Строение элементарной мембраны

Содержание
  1. Клеточная мембрана: ее строение и функции
  2. Что такое клеточная мембрана
  3. История исследования клеточной мембраны
  4. Свойства и функции клеточной мембраны
  5. Строение клеточной мембраны
  6. Клеточная мембрана, видео
  7. Основные функции и особенности строения клеточной мембраны
  8. Основные функции клеточной мембраны
  9. Функции клеточной мембраны (кратко)
  10. Клеточная мембрана строение и функции
  11. Предназначение диффузионных мембран
  12. Свойства биологических мембран
  13. Что такое супердиффузионные мембраны
  14. Преимущества использования супердиффузионных мембран
  15. Основные свойства плазматической мембраны
  16. 10 класс. Биология. Строение клетки. Клеточная мембрана – Строение клетки. Клеточная мембрана
  17.  Основные части эукариотической клетки
  18.  Биологическая мембрана. Строение
  19.  Из истории открытия мембраны
  20.  Мембранные белки
  21.  Перенос через мембрану макромолекул и частиц: эндоцитоз и экзоцитоз
  22. Ак­тив­ный транс­порт
  23.  Основные функции клеточной мембраны
  24.  Другие функции мембраны
  25. Ме­та­бо­ли­че­ская функ­ция
  26. Энер­го­пре­об­ра­зу­ю­щая функ­ция

Клеточная мембрана: ее строение и функции

Строение элементарной мембраны

  • Что такое клеточная мембрана
  • История исследования клеточной мембраны
  • Свойства и функции клеточной мембраны
  • Строение клеточной мембраны
  • Клеточная мембрана, видео
  • Ни для кого не секрет, что все живые существа на нашей планете состоят их клеток, этих бесчисленных «атомов» органической материи. Клетки же в свою очередь окружены специальной защитной оболочкой – мембраной, играющей очень важную роль в жизнедеятельности клетки, причем функции клеточной мембраны не ограничиваются только лишь защитой клетки, а представляют собой сложнейший механизм, участвующий в размножении, питании, регенерации клетки.

    Что такое клеточная мембрана

    Само слово «мембрана» с латыни переводится как «пленка», хотя мембрана представляет собой не просто своего роду пленку, в которую обернута клетка, а совокупность двух пленок, соединенных между собой и обладающих различными свойствами.

    На самом деле клеточная мембрана это трехслойная липопротеиновая (жиро-белковая) оболочка, отделяющая каждую клетку от соседних клеток и окружающей среды, и осуществляющая управляемый обмен между клетками и окружающей средой, так звучит академическое определение того что, представляет собой клеточная мембрана.

    Значение мембраны просто огромно, ведь она не просто отделяет одну клетку от другой, но и обеспечивает взаимодействие клетки, как с другими клетками, так и окружающей средой.

    История исследования клеточной мембраны

    Важный вклад в исследование клеточной мембраны был сделан двумя немецкими учеными Гортером и Гренделем в далеком 1925 году.

    Именно тогда им удалось провести сложный биологический эксперимент над красными кровяными тельцами – эритроцитами, в ходе которых ученые получили так званые «тени», пустые оболочки эритроцитов, которые сложили в одну стопку и измерили площадь поверхности, а также вычислили количество липидов в них. На основании полученного количества липидов ученые пришли к выводу, что их как раз хватаем на двойной слой клеточной мембраны.

    В 1935 году еще одна пара исследователей клеточной мембраны, на этот раз американцы Даниэль и Доусон после целой серии долгих экспериментов установили содержание белка в клеточной мембране.

    [attention type=yellow]

    Иначе никак нельзя было объяснить, почему мембрана обладает таким высоким показателем поверхностного натяжения.

    [/attention]

    Ученые остроумно представили модель клеточной мембраны в виде сэндвича, в котором роль хлеба играют однородные липидо-белковые слои, а между ними вместо масла – пустота.

    В 1950 году с появлением электронного микроскопа теорию Даниэля и Доусона удалось подтвердить уже практическими наблюдениями – на микрофотографиях клеточной мембраны были отчетливо видны слои из липидных и белковых головок и также пустое пространство между ними.

    В 1960 году американский биолог Дж. Робертсон разработал теорию о трехслойном строении клеточных мембран, которая долгое время считалась единственной верной, но с дальнейшим развитием науки, стали появляться сомнения в ее непогрешимости. Так, например, с точки зрения термодинамики клеткам было бы сложно и трудозатратно транспортировать необходимые полезные вещества через весь «сэндвич»

    И только в 1972 году американские биологи С. Сингер и Г. Николсон смогли объяснить нестыковки теории Робертсона с помощью новой жидкостно-мозаичной модели клеточной мембраны.

    В частности они установили что клеточная мембрана не однородна по своему составу, более того – ассиметрична и наполнена жидкостью. К тому же клетки пребывают в постоянном движении.

    А пресловутые белки, которые входят в состав клеточной мембраны имеют разные строения и функции.

    Рисунок клеточной мембраны.

    Свойства и функции клеточной мембраны

    Теперь давайте разберем, какие функции выполняет клеточная мембрана:

    Барьерная функция клеточной мембраны – мембрана как самый настоящий пограничник, стоит на страже границ клетки, задерживая, не пропуская вредные или попросту неподходящие молекулы

    Транспортная функция клеточной мембраны – мембрана является не только пограничником у ворот клетки, но и своеобразным таможенным пропускным пунктом, через нее постоянно проходит обмен полезными веществами с другими клетками и окружающей средой.

