Az endocitózis során a plazmamembrán invaginációkat vagy kiemelkedéseket képez, amelyek azután beburkolják az anyagot, és felszabadulva vezikulákká alakulnak.
Az endocitózisnak két típusa van:
1) fagocitózis - szilárd részecskék (fagocita sejtek) felszívódása,
2) pinocytosis - folyékony anyag felszívódása. A pinocytosis az amőboid protozoákra jellemző.
Exocitózissal különböző anyagok távoznak a sejtekből: az emésztetlen táplálékmaradványok az emésztőüregekből, a folyékony váladékuk pedig a kiválasztó sejtekből.
citoplazma -(citoplazma + sejtmag forma protoplazma). A citoplazma egy vizes őrölt anyagból (citoplazmatikus mátrix, hialoplazma, citoszol) és a benne található különféle organellumokból és zárványokból áll.
Zárványok – sejtek salakanyagai. A zárványoknak 3 csoportja van - trofikus, szekréciós (mirigysejtek) és speciális (pigment) jelentőségű.
Organellumok – Ezek a citoplazma állandó struktúrái, amelyek bizonyos funkciókat látnak el a sejtben.
Megkülönböztetnek általános és speciális organellumokat. Különlegességek a legtöbb sejtben megtalálhatók, de jelentős mennyiségben csak azokban a sejtekben, amelyek meghatározott funkciót látnak el. Ide tartoznak a bélhámsejtek mikrobolyhjai, a légcső és a hörgők hámjának csillói, flagellák, myofibrillumok (izomösszehúzódást biztosító stb.).
Az általános jelentőségű organellumok közé tartozik az ER, Golgi komplex, mitokondriumok, riboszómák, lizoszómák, a sejtközpont centrioljai, peroxiszómák, mikrotubulusok, mikrofilamentumok. A növényi sejtekben plasztidok és vakuolák vannak. Az általános jelentőségű organellumok membrános és nem membrán szerkezetű organellumokra oszthatók.
A membrán szerkezetű organellumok vagy kettős vagy egymembránosak. A mitokondriumokat és a plasztidokat a kettős membrános sejtek közé sorolják. Az egymembrános sejtek közé tartozik az endoplazmatikus retikulum, a Golgi-komplex, a lizoszómák, a peroxiszómák és a vakuolák.
Membránnal nem rendelkező organellumok: riboszómák, sejtközpont, mikrotubulusok, mikrofilamentumok.
Mitokondriumok – ezek kerek vagy ovális alakú organellumok. Két membránból állnak: belső és külső. A belső membránon cristae-nak nevezett kiemelkedések vannak, amelyek a mitokondriumokat részekre osztják. A rekeszek anyaggal – mátrixszal vannak feltöltve. A mátrix DNS-t, mRNS-t, tRNS-t, riboszómákat, kalcium- és magnéziumsókat tartalmaz. Itt autonóm fehérje bioszintézis megy végbe. A mitokondriumok fő funkciója az energia szintézise és felhalmozódása az ATP molekulákban. A sejtben új mitokondriumok keletkeznek a régiek osztódása következtében.
Plasztidok – elsősorban a növényi sejtekben található organellumok. Három típusuk van: kloroplasztiszok, amelyek zöld pigmentet tartalmaznak; kromoplasztok (vörös, sárga, narancssárga pigmentek); leukoplasztok (színtelen).
A kloroplasztiszok a zöld pigment klorofillnak köszönhetően a nap energiáját felhasználva képesek szerves anyagokat szintetizálni a szervetlen anyagokból.
A kromoplasztok élénk színt adnak a virágoknak és gyümölcsöknek.
A leukoplasztok képesek tartalék tápanyagokat felhalmozni: keményítőt, lipideket, fehérjéket stb.
Endoplazmatikus retikulum ( EPS ) vakuolák és csatornák összetett rendszere, amelyeket membránok határolnak. Létezik sima (agranuláris) és durva (szemcsés) EPS. A sima membránján nincsenek riboszómák. Tartalmazza a lipidek, lipoproteinek szintézisét, a mérgező anyagok felhalmozódását és eltávolítását a sejtből. A szemcsés ER membránján riboszómák vannak, amelyekben a fehérjék szintetizálódnak. A fehérjék ezután belépnek a Golgi komplexbe, és onnan kifelé.
Golgi-komplexum (Golgi-készülék) Ez egy halom lapított membrántasak – ciszternák és a hozzá tartozó buborékrendszer. A ciszternák halmát diktioszómának nevezzük.
A Golgi-komplexum funkciói : fehérjemódosítás, poliszacharid szintézis, anyagszállítás, sejtmembrán képződés, lizoszóma képződés.
Lizoszómák – Ezek membránnal körülvett vezikulák, amelyek enzimeket tartalmaznak. Az anyagok intracelluláris lebontását végzik, és elsődleges és másodlagosra osztják. Az elsődleges lizoszómák inaktív formában tartalmaznak enzimeket. Miután különböző anyagok belépnek az organellumokba, az enzimek aktiválódnak, és megkezdődik az emésztési folyamat - ezek másodlagos lizoszómák.
Peroxiszómák egy membránnal határolt buborékok megjelenése van. Olyan enzimeket tartalmaznak, amelyek lebontják a hidrogén-peroxidot, amely mérgező a sejtekre.
Vacuolák – Ezek a növényi sejtek sejtnedveket tartalmazó organellumai. A sejtnedv tartalék tápanyagokat, pigmenteket és salakanyagokat tartalmazhat. A vakuolák részt vesznek a turgornyomás létrehozásában és a víz-só anyagcsere szabályozásában.
Riboszómák – nagy és kis alegységekből álló organellumok. Elhelyezkedhetnek az ER-en vagy szabadon a sejtben, poliszómákat képezve. rRNS-ből és fehérjéből állnak, és a sejtmagban képződnek. A fehérje bioszintézise a riboszómákban megy végbe.
Sejtközpont – állatok, gombák és alacsonyabb rendű növények sejtjeiben található, magasabb rendű növényekben pedig hiányzik. Két centriolból és egy sugárgömbből áll. A centriole üreges hengernek tűnik, amelynek fala 9 mikrotubulus hármasból áll. A sejtek osztódása során mitotikus orsószálakat képeznek, amelyek biztosítják a mitózis anafázisában lévő kromatidák és a meiózis során a homológ kromoszómák szétválását.
Mikrotubulusok – különböző hosszúságú csőszerű képződmények. Részei centrioloknak, mitotikus orsóknak, flagelláknak, csillóknak, támasztó funkciót látnak el, elősegítik az intracelluláris struktúrák mozgását.
Mikrofilamentumok – fonalas vékony képződmények az egész citoplazmában, de különösen sok van belőlük a sejtmembrán alatt. A mikrotubulusokkal együtt a sejt citoszkeletonját alkotják, meghatározzák a citoplazma áramlását, a vezikulák intracelluláris mozgását, a kloroplasztiszokat és más organellumokat.
Sejtmembrán- ez a sejtmembrán, amely a következő funkciókat látja el: a sejt tartalmának és a külső környezet szétválasztása, szelektív anyagszállítás (csere a sejten kívüli környezettel), egyes biokémiai reakciók helyszíne, a sejtek egyesülése a szövetekbe és a fogadásba.
A sejtmembránokat plazmára (intracelluláris) és külsőre osztják. Bármely membrán fő tulajdonsága a félig áteresztő képesség, vagyis az a képesség, hogy csak bizonyos anyagokat enged át. Ez lehetővé teszi a sejt és a külső környezet közötti szelektív cserét, vagy a sejtrekeszek közötti cserét.
A plazmamembránok lipoprotein struktúrák. A lipidek spontán módon kettős réteget (kettős réteget) alkotnak, és ebben „lebegnek” a membránfehérjék. A membránok több ezer különböző fehérjét tartalmaznak: szerkezeti, transzportereket, enzimeket stb. A fehérjemolekulák között pórusok vannak, amelyeken keresztül hidrofil anyagok jutnak át (a lipid kettős réteg megakadályozza azok közvetlen behatolását a sejtbe). A membrán felszínén néhány molekulához glikozilcsoportok (monoszacharidok és poliszacharidok) kapcsolódnak, amelyek a szövetképződés során részt vesznek a sejtfelismerési folyamatban.
A membránok vastagsága változó, általában 5-10 nm. A vastagságot az amfifil lipidmolekula mérete határozza meg, és 5,3 nm. A membránvastagság további növekedése a membránfehérje komplexek méretének köszönhető. A külső körülményektől függően (a koleszterin a szabályozó) a kettős réteg szerkezete megváltozhat, így sűrűbbé vagy folyékonyabbá válik - ettől függ az anyagok membránok mentén történő mozgásának sebessége.
A sejtmembránok közé tartoznak: plazmamembrán, kariolemma, endoplazmatikus retikulum membránjai, Golgi-készülék, lizoszómák, peroxiszómák, mitokondriumok, zárványok stb.
A lipidek vízben oldhatatlanok (hidrofób), de oldódnak szerves oldószerekben és zsírokban (lipofilitás). A lipidek összetétele a különböző membránokban nem azonos. Például a plazmamembrán sok koleszterint tartalmaz. A membránban a leggyakoribb lipidek a foszfolipidek (glicerofoszfatidok), a szfingomielinek (szfingolipidek), a glikolipidek és a koleszterin.
A foszfolipidek, szfingomielinek, glikolipidek két funkcionálisan különböző részből állnak: egy hidrofób, nem poláris részből, amely nem hordoz töltést - zsírsavakból álló „farok”, és egy hidrofil, amely töltött poláris „fejeket” - alkoholcsoportokat tartalmaz (például glicerin).
A molekula hidrofób része általában két zsírsavból áll. Az egyik sav telített, a másik telítetlen. Ez határozza meg a lipidek azon képességét, hogy spontán kétrétegű (bilipid) membránstruktúrákat képezzenek. A membránlipidek a következő funkciókat látják el: gát, transzport, fehérje mikrokörnyezet, a membrán elektromos ellenállása.
A membránok fehérjemolekuláikban különböznek egymástól. Sok membránfehérje poláris (töltéshordozó) aminosavakban gazdag és nem poláris aminosavakkal (glicin, alanin, valin, leucin) rendelkező régiókból áll. Az ilyen fehérjék a membránok lipidrétegeiben úgy helyezkednek el, hogy nem poláris szakaszaik a membrán „zsíros” részébe merülnek, ahol a lipidek hidrofób szakaszai találhatók. Ezeknek a fehérjéknek a poláris (hidrofil) része kölcsönhatásba lép a lipidfejekkel, és szembenéz a vizes fázissal.
A biológiai membránoknak közös tulajdonságaik vannak:
A membránok zárt rendszerek, amelyek nem engedik, hogy a sejt és a rekeszek tartalma keveredjen. A membrán integritásának megsértése sejthalálhoz vezethet;
felületes (sík, oldalirányú) mobilitás. A membránokban az anyagok folyamatos mozgása zajlik a felületen;
membrán aszimmetria. A külső és felületi réteg szerkezete kémiailag, szerkezetileg és funkcionálisan heterogén.
A sejtmembrán meglehetősen összetett szerkezetű, amely elektronmikroszkóppal is megtekinthető. Nagyjából egy kettős lipidrétegből (zsírokból) áll, amelyekbe különböző helyeken különféle peptidek (fehérjék) vannak beágyazva. A membrán teljes vastagsága körülbelül 5-10 nm.
A sejtmembrán általános szerkezete univerzális az egész élővilág számára. Az állati membránok azonban koleszterinzárványokat tartalmaznak, amelyek meghatározzák merevségüket. A különböző élőlénybirodalmak membránjai közötti különbségek elsősorban a membrán feletti képződményeket (rétegeket) érintik. Tehát a növényekben és a gombákban a membrán felett (külső oldalon) van egy sejtfal. Növényekben főleg cellulózból, gombákban pedig kitinből áll. Az állatoknál a membrán feletti réteget glikokalixnek nevezik.
A sejtmembrán másik neve citoplazmatikus membrán vagy plazmamembrán.
A sejtmembrán szerkezetének mélyebb tanulmányozása feltárja számos jellemzőjét, amelyek az általa ellátott funkciókhoz kapcsolódnak.
A lipid kettős réteg főleg foszfolipidekből áll. Ezek olyan zsírok, amelyek egyik vége egy hidrofil tulajdonságú (azaz vonzza a vízmolekulákat) foszforsav maradékot. A foszfolipid második vége zsírsavláncok, amelyek hidrofób tulajdonságokkal rendelkeznek (vízzel nem képeznek hidrogénkötést).
A sejtmembránban a foszfolipid molekulák két sorban helyezkednek el úgy, hogy hidrofób „végeik” belül, hidrofil „fejeik” pedig kívül helyezkednek el. Az eredmény egy meglehetősen erős szerkezet, amely megvédi a sejt tartalmát a külső környezettől.
A sejtmembránban lévő fehérjezárványok egyenetlenül oszlanak el, ráadásul mobilak (mivel a kettősrétegben lévő foszfolipidek oldalirányú mobilitásúak). A XX. század 70-es éveiről kezdtek beszélni a sejtmembrán folyadék-mozaikos szerkezete.
Attól függően, hogy a fehérje hogyan kerül be a membránba, háromféle fehérjét különböztetnek meg: integrált, félig integrált és perifériás fehérjéket. Az integrál fehérjék a membrán teljes vastagságán áthaladnak, és végeik annak mindkét oldalán kinyúlnak. Főleg közlekedési funkciót látnak el. A félig integrált fehérjékben az egyik vége a membrán vastagságában található, a második pedig kifelé nyúlik (a külső vagy a belső oldalról). Enzimatikus és receptor funkciókat lát el. A perifériás fehérjék a membrán külső vagy belső felületén találhatók.
A sejtmembrán szerkezeti jellemzői azt mutatják, hogy a sejtfelszíni komplexum fő összetevője, de nem az egyetlen. További összetevői a membrán feletti réteg és a membrán alatti réteg.
A glikokalixot (az állatok membrán feletti rétegét) oligoszacharidok és poliszacharidok, valamint perifériás fehérjék és integrált fehérjék kiálló részei alkotják. A glikokalix komponensei receptor funkciót látnak el.
Az állati sejtekben a glikokalix mellett további membrán feletti képződmények is találhatók: nyálka, kitin, perilemma (membránszerű).
A növényekben és gombákban a membrán feletti szerkezet a sejtfal.
A sejt membrán alatti rétege a felszíni citoplazma (hialoplazma) a benne lévő sejt tartó-összehúzódó rendszerével, melynek rostjai kölcsönhatásba lépnek a sejtmembránban lévő fehérjékkel. Az ilyen molekuláris kapcsolatokon keresztül különféle jelek továbbításra kerülnek.
Az élő szervezet alapvető szerkezeti egysége a sejt, amely a citoplazma sejtmembránnal körülvett differenciált szakasza. Tekintettel arra, hogy a sejt számos fontos funkciót lát el, mint például a szaporodás, a táplálkozás, a mozgás, a membránnak plasztikusnak és sűrűnek kell lennie.
A sejtmembrán felfedezésének és kutatásának története
1925-ben Grendel és Gorder sikeres kísérletet hajtottak végre a vörösvértestek „árnyékának”, vagyis az üres membránoknak az azonosítására. Számos baklövés ellenére a tudósok felfedezték a lipid kettős réteget. Munkájukat Danielli, 1935-ben Dawson, 1960-ban Robertson folytatta. Sok éves munka és viták felhalmozódása eredményeként 1972-ben Singer és Nicholson megalkotta a membránszerkezet fluid-mozaik modelljét. További kísérletek és vizsgálatok megerősítették a tudósok munkáit.
Jelentése
Mi az a sejtmembrán? Ezt a szót több mint száz éve kezdték használni, latinból fordítva „filmet”, „bőrt” jelent. Így jelöljük ki a sejthatárt, amely természetes gát a belső tartalom és a külső környezet között. A sejtmembrán szerkezete féligáteresztő képességet jelent, aminek köszönhetően a nedvesség és a tápanyagok, bomlástermékek szabadon átjuthatnak rajta. Ezt a héjat a sejtszervezet fő szerkezeti alkotóelemének nevezhetjük.
Tekintsük a sejtmembrán fő funkcióit
1. Elválasztja a cella belső tartalmát és a külső környezet összetevőit.
2. Segít fenntartani a sejt állandó kémiai összetételét.
3. Szabályozza a megfelelő anyagcserét.
4. Kommunikációt biztosít a sejtek között.
5. Felismeri a jeleket.
6. Védelmi funkció.
"Plasma Shell"
A külső sejtmembrán, más néven plazmamembrán, egy ultramikroszkópos film, amelynek vastagsága 5-7 nanomilliméter. Főleg fehérjevegyületekből, foszfolidokból és vízből áll. A fólia rugalmas, könnyen felszívja a vizet, és sérülés után gyorsan visszaállítja sértetlenségét.
Univerzális szerkezettel rendelkezik. Ez a membrán határhelyzetet foglal el, részt vesz a szelektív permeabilitás folyamatában, a bomlástermékek eltávolításában és szintetizálja azokat. A „szomszédjaival” való kapcsolat és a belső tartalom megbízható védelme a sérülésekkel szemben fontos alkotóelemévé teszi olyan kérdésben, mint a sejt szerkezete. Az állati szervezetek sejtmembránját néha vékony réteg borítja - a glikokalix, amely fehérjéket és poliszacharidokat tartalmaz. A membránon kívüli növényi sejteket sejtfal védi, amely támaszként szolgál és formát tart. Összetételének fő összetevője a rost (cellulóz) - egy vízben oldhatatlan poliszacharid.
Így a külső sejtmembrán javítja, védi és kölcsönhatásba lép más sejtekkel.
A sejtmembrán szerkezete
Ennek a mozgatható héjnak a vastagsága hat és tíz nanomilliméter között változik. A sejt sejtmembránja speciális összetételű, amelynek alapja egy lipid kettős réteg. A vízzel szemben inert hidrofób farok belül található, míg a vízzel kölcsönhatásba lépő hidrofil fejek kifelé néznek. Mindegyik lipid egy foszfolipid, amely olyan anyagok kölcsönhatásának eredménye, mint a glicerin és a szfingozin. A lipidvázat szorosan körülveszik a fehérjék, amelyek nem folytonos rétegben helyezkednek el. Egy részük belemerül a lipidrétegbe, a többi áthalad rajta. Ennek eredményeként vízáteresztő területek képződnek. Ezeknek a fehérjéknek a funkciói eltérőek. Ezek egy része enzim, a többi transzportfehérje, amely különféle anyagokat szállít a külső környezetből a citoplazmába és vissza.
A sejtmembránt integrált fehérjék átjárják és szorosan összekapcsolják, a perifériásokkal kevésbé erős a kapcsolat. Ezek a fehérjék fontos funkciót töltenek be, amely a membrán szerkezetének fenntartása, a környezet jeleinek fogadása és átalakítása, anyagok szállítása, valamint a membránokon lejátszódó reakciók katalizálása.
Összetett
A sejtmembrán alapja egy bimolekuláris réteg. A folytonosságának köszönhetően a cella gát- és mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. Az élet különböző szakaszaiban ez a kettős réteg megszakadhat. Ennek eredményeként az átmenő hidrofil pórusok szerkezeti hibái képződnek. Ebben az esetben egy ilyen komponens, például a sejtmembrán, abszolút minden funkciója megváltozhat. A mag külső hatásoktól szenvedhet.
Tulajdonságok
A sejt sejtmembránja érdekes tulajdonságokkal rendelkezik. Folyékonysága miatt ez a membrán nem merev szerkezet, az azt alkotó fehérjék és lipidek nagy része szabadon mozog a membrán síkján.
Általában a sejtmembrán aszimmetrikus, ezért a fehérje- és lipidréteg összetétele eltérő. Az állati sejtekben lévő plazmamembránok külső oldalán egy glikoprotein réteg található, amely receptor- és jelátviteli funkciókat lát el, valamint nagy szerepet játszik a sejtek szövetté egyesülésének folyamatában. A sejtmembrán poláris, vagyis a külső töltés pozitív, a belső töltés pedig negatív. A fentiek mellett a sejtmembrán szelektív belátással rendelkezik.
Ez azt jelenti, hogy a vízen kívül csak a molekulák egy bizonyos csoportja és az oldott anyagok ionjai juthatnak be a sejtbe. Egy anyag, például a nátrium koncentrációja a legtöbb sejtben sokkal alacsonyabb, mint a külső környezetben. A káliumionok aránya eltérő: mennyiségük a sejtben sokkal nagyobb, mint a környezetben. Ebben a tekintetben a nátriumionok hajlamosak áthatolni a sejtmembránon, és a káliumionok hajlamosak arra, hogy kívülről szabaduljanak fel. Ilyen körülmények között a membrán egy speciális rendszert aktivál, amely „pumpáló” szerepet játszik, kiegyenlíti az anyagok koncentrációját: a nátriumionokat a sejt felszínére, a káliumionokat pedig a sejtbe pumpálják. Ez a tulajdonság a sejtmembrán egyik legfontosabb funkciója.
A nátrium- és káliumionoknak ez a tendenciája, hogy a felszínről befelé mozognak, nagy szerepet játszik a cukor és az aminosavak sejtbe történő szállításában. A nátriumionok sejtből való aktív eltávolítása során a membrán feltételeket teremt a glükóz és az aminosavak új beviteléhez. Éppen ellenkezőleg, a kálium-ionok sejtbe történő átvitele során a bomlástermékek „szállítói” száma a sejt belsejéből a külső környezetbe feltöltődik.
Hogyan történik a sejttáplálás a sejtmembránon keresztül?
Sok sejt olyan folyamatokon keresztül vesz fel anyagokat, mint a fagocitózis és a pinocitózis. Az első lehetőségnél egy rugalmas külső membrán kis mélyedést hoz létre, amelybe a befogott részecske kerül. A bemélyedés átmérője ekkor egyre nagyobb lesz, amíg a zárt részecske be nem jut a sejt citoplazmájába. A fagocitózison keresztül egyes protozoonok, például amőbák, valamint vérsejtek - leukociták és fagociták - táplálkoznak. Hasonlóképpen, a sejtek felszívják a folyadékot, amely tartalmazza a szükséges tápanyagokat. Ezt a jelenséget pinocitózisnak nevezik.
A külső membrán szorosan kapcsolódik a sejt endoplazmatikus retikulumához.
A fő szöveti komponensek sok típusának kiemelkedései, redői és mikrobolyhai vannak a membrán felületén. A héj külső oldalán lévő növényi sejteket egy másik vastag és mikroszkóp alatt jól látható réteg borítja. A rost, amelyből készülnek, segíti a növényi szövetek, például a fa támogatását. Az állati sejteknek számos külső szerkezete is van, amelyek a sejtmembrán tetején helyezkednek el. Kizárólag védő jellegűek, erre példa a rovarok belső sejtjeiben található kitin.
A sejtmembránon kívül van egy intracelluláris membrán is. Feladata, hogy a sejtet több speciális zárt rekeszre - rekeszekre vagy organellumokra - osztja, ahol egy bizonyos környezetet fenn kell tartani.
Így lehetetlen túlbecsülni az élő szervezet alapegységének olyan összetevőjének szerepét, mint a sejtmembrán. A szerkezet és a funkciók a sejt teljes felületének jelentős bővülésére és az anyagcsere folyamatok javulására utalnak. Ez a molekulaszerkezet fehérjékből és lipidekből áll. A sejtet a külső környezettől elválasztva a membrán biztosítja annak integritását. Segítségével az intercelluláris kapcsolatok meglehetősen erős szinten maradnak fenn, szöveteket képezve. Ebből a szempontból megállapíthatjuk, hogy a sejtmembrán játssza az egyik legfontosabb szerepet a sejtben. Felépítése és általa ellátott funkciók gyökeresen eltérnek a különböző sejtekben, céljuktól függően. Ezen tulajdonságok révén a sejtmembránok különféle fiziológiai aktivitásai, valamint a sejtek és szövetek létezésében betöltött szerepe érhető el.
Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete