Основният структурен елемент на клетките е цитоплазматична мембрана (клетъчна мембрана, плазмена мембрана). Между другото плазмалема се обозначава цитоплазматична мембрана на растителната клетка. В допълнение към тази основна мембрана, цяла мембранна система, съставена от биомембрани, е съществена част от всяка еукариотна клетка. Цитоплазмената мембрана също е биомембрана. Биомембраните са структурен компонент на много органели, поради което ги наричаме мембранни органели.

биомембрани

Течна мозайка за връзка

Основната идея на модела на флуидната мозайка според Singer and Nicoson (1972) е плазмена мембрана, съставена от двуслой от фосфолипиди. Част от този липиден бислой са протеинови молекули, холестерол и олигозахариди, които могат да се движат свободно в него поотделно или в цели групи. Освен това в мембраната присъстват вода и йони. Течността на липидния бислой зависи от няколко фактора. Липидите могат да съществуват като сол (течност) или гел. Повишаването на температурата кара липидния двуслой да се втечни (флуидизира). Тази температура (температура на фазовия преход) за биомембраните варира от 17 ° C до 25 ° C и зависи от pH и йонната среда. Въпреки че движението на протеини е доказано, някои протеини имат по-стабилна организация.

Химичен състав на биомембраните връзка

Образува се липиден двуслой полярни липиди, които имат хидрофилна (глава) и хидрофобна част (опашка). В мембраната хидрофобните части са ориентирани навътре една към друга, а хидрофилните части са ориентирани към вътре- и извънклетъчното (извън- и вътреклетъчното) пространство. Най-важните липидни компоненти на биомембраните са фосфолипидите, гликолипидите и холестеролът.

Гликолипиди те имат въглехидратна връзка, прикрепена към хидрофилните краища (хедъри). Въглехидратните компоненти се отлагат върху външната повърхност на клетъчната мембрана. Олигозахаридните части допринасят за специфичността на клетъчните повърхности и се разпознават от клетките на имунната система.

Холестерол влияе върху стабилността на биомембраните. Колкото повече молекули на холестерол в мембраната, толкова по-силна е мембраната.

Мембранни протеини те са ензими, рецептори и сигнални пътища по отношение на функцията. Интегрални протеини те са вградени в липидния бислой, отвън или отвътре. Трансмембранни протеини проникват през двата слоя през цялата дълбочина на мембраната. Нито интегралните, нито трансмембранните протеини не могат да бъдат отделени от мембраната. Периферни протеини свързват се нековалентно с вътрешната или външната повърхност на мембраната (например цитохром, свързан с вътрешната митохондриална мембрана) и лесно се отделят от мембраната.

Свързаните с протеините въглехидрати също присъстват в биомембраните. Ide o гликопротеини, които се състоят от единична верига или вериги от олигозахариди и тези от 8-15 монозахариди. Олигозахаридните вериги в животинските клетки са обърнати навън от клетката. Външната страна на мембраната е гъсто осеяна с тези въглехидратни вериги. Това е слой, видим в електронен микроскоп, т.нар гликокаликс, който се състои от слой гликопротеини и гликолипиди с дебелина около 2,5 nm. Гликокаликс всъщност е устройство за разпознаване на клетки, един вид идентификационна карта. Използва се по отношение на антиген. Гликокаликсът се обуславя напр. кръвна група. Растителните клетки нямат гликокаликс, отчасти поради наличието на клетъчната стена и отчасти поради липсата на имунна система.

Те са от голямо значение за структурата и функцията на клетъчната мембрана двувалентни йони, особено калциевите катиони (Са 2+), тъй като при тяхно отсъствие мембраната се разпада (разпада). Освен това те осигуряват предаването на нервни импулси (електрическа функция), имат функцията на кофактори за извънклетъчните ензими и протеини, функцията на вътреклетъчния регулатор и значение за мускулната контракция.

Функция на биомембранната връзка

Биомембраните обикновено разделят две химически и метаболитно различни фази. Те отделят вътрешните части на клетката от външната среда или органелите от останалата част от клетката. Те действат като селективна пропусклива (полупропусклива, полупропусклива) бариера, позволяваща на определени вещества (особено вода) да преминават, а други не.

Рецептори интегрирани в биомембраната имат задачата да получават информация за външната среда и съответно да продават сигнали вътре в клетката. мембранна органела. Разпознаването на антигени на повърхността на вириони и бактериални клетки чрез имунокомпетентни клетъчни рецептори също работи на този принцип. Рецепторите също така осигуряват междуклетъчна комуникация, което е от голямо значение, особено в диференциран многоклетъчен организъм.

Образуването на електрически мембранен потенциал е физиологичната природа на мускулното съкращение и осигурява бързото предаване на информация и провеждането на нервните импулси в невроните.

Метаболитната функция на биомембраните, участието в дихателната верига на митохондриите и фотосинтетичният процес на хлоропластите също са важни.

Не на последно място, под биомембрани трябва да се разбира динамични структури, които могат да удушат част от своята маса (например екзоцитни вакуоли) или, напротив, да я получат от други мембранни молекули. Това осигурява не само транспорта на важни вещества, но и цикъла на самата биомембранна маса вътре и извън клетката. Особено динамична структура в този смисъл е мембранният комплекс - апаратът на Голджи.

Мембранна органела връзка

При еукариотите много специфични ензимни процеси протичат в специални структури - клетъчни органели, които са отделени от останалата част от цитоплазмата чрез биомембрана, съставена от двуслой от фосфолипиди и поради това се наричат ​​мембранни органели. Повечето мембранни органели имат проста биомембрана, но някои органели имат двойна биомембрана съставен от два фосфолипидни двуслоя. По този начин различаваме мембранните органели, покрити с двойна мембрана вътрешна мембрана (по-близо до вътрешното съдържание на органелата) и външна мембрана, сред които е и т.нар. периплазматично пространство, в основата, наречен aj перинуклеарно пространство. Това пространство, както и двете мембрани са мястото на специфични ензимни реакции.