    Матричная функция – именно клеточная мембрана определяет расположение органоидов клетки относительно друг друга, регулирует взаимодействие между ними.

    Механическая функция – отвечает за ограничение одной клетки от другой и параллельно за правильно соединение клеток друг с другом, за формирование их в однородную ткань.

    [attention type=red]

    Защитная функция клеточной мембраны является основой для построения защитного щита клетки. В природе примером этой функции может быть твердая древесина, плотная кожура, защитный панцирь у черепахи, все это благодаря защитной функции мембраны.

    [/attention]

    Энергетическая функция – фотосинтез и клеточное дыхание были бы невозможны без участия белка, содержащегося в клеточной мембране. Именно через белковые каналы происходит важный клеточный энергообмен, в этом заключаются самые главные функции белка в клеточной мембране.

    Рецепторная функция – и опять возвращаемся к белкам мембраны, помимо собственно энергообмена они обладают еще одной очень важной функцией – они служат рецепторами клеточной мембраны, благодаря которым клетка получает сигнал от гормонов и нейромедиаторов. Все это необходимо для нормального течения гормональных процессов и проведения нервного импульса.

    Ферментативная функция – еще одна важная функция, осуществляемая некоторыми белками клетки. Например, благодаря этой функции в эпителии кишечника происходит синтез пищеварительных ферментов.

    Также помимо всего этого через клеточную мембрану осуществляется клеточный обмен, который может проходить тремя разными реакциями:

    • Фагоцитоз – это клеточный обмен, при котором встроенные в мембрану клетки-фагоциты захватывают и переваривают различные питательные вещества.
    • Пиноцитоз – представляет собой процесс захвата мембраной клетки, соприкасающиеся с ней молекулы жидкости. Для этого на поверхности мембраны образуются специальные усики, которые как будто окружают каплю жидкости, образуя пузырек, которые впоследствии «проглатывается» мембраной.
    • Экзоцитоз – представляет собой обратный процесс, когда клетка через мембрану выделяет секреторную функциональную жидкость на поверхность.

    Строение клеточной мембраны

    В клеточной мембране имеются липиды трех классов:

    • фосфолипиды (представляются собой комбинацию жиров и фосфора),
    • гликолипиды (представляют собой комбинацию жиров и углеводов),
    • холестерол.

    Фосфолипиды и гликолипиды в свою очередь состоят из гидрофильной головки, в которую отходят два длинных гидрофобных хвостика. Холестерол же занимает пространство между этими хвостиками, не давая им изгибаться, все это в некоторых случаях делает мембрану определенных клеток весьма жесткой. Помимо всего этого молекулы холестерола упорядочивают структуру клеточной мембраны.

    Но как бы там ни было, а самой важной частью строения клеточной мембраны является белок, точнее разные белки, играющие различные важные роли.

    Несмотря на разнообразие белков содержащихся в мембране есть нечто, что их объединяет – вокруг всех белков мембраны расположены аннулярные липиды.

    [attention type=green]

    Аннулярные липиды – это особые структурированные жиры, которые служат своеобразной защитной оболочкой для белков, без которой они бы попросту не работали.

    [/attention]

    Структура клеточной мембраны имеет три слоя: основу клеточной мембраны составляет однородный жидкий билипидный слой. Белки же покрывают его с обеих сторон наподобие мозаики.

    Именно белки помимо описанных выше функций также играют роль своеобразных каналов, по которым сквозь мембрану проходят вещества, неспособные проникнуть через жидкий слой мембраны.

    К таким относятся, например, ионы калия и натрия, для их проникновения через мембрану природой предусмотрены специальные ионные каналы клеточных мембран. Иными словами белки обеспечивают проницаемость клеточных мембран.

    Если смотреть на клеточную мембрану через микроскоп, мы увидим слой липидов, образованный маленькими шарообразными молекулами по которому плавают словно по морю белки. Теперь вы знаете, какие вещества входят в состав клеточной мембраны.

    Клеточная мембрана, видео

    И в завершение образовательное видео о клеточной мембране.

    При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.

    Эта статья доступна на английском языке – Cell Membrane.

    Источник: https://www.poznavayka.org/biologiya/kletochnaya-membrana-ee-stroenie-i-funktsii/

    Основные функции и особенности строения клеточной мембраны

    Строение элементарной мембраны

    Снаружи клетка покрыта плазматической мембраной (или наружной клеточной мембраной) толщиной около 6-10нм.

    Основные функции клеточной мембраны

    Одним из основных свойств биологических мембран является избирательная проницаемость (полупроницаемость) — одни вещества проходят через них с трудом, другие легко и даже в сторону большей концентрации Так, для большинства клеток концентрация ионов Na внутри значительно ниже, чем в окружающей среде.

    Для ионов K характерно обратное соотношение: их концентрация внутри клетки выше, чем снаружи. Поэтому ионы Na всегда стремятся проникнуть в клетку, а ионы K — выйти наружу.

    Выравниванию концентраций этих ионов препятствует присутствие в мембране особой системы, играющей роль насоса, который откачивает ионы Na из клетки и одновременно накачивает ионы K внутрь.

    Стремление ионов Na к перемещению снаружи внутрь используется для транспорта сахаров и аминокислот внутрь клетки. При активном удалении ионов Na из клетки создаются условия для поступления глюкозы и аминокислот внутрь ее.

    Транспорт через клеточную мембрану

    У многих клеток поглощение веществ происходит также путем фагоцитоза и пиноцитоза. При фагоцитозе гибкая наружная мембрана образует небольшое углубление, куда попадает захватываемая частица.

    Это углубление увеличивается, и, окруженная участком наружной мембраны, частица погружается в цитоплазму клетки. Явление фагоцитоза свойственно амебам и некоторым другим простейшим, а также лейкоцитам (фагоцитам).

    Аналогично происходит и поглощение клетками жидкостей, содержащих необходимые клетке вещества. Это явление было названо пиноцитозом.

    Наружные мембраны различных клеток существенно отличаются как по химическому составу своих белков и липидов, так и по их относительному содержанию. Именно эти особенности определяют разнообразие в физиологической активности мембран различных клеток и их роль, в жизнедеятельности клеток и тканей.

    С наружной мембраной связана эндоплазматическая сеть клетки. При помощи наружных мембран осуществляются различные типы межклеточных контактов, т.е. связь между отдельными клетками.

    [attention type=yellow]

    Для многих типов клеток характерно наличие на их поверхности большого количества выступов, складок, микроворсинок. Они способствуют как значительному увеличению площади поверхности клеток и улучшению обмена веществ, так и более прочным связям отдельных клеток друг с другом.

    [/attention]

    У растительных клеток снаружи клеточной мембраны имеются толстые, хорошо различимые в оптический микроскоп оболочки, состоящие из клетчатки (целлюлозы). Они создают прочную опору растительным тканям (древесина).

    Некоторые клетки животного происхождения тоже имеют ряд внешних структур, находящихся поверх клеточной мембраны и имеющих защитный характер. Примером может быть хитин покровных клеток насекомых.

    Функции клеточной мембраны (кратко)

    ФункцияОписание
    Защитный барьерОтделяет внутренние органеллы клетки от внешней среды
    РегулирующаяПроизводит регуляцию обмена веществ между внутренним содержимым клетки и наружной средой
    Разграничивающая (компартментализация)Разделение внутреннего пространства клетки на независимые блоки (компартменты)
    Энергетическая– Накопление и трансформация энергии;- световые реакции фотосинтеза в хлоропластах;- Всасывание и секреция.
    Рецепторная (информационная)Участвует в формировании возбуждения и его проведения.
    ДвигательнаяОсуществляет движение клетки или отдельных ее частей.

    Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (16 4,31 из 5)
    Загрузка…

    Источник: https://animals-world.ru/naruzhnaya-kletochnaya-membrana/

    Клеточная мембрана строение и функции

    Строение элементарной мембраны

    Характеристики функций кратко перечислены в таблице:

    Функция мембраныОписание
    Барьерная рольПлазмолемма выполняет защитную функцию, предохраняя содержимое клетки от воздействия чужеродных агентов. Благодаря особой организации белков, липидов, углеводов, обеспечивается полупроницаемость плазмолеммы.
    Рецепторная функцияЧерез клеточную мембрану происходит активация биологически активных веществ в процессе связывания с рецепторами. Так, иммунные реакции опосредуются через распознавание чужеродных агентов рецепторным аппаратом клеток, локализованным на клеточной мембране.
    Транспортная функцияНаличие пор в плазмолемме позволяет регулировать поступление веществ внутрь клетки. Процесс переноса протекает пассивно (без затрат энергии) для соединений с низкой молекулярной массой. Активный перенос связан с затратами энергии, высвобождающейся при расщеплении аденозинтрифосфота (АТФ). Данный способ имеет место для переноса органических соединений.
    Участие в процессах пищеваренияНа клеточной мембране происходит осаждение веществ (сорбция). Рецепторы связываются субстратом, перемещая его внутрь клетки. Образуется пузырек, свободно лежащий внутри клетки. Сливаясь, такие пузырьки формируют лизосомы с гидролитическими ферментами.
    Ферментативная функцияЭнзимы, необходимые составляющие внутриклеточного пищеварения. Реакции, требующие участия катализаторов, протекают с участием ферментов.

    Предназначение диффузионных мембран

    Основное предназначение супердиффузионных мембран для кровли является обеспечение защиты от проникновения внутренней и наружной влаги внутрь теплоизоляционного слоя. Источниками этой влаги могут быть внутренние испарения и атмосферные осадки.

    Кроме этого, расположенная в кровельном покрытии диффузионная мембрана обеспечивает эффективные условия отвода уже накопившейся в силу тех или иных причин влаги.

     Супердиффузионную мембрану можно с полной уверенностью назвать одной из важнейших составляющих теплоизоляционного контура, так как она косвенным образом способствует снижению потерь тепловой энергии.

    Бережливый хозяин собственного дома, знающий толк в экономии, никогда не будет раздумывать о необходимости или отсутствии таковой при принятии решения о покупке и последующей установке диффузионной мембраны. Тем более, что стоимость этого материала на современном рынке строительных материалом можно с уверенностью назвать чисто символической. 

    Свойства биологических мембран

    1. Способность к самосборке после разрушающих воздействий. Это свойство определяется физико-химическими особенностями фосфолипидных молекул, которые в водном растворе собираются вместе так, что гидрофильные концы молекул разворачиваются наружу, а гидрофобные — внутрь. В уже готовые фосфолипидные слои могут встраиваться

    белки

    Способность к самосборке имеет
    важное значение на клеточном уровне

    2. Полупроницаемость (избирательность в пропускании ионов и молекул). Обеспечивает поддержание постоянства ионного и молекулярного

    состава в клетке.

    3. Текучесть
    мембран
    . Мембраны не являются жесткими структурами, они постоянно флюктуируют за счет вращательных и колебательных движений молекул липидов и белков. Это обеспечивает большую скорость протекания ферментативных

    и других химических процессов в мембранах.

    4. Фрагменты
    мембран не имеют свободных концов
    ,
    так как замыкаются в пузырьки.

    Что такое супердиффузионные мембраны

    Диффузионная мембрана – это специальный материал, имеющий двух-, трех- или даже четырехслойную структуру, основу которого составляет нетканый холст. Диффузионные мембраны применяют для защиты утепляющего слоя от проникновения в его толщу испарений. Также, диффузионные мембраны являются превосходной защитой от воды и ветра.

     При создании крыши, в полном объеме соответствующей всем современным требованиям, каждый застройщик обязательно столкнется с таким понятием, как «кровельный пирог».

    Для того чтобы крыша выполняла все возложенные на нее функции в течение всего срока эксплуатации, кроме основного кровельного покрытия, необходимо использовать некоторые дополнительные материалы, к числу которых относятся супердиффузионные мембраны. Супердиффузионные мембраны можно использовать при создании кровельного пирога в любой климатической зоне нашей страны.

    Роль этого дополнительного слоя чрезвычайно важна, так именно его присутствие позволяет снизить силу неблагоприятных воздействий, вызванных экстремальными погодными условиями, а также нивелировать недочеты и ошибки, возникшие в ходе неправильного монтажа кровли. 

    Преимущества использования супердиффузионных мембран

    Хозяин частного дома, решивший использовать в конструкции кровельного пирога супердиффузионные мембраны, в сравнении с домовладельцами, использующими традиционные технологии, получит ряд неоспоримых преимуществ, среди которых основными можно назвать следующие:

    • Использование супердиффузионных мембран позволяет одной пленке заменить две, такие как гидро- и ветрозащита. Наличие мембраны допускает возведение конструкции без наличия вентиляционного зазора.
    • Укладка супердиффузионных мембран разрешается непосредственно на поверхность любого покрытия, что позволяет укладывать теплоизоляцию более толстым слоем, в сравнении с традиционными технологиями. Как результат, владелец дома получает усиленную теплоизоляцию. 
    • Использование супердиффузионных мембран позволяет продлить срок эксплуатации утепляющего материала и деревянных конструкций кровли. При этом, деревянные элементы крыши могут быть установлены без предварительной обработки специальными химическими составами. 
    • Применение супердиффузионных мембран в ходе создания кровельного пирога значительно сокращает время проведения монтажных работ и связанных с ними затрат. 

    Основные свойства плазматической мембраны

    Липидный бислой препятствует проникновению воды. Липиды – гидрофобные соединения, представленные в клетке фосфолипидами. Фосфатная группа обращена наружу и состоит из двух слоев: наружного, направленного во внеклеточную среду, и внутреннего, отграничивающего внутриклеточное содержимое.

    Водорастворимые участки носят название гидрофильных головок. Участки с жирной кислотой направлены внутрь клетки, в виде гидрофобных хвостов. Гидрофобная часть взаимодействует с соседними липидами, что обеспечивает прикрепление их друг к другу. Двойной слой обладает избирательной проницаемостью на разных участках.

    Так, в середине мембрана непроницаема для глюкозы и мочевины, здесь свободно проходят гидрофобные вещества: диоксид углерода, кислород, алкоголь

    [attention type=red]

    Важное значение имеет холестерол, содержание последнего определяет вязкость плазмолеммы

    [/attention] Adblock
    detector

    Источник: https://mr-build.ru/newteplo/naruznaa-membrana.html

    10 класс. Биология. Строение клетки. Клеточная мембрана – Строение клетки. Клеточная мембрана

    Строение элементарной мембраны

    Все живые ор­га­низ­мы в за­ви­си­мо­сти от стро­е­ния клет­ки делят на три груп­пы (см. Рис. 1):

    1. Про­ка­ри­о­ты (безъ­ядер­ные)

    2. Эу­ка­ри­о­ты (ядер­ные)

    3. Ви­ру­сы (некле­точ­ные)

    Рис. 1. Живые ор­га­низ­мы

    На этом уроке мы нач­нем изу­чать стро­е­ние кле­ток эу­ка­ри­о­ти­че­ских ор­га­низ­мов, к ко­то­рым от­но­сят­ся рас­те­ния, грибы и жи­вот­ные. Их клет­ки наи­бо­лее круп­ные и более слож­но устро­е­ны по срав­не­нию с клет­ка­ми про­ка­ри­от.

     Основные части эукариотической клетки

    Как из­вест­но, клет­ки спо­соб­ны к са­мо­сто­я­тель­ной де­я­тель­но­сти. Они могут об­ме­ни­вать­ся ве­ще­ством и энер­ги­ей с окру­жа­ю­щей сре­дой, а также расти и раз­мно­жать­ся, по­это­му внут­рен­нее стро­е­ние клет­ки очень слож­ное и в первую оче­редь за­ви­сит от той функ­ции, ко­то­рую клет­ка вы­пол­ня­ет в мно­го­кле­точ­ном ор­га­низ­ме.

    Прин­ци­пы по­стро­е­ния всех кле­ток оди­на­ко­вые. В каж­дой эу­ка­ри­о­ти­че­ской клет­ке можно вы­де­лить сле­ду­ю­щие ос­нов­ные части (см. Рис. 2):

    1. На­руж­ная мем­бра­на, ко­то­рая от­де­ля­ет со­дер­жи­мое клет­ки от внеш­ней среды.

    2. Ци­то­плаз­ма с ор­га­нел­ла­ми.

    Рис. 2. Ос­нов­ные части эу­ка­ри­о­ти­че­ской клет­ки 

     Биологическая мембрана. Строение

    Тер­мин «мем­бра­на» был пред­ло­жен около ста лет назад для обо­зна­че­ния гра­ниц клет­ки, но с раз­ви­ти­ем элек­трон­ной мик­ро­ско­пии стало ясно, что кле­точ­ная мем­бра­на вхо­дит в со­став струк­тур­ных эле­мен­тов клет­ки.

    В 1959 году Дж. Д. Ро­берт­сон сфор­му­ли­ро­вал ги­по­те­зу о стро­е­нии эле­мен­тар­ной мем­бра­ны, со­глас­но ко­то­рой кле­точ­ные мем­бра­ны жи­вот­ных и рас­те­ний по­стро­е­ны по од­но­му и тому же типу.

    В 1972 году Син­ге­ром и Ни­кол­со­ном была пред­ло­же­на жид­кост­но-мо­за­ич­ная мо­дель мем­бра­ны, ко­то­рая в на­сто­я­щее время яв­ля­ет­ся об­ще­при­знан­ной. Со­глас­но этой мо­де­ли ос­но­вой любой мем­бра­ны яв­ля­ет­ся двой­ной слой фос­фо­ли­пи­дов.

    У фос­фо­ли­пи­дов (со­еди­не­ний, со­дер­жа­щих фос­фат­ную груп­пу) мо­ле­ку­лы со­сто­ят из по­ляр­ной го­лов­ки и двух непо­ляр­ных хво­стов (см. Рис. 3).

    Рис. 3. Фос­фо­ли­пид

    В фос­фо­ли­пид­ном бис­лое гид­ро­фоб­ные остат­ки жир­ных кис­лот об­ра­ще­ны внутрь, а гид­ро­филь­ные го­лов­ки, вклю­ча­ю­щие оста­ток фос­фор­ной кис­ло­ты, – на­ру­жу (см. Рис. 4).

    Рис. 4. Фос­фо­ли­пид­ный бис­лой

    Фос­фо­ли­пид­ный бис­лой пред­став­лен как ди­на­ми­че­ская струк­ту­ра, ли­пи­ды могут пе­ре­ме­щать­ся, меняя свое по­ло­же­ние.

    Двой­ной слой ли­пи­дов обес­пе­чи­ва­ет ба­рьер­ную функ­цию мем­бра­ны, не давая со­дер­жи­мо­му клет­ки рас­те­кать­ся, и пре­пят­ству­ет по­па­да­нию в клет­ку ток­си­че­ских ве­ществ.

     Из истории открытия мембраны

    О на­ли­чии по­гра­нич­ной мем­бра­ны между клет­кой и окру­жа­ю­щей сре­дой было из­вест­но за­дол­го до по­яв­ле­ния элек­трон­но­го мик­ро­ско­па.

    Фи­зи­ко-хи­ми­ки от­ри­ца­ли су­ще­ство­ва­ние плаз­ма­ти­че­ской мем­бра­ны и счи­та­ли, что есть гра­ни­ца раз­де­ла между живым кол­ло­ид­ным со­дер­жи­мым и окру­жа­ю­щей сре­дой, но Пфеф­фер (немец­кий бо­та­ник и фи­зио­лог рас­те­ний) в 1890 году под­твер­дил ее су­ще­ство­ва­ние.

    В на­ча­ле про­шло­го века Овер­тон (бри­тан­ский фи­зио­лог и био­лог) об­на­ру­жил, что ско­рость про­ник­но­ве­ния мно­гих ве­ществ в эрит­ро­ци­ты прямо про­пор­ци­о­наль­на их рас­тво­ри­мо­сти в ли­пи­дах. В связи с этим уче­ный пред­по­ло­жил, что мем­бра­на со­дер­жит боль­шое ко­ли­че­ство ли­пи­дов и ве­ще­ства, рас­тво­ря­ясь в ней, про­хо­дят через нее и ока­зы­ва­ют­ся по ту сто­ро­ну мем­бра­ны.

    [attention type=green]

    В 1925 году Гор­тер и Грен­дель (аме­ри­кан­ские био­ло­ги) вы­де­ли­ли ли­пи­ды из кле­точ­ной мем­бра­ны эрит­ро­ци­тов. По­лу­чен­ные ли­пи­ды они рас­пре­де­ли­ли по по­верх­но­сти воды тол­щи­ной в одну мо­ле­ку­лу.

    [/attention]

    Ока­за­лось, что пло­щадь по­верх­но­сти, за­ня­той слоем ли­пи­дов, в два раза боль­ше пло­ща­ди са­мо­го эрит­ро­ци­та.

    По­это­му эти уче­ные сде­ла­ли вывод, что кле­точ­ная мем­бра­на со­сто­ит не из од­но­го, а из двух слоев ли­пи­дов.

    Да­у­сон и Да­ни­эл­ли (ан­глий­ские био­ло­ги) в 1935 году вы­ска­за­ли пред­по­ло­же­ние, что в кле­точ­ных мем­бра­нах ли­пид­ный би­мо­ле­ку­ляр­ный слой за­клю­чен между двумя сло­я­ми бел­ко­вых мо­ле­кул (см. Рис. 5).

    Рис. 5. Мо­дель мем­бра­ны, пред­ло­жен­ная Да­у­со­ном и Да­ни­эл­ли

    С по­яв­ле­ни­ем элек­трон­но­го мик­ро­ско­па от­кры­лась воз­мож­ность по­зна­ко­мить­ся со стро­е­ни­ем мем­бра­ны, и тогда об­на­ру­жи­лось, что мем­бра­ны жи­вот­ных и рас­ти­тель­ных кле­ток вы­гля­дят как трех­слой­ная струк­ту­ра (см. Рис. 6).

    Рис. 6. Мем­бра­на клет­ки под мик­ро­ско­пом

    В 1959 году био­лог Дж. Д. Ро­берт­сон, объ­еди­нив имев­ши­е­ся в то время дан­ные, вы­дви­нул ги­по­те­зу о стро­е­нии «эле­мен­тар­ной мем­бра­ны», в ко­то­рой он по­сту­ли­ро­вал струк­ту­ру, общую для всех био­ло­ги­че­ских мем­бран.

    По­сту­ла­ты Ро­берт­со­на о стро­е­нии «эле­мен­тар­ной мем­бра­ны»

    1. Все мем­бра­ны имеют тол­щи­ну около 7,5 нм.

    2. В элек­трон­ном мик­ро­ско­пе все они пред­став­ля­ют­ся трех­слой­ны­ми.

    3. Трех­слой­ный вид мем­бра­ны есть ре­зуль­тат имен­но того рас­по­ло­же­ния бел­ков и по­ляр­ных ли­пи­дов, ко­то­рое преду­смат­ри­ва­ла мо­дель Да­у­со­на и Да­ни­эл­ли – цен­траль­ный ли­пид­ный бис­лой за­клю­чен между двумя сло­я­ми белка.

    Эта ги­по­те­за о стро­е­нии «эле­мен­тар­ной мем­бра­ны» пре­тер­пе­ла раз­лич­ные из­ме­не­ния, и в 1972 году была вы­дви­ну­та жид­кост­но-мо­за­ич­ная мо­дель мем­бра­ны (см. Рис. 7), ко­то­рая сей­час яв­ля­ет­ся об­ще­при­знан­ной.

    Рис. 7. Жид­кост­но-мо­за­ич­ная мо­дель мем­бра­ны

     Мембранные белки

    В ли­пид­ный бис­лой мем­бра­ны по­гру­же­ны мо­ле­ку­лы бел­ков, они об­ра­зу­ют по­движ­ную мо­за­и­ку. По рас­по­ло­же­нию в мем­бране и спо­со­бу вза­и­мо­дей­ствия с ли­пид­ным бис­ло­ем белки можно раз­де­лить на:

    – по­верх­ност­ные (или пе­ри­фе­ри­че­ские) мем­бран­ные белки, свя­зан­ные с гид­ро­филь­ной по­верх­но­стью ли­пид­но­го бис­лоя;

    – ин­те­граль­ные (мем­бран­ные) белки, по­гру­жен­ные в гид­ро­фоб­ную об­ласть бис­лоя.

    Ин­те­граль­ные белки раз­ли­ча­ют­ся по сте­пе­ни по­гру­жен­но­сти их в гид­ро­фоб­ную об­ласть бис­лоя. Они могут быть пол­но­стью по­гру­же­ны (ин­те­граль­ные) или ча­стич­но по­гру­же­ны (по­лу­ин­те­граль­ные), а также могут про­ни­зы­вать мем­бра­ну на­сквозь (транс­мем­бран­ные).

    Мем­бран­ные белки по своим функ­ци­ям можно раз­де­лить на две груп­пы:

    – струк­тур­ные белки. Они вхо­дят в со­став кле­точ­ных мем­бран и участ­ву­ют в под­дер­жа­нии их струк­ту­ры.

    – ди­на­ми­че­ские белки. Они на­хо­дят­ся на мем­бра­нах и участ­ву­ют в про­ис­хо­дя­щих на ней про­цес­сах.

    Вы­де­ля­ют три клас­са ди­на­ми­че­ских бел­ков.

    1. Ре­цеп­тор­ные. С по­мо­щью этих бел­ков клет­ка вос­при­ни­ма­ет раз­лич­ные воз­дей­ствия на свою по­верх­ность. То есть они спе­ци­фи­че­ски свя­зы­ва­ют такие со­еди­не­ния, как гор­мо­ны, ней­ро­ме­ди­а­то­ры, ток­си­ны на на­руж­ной сто­роне мем­бра­ны, что слу­жит сиг­на­лом для из­ме­не­ния раз­лич­ных про­цес­сов внут­ри клет­ки или самой мем­бра­ны.

    [attention type=yellow]

    2. Транс­порт­ные. Эти белки транс­пор­ти­ру­ют через мем­бра­ну те или иные ве­ще­ства, также они об­ра­зо­вы­ва­ют ка­на­лы, через ко­то­рые осу­ществ­ля­ет­ся транс­порт раз­лич­ных ионов в клет­ку и из нее.

    [/attention]

    3. Фер­мен­та­тив­ные. Это бел­ки-фер­мен­ты, ко­то­рые на­хо­дят­ся в мем­бране и участ­ву­ют в раз­лич­ных хи­ми­че­ских про­цес­сах.

    Транс­порт ве­ществ через мем­бра­ну

    Ли­пид­ные бис­лои в зна­чи­тель­ной сте­пе­ни непро­ни­ца­е­мы для мно­гих ве­ществ, по­это­му тре­бу­ет­ся боль­шое ко­ли­че­ство энер­ге­ти­че­ских за­трат для пе­ре­но­са ве­ществ через мем­бра­ну, а также тре­бу­ет­ся воз­ник­но­ве­ние раз­лич­ных струк­тур.

    Раз­ли­ча­ют два типа транс­пор­та: пас­сив­ный и ак­тив­ный.

    Пас­сив­ный транс­порт

    Пас­сив­ный транс­порт – это пе­ре­нос мо­ле­кул по гра­ди­ен­ту кон­цен­тра­ции. То есть он опре­де­ля­ет­ся толь­ко раз­но­стью кон­цен­тра­ции пе­ре­но­си­мо­го ве­ще­ства на про­ти­во­по­лож­ных сто­ро­нах мем­бра­ны и осу­ществ­ля­ет­ся без за­трат энер­гии.

    Су­ще­ству­ет два вида пас­сив­но­го транс­пор­та:

    – про­стая диф­фу­зия (см. Рис. 8), ко­то­рая про­ис­хо­дит без уча­стия мем­бран­но­го белка. Ме­ха­низ­мом про­стой диф­фу­зии осу­ществ­ля­ет­ся транс­мем­бран­ный пе­ре­нос газов (кис­ло­ро­да и уг­ле­кис­ло­го газа), воды и неко­то­рых про­стых ор­га­ни­че­ских ионов. Про­стая диф­фу­зия от­ли­ча­ет­ся низ­кой ско­ро­стью.

    Рис. 8. Про­стая диф­фу­зия

    – об­лег­чен­ная диф­фу­зия (см. Рис. 9) от­ли­ча­ет­ся от про­стой тем, что про­хо­дит с уча­сти­ем бел­ков-пе­ре­нос­чи­ков. Этот про­цесс спе­ци­фи­чен и про­те­ка­ет с более вы­со­кой ско­ро­стью, чем про­стая диф­фу­зия.

    Рис. 9. Об­лег­чен­ная диф­фу­зия

    Из­вест­ны два типа мем­бран­ных транс­порт­ных бел­ков: бел­ки-пе­ре­нос­чи­ки (транс­ло­ка­зы) и белки ка­на­ло­об­ра­зу­ю­щие.

    Транс­порт­ные белки свя­зы­ва­ют спе­ци­фи­че­ские ве­ще­ства и пе­ре­но­сят их через мем­бра­ну по гра­ди­ен­ту их кон­цен­тра­ции, и, сле­до­ва­тель­но, для осу­ществ­ле­ния этого про­цес­са, как и при про­стой диф­фу­зии, не тре­бу­ет­ся за­тра­ты энер­гии АТФ.

     Перенос через мембрану макромолекул и частиц: эндоцитоз и экзоцитоз

    Пи­ще­вые ча­сти­цы не могут прой­ти через мем­бра­ну, они про­ни­ка­ют в клет­ку путем эн­до­ци­то­за (см. Рис. 10).

    При эн­до­ци­то­зе плаз­ма­ти­че­ская мем­бра­на об­ра­зу­ет впя­чи­ва­ния и вы­ро­сты, за­хва­ты­ва­ет твер­дую ча­сти­цу пищи.

    Во­круг пи­ще­во­го ко­моч­ка фор­ми­ру­ет­ся ва­ку­оль (или пу­зы­рек), ко­то­рая далее отшну­ро­вы­ва­ет­ся от плаз­ма­ти­че­ской мем­бра­ны, и твер­дая ча­стич­ка в ва­ку­о­ли ока­зы­ва­ет­ся внут­ри клет­ки.

    Рис. 10. Эн­до­ци­тоз

    Раз­ли­ча­ют два типа эн­до­ци­то­за.

    [attention type=red]

    1. Фа­го­ци­тоз – по­гло­ще­ние твер­дых ча­стиц. Спе­ци­а­ли­зи­ро­ван­ные клет­ки, осу­ществ­ля­ю­щие фа­го­ци­тоз, на­зы­ва­ют­ся фа­го­ци­та­ми.

    [/attention]

    2. Пи­но­ци­тоз – по­гло­ще­ние жид­ко­го ма­те­ри­а­ла (рас­твор, кол­ло­ид­ный рас­твор, сус­пен­зии).

    Эк­зо­ци­тоз (см. Рис. 11) – про­цесс, об­рат­ный эн­до­ци­то­зу.

    Ве­ще­ства, син­те­зи­ро­ван­ные в клет­ке, на­при­мер гор­мо­ны, упа­ко­вы­ва­ют­ся в мем­бран­ные пу­зырь­ки, ко­то­рые под­хо­дят к кле­точ­ной мем­бране, встра­и­ва­ют­ся в нее, и со­дер­жи­мое пу­зырь­ка вы­бра­сы­ва­ет­ся из клет­ки. Таким же об­ра­зом клет­ка может из­бав­лять­ся от ненуж­ных ей про­дук­тов об­ме­на.

    Рис. 11. Эк­зо­ци­тоз

    Ак­тив­ный транс­порт

    В от­ли­чие от об­лег­чен­ной диф­фу­зии, ак­тив­ный транс­порт – это пе­ре­ме­ще­ние ве­ществ про­тив гра­ди­ен­та кон­цен­тра­ции.

    При этом ве­ще­ства пе­ре­хо­дят из об­ла­сти с мень­шей их кон­цен­тра­ци­ей в об­ласть с боль­шей кон­цен­тра­ци­ей.

    По­сколь­ку такое пе­ре­ме­ще­ние про­ис­хо­дит в на­прав­ле­нии, про­ти­во­по­лож­ном нор­маль­ной диф­фу­зии, клет­ка долж­на при этом за­тра­чи­вать энер­гию.

    Среди при­ме­ров ак­тив­но­го транс­пор­та лучше всего изу­чен так на­зы­ва­е­мый на­трий-ка­ли­е­вый насос. Этот насос от­ка­чи­ва­ет ионы на­трия из клет­ки и на­ка­чи­ва­ет в клет­ку ионы калия, ис­поль­зуя при этом энер­гию АТФ.

     Основные функции клеточной мембраны

    1. Струк­тур­ная (кле­точ­ная мем­бра­на от­де­ля­ет клет­ку от окру­жа­ю­щей среды).

    2. Транс­порт­ная (через кле­точ­ную мем­бра­ну осу­ществ­ля­ет­ся транс­порт ве­ществ, при­чем кле­точ­ная мем­бра­на яв­ля­ет­ся вы­со­ко­из­би­ра­тель­ным филь­тром).

    3. Ре­цеп­тор­ная (на­хо­дя­щи­е­ся на по­верх­но­сти мем­бра­ны ре­цеп­то­ры вос­при­ни­ма­ют внеш­ние воз­дей­ствия, пе­ре­да­ют эту ин­фор­ма­цию внутрь клет­ки, поз­во­ляя ей быст­ро ре­а­ги­ро­вать на из­ме­не­ния окру­жа­ю­щей среды).

     Другие функции мембраны

    По­ми­мо пе­ре­чис­лен­ных выше мем­бра­на вы­пол­ня­ет также ме­та­бо­ли­че­скую и энер­го­пре­об­ра­зу­ю­щую функ­цию.

    Ме­та­бо­ли­че­ская функ­ция

    Био­ло­ги­че­ские мем­бра­ны прямо или кос­вен­но участ­ву­ют в про­цес­сах ме­та­бо­ли­че­ских пре­вра­ще­ний ве­ществ в клет­ке, по­сколь­ку боль­шин­ство фер­мен­тов свя­за­ны с мем­бра­на­ми.

    Ли­пид­ное окру­же­ние фер­мен­тов в мем­бране со­зда­ет опре­де­лен­ные усло­вия для их функ­ци­о­ни­ро­ва­ния, на­кла­ды­ва­ет огра­ни­че­ния на ак­тив­ность мем­бран­ных бел­ков и таким об­ра­зом ока­зы­ва­ет ре­гу­ля­тор­ное дей­ствие на про­цес­сы ме­та­бо­лиз­ма.

    Энер­го­пре­об­ра­зу­ю­щая функ­ция

    Важ­ней­шей функ­ци­ей мно­гих био­мем­бран слу­жит пре­вра­ще­ние одной формы энер­гии в дру­гую.

    К энер­го­пре­об­ра­зу­ю­щим мем­бра­нам от­но­сят­ся внут­рен­ние мем­бра­ны ми­то­хон­дрий, ти­ла­ко­и­ды хло­ро­пла­стов (см. Рис. 12).

    Рис. 12. Ми­то­хон­дрия и хло­ро­пласт

    источник конспекта -http://interneturok.ru/ru/school/biology/10-klass/bosnovy-citologii-b/stroenie-kletki-kletochnaya-membrana?seconds=0&chapter_id=98

    источник видео – http://www..com/watch?v=b20prXGMWTI

    источник видео – http://www..com/watch?v=92P9KPolJNU

    источник видео – http://www..com/watch?v=eEVlPQLIs0U

    источник видео – http://www..com/watch?v=eaWiCILxsVM

    источник видео – http://www..com/watch?v=tSvhkZOuTrA

    источник видео – http://www..com/watch?v=tlNX1zWiC40

    источник видео – http://www..com/watch?v=w04rilTkJfg

    источник видео – http://www..com/watch?v=r6e62gWd1wo

    источник видео – http://www..com/watch?v=XISKZxKS3r0

    источник презентации – http://www.myshared.ru/slide/download/

    Источник: https://www.kursoteka.ru/course/3630/lesson/12236/unit/30174

    Сам себе врач
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: