Клетъчната мембрана

определение

Клетките са най-малките, последователни единици, които изграждат органи и тъкани. Всяка клетка е заобиколена от клетъчна мембрана, бариера, която се състои от специален двоен слой мастни частици, така наречения липиден двоен слой. Липидните бислои могат да бъдат представени като два мастни филма, подредени един върху друг, които поради своите химични свойства не могат да се отделят един от друг и по този начин образуват много стабилна единица. Клетъчните мембрани изпълняват много различни функции: Те се използват за комуникация, защита и като контролна станция за клетките.

Какви са различните клетъчни мембрани?

Не само самата клетка е заобиколена от мембрана, но и клетъчните органели. Клетъчните органели са малки области в клетката, ограничени от мембрани, всяка от които има своя собствена задача. Те се различават по своите протеини, които са вградени в мембраните и действат като транспортери за вещества, които трябва да бъдат транспортирани през мембраната.

Вътрешната митохондриална мембрана е специална форма на клетъчната мембрана.Митохондриите са органели, които са важни за генерирането на енергия от клетката. Впоследствие те са били абсорбирани в човешката клетка в хода на еволюцията. Следователно те имат две липидни двуслойни мембрани. Външният е класическият човешки, вътрешният - мембраната, специфична за митохондрията. Съдържа кардиолипин, мастна киселина, която се вгражда в мастния филм и може да се намери само във вътрешната мембрана, а не друга.

Човешкото тяло съдържа само клетки, които са заобиколени от клетъчна мембрана. Съществуват обаче и клетки, като бактерии, които също са заобиколени от клетъчна стена. Следователно термините клетъчна стена и клетъчна мембрана не могат да се използват синонимно. Клетъчните стени са значително по-дебели и допълнително стабилизират клетъчната мембрана. Клетъчните стени не са необходими в човешкото тяло, тъй като много отделни клетки могат да се обединят, за да образуват силни асоциации. От друга страна, бактериите са едноклетъчни клетки, т.е.състоят се само от една клетка, която би била значително по-слаба без клетъчната стена.

Прочетете повече по темата на: бактерии

Структура на клетъчната мембрана

Клетъчните мембрани отделят различни области една от друга. За целта те трябва да отговарят на много различни изисквания: На първо място, клетъчните мембрани са изградени от двоен слой от два мастни филма, които от своя страна са съставени от отделни мастни киселини. Мастните киселини се състоят от водоразтворим, хидрофилен Глава и от неразтворима във вода, хидрофобни Опашка. Главите се прикрепват една към друга в една равнина, така че масата на опашките да сочи в една посока. От друга страна, друга серия мастни киселини се натрупват по същия модел. Това създава двойния слой, който се ограничава отвън от главите и по този начин един отвътре хидрофобни Създава зона, т.е.област, в която не може да проникне вода.

В зависимост от молекулите, които изграждат главата на мастната киселина, те имат различни имена и различни свойства, но те играят само подчинена роля. Мастните киселини могат да бъдат ненаситени или наситени, в зависимост от опашката и нейната химическа структура. Ненаситените мастни киселини са значително по-твърди и причиняват намаляване на течливостта на мембраната, докато наситените мастни киселини увеличават течливостта. Течността е мярка за подвижността и деформируемостта на липидния бислой. В зависимост от задачата и състоянието на клетката се изискват различни степени на подвижност и твърдост, които могат да бъдат постигнати чрез допълнително включване на един или друг вид мастна киселина.

В допълнение, холестеролът може да се вгради в мембраната, което значително намалява течливостта и по този начин стабилизира мембраната. Поради тази структура само много малки, неразтворими във вода вещества могат лесно да преодолеят мембраната.

Тъй като обаче значително по-големи и неразтворими във вода вещества трябва да преминат през мембраната, за да бъдат транспортирани в или извън клетката, са необходими транспортни протеини и канали. Те се съхраняват в мембраната между мастните киселини. Тъй като тези канали са проходими за някои молекули, а не за други, човек говори за един Полупропускливост клетъчната мембрана, т.е. частична пропускливост.

Последният градивен елемент на клетъчните мембрани са рецепторите. Рецепторите са също големи протеини, които се произвеждат най-вече в самата клетка и след това се вграждат в мембраната. Можете да ги обхванете изцяло или да се поддържате само отвън. Поради химическата си структура транспортерите, каналите и рецепторите остават здраво в и върху мембраната и не могат лесно да бъдат отделени от нея. Те обаче могат да бъдат премествани странично на различни места в мембраната, в зависимост от това къде са необходими.

И накрая, все още може да има захарни вериги от външната страна на клетъчните мембрани, в техническа терминология Гликокаликс Наречен. Например те са в основата на системата за кръвна група. Тъй като клетъчната мембрана се състои от толкова много различни градивни елементи, които също могат да променят точното си местоположение, тя е известна и като модел на течната мозайка.

Прочетете повече по темата на: Кръвни групи

Дебелина на клетъчната мембрана

Клетъчните мембрани са с дебелина около 7 nm, т.е. изключително тънки, но все пак здрави и непреодолими за повечето вещества. Всяка област на главата е с дебелина около 2 nm по време на хидрофобни Широчината на опашката е 3 nm. Тази стойност едва ли варира между различните видове клетки в човешкото тяло.

Какви са компонентите на клетъчната мембрана?

По принцип клетъчната мембрана е изградена от фосфолипиден двоен слой. Фосфолипидите са градивни елементи, които се състоят от водолюбива, т.е. хидрофилна, глава и опашка, която се образува от две мастни киселини. Частта, която се състои от мастни киселини, е хидрофобна, което означава, че тя отблъсква водата.
В двойния слой фосфолипиди хидрофобните компоненти сочат един към друг. Хидрофилните части сочат към външната и вътрешната страна на клетката. Тази структура на мембраната позволява две водни среди да бъдат отделени една от друга.

Клетъчната мембрана съдържа също сфинголипиди и холестерол. Тези вещества регулират структурата и течливостта на клетъчната мембрана. Флуидността е мярка за това колко добре протеините могат да се движат в клетъчната мембрана. Колкото по-висока е течливостта на клетъчната мембрана, толкова по-лесно се движат протеините в нея.

Освен това в клетъчната мембрана има много различни протеини. Тези протеини се използват за транспортиране на вещества през мембраната или за взаимодействие с околната среда. Това взаимодействие може да се постигне чрез директна връзка между съседни клетки или чрез пратеници, които се свързват с мембранните протеини.

Следващата тема също може да ви интересува: Клетъчна плазма в човешкото тяло

Фосфолипиди в клетъчната мембрана

Фосфолипидите са основният компонент на клетъчната мембрана. Фосфолипидите са амфифилни. Това означава, че те се състоят от хидрофилна и хидрофобна част. Това свойство на фосфолипидите позволява вътрешността на клетката да бъде отделена от околната среда.

Съществуват различни форми на фосфолипиди. Хидрофилният скелет на фосфолипидите се състои или от глицерин, или от сфингозин. И двете форми имат общо, че към основната структура са прикрепени две хидрофобни въглеводородни вериги.

Холестерол в клетъчната мембрана

Холестеролът се съдържа в клетъчната мембрана за регулиране на течливостта. Постоянната течливост е много важна за поддържане на транспортните процеси на клетъчната мембрана. При високи температури клетъчната мембрана има тенденция да става твърде течна. Връзките между фосфолипидите, които и без това са слаби при нормални условия, са дори по-слаби при високи температури. Благодарение на своята твърда структура, холестеролът помага да се поддържа определена сила.

При ниски температури изглежда различно. Тук мембраната може да стане твърде стегната. Фосфолипидите, които имат наситени мастни киселини като хидрофобен компонент, стават особено твърди. Това означава, че фосфолипидите могат да се съхраняват много близо един до друг. В този случай холестеролът, съхраняван в клетъчната мембрана, причинява повишена течливост, тъй като холестеролът съдържа твърда пръстенна структура и по този начин действа като дистанционер.

Можете да намерите подробна информация по въпроса за "холестерола" на адрес:

• LDL - "липопротеин с ниска плътност"
• HDL - "липопротеин с висока плътност"
• Холестеролна естераза - за това е важно

Функции на клетъчната мембрана

Както подсказва сложната структура на клетъчните мембрани, те трябва да изпълняват много различни функции, които могат да варират значително в зависимост от вида и местоположението на клетката. От една страна, мембраните обикновено представляват бариера.Функция, която не бива да се подценява. Безброй реакции се случват паралелно в тялото ни във всеки един момент от времето. Ако всички те се проведоха в една и съща стая, те щяха силно да си влияят и дори да се отменят. Регулиран метаболизъм не би бил възможен и хората, каквито съществуват и функционират като цяло, биха били немислими.

В същото време те служат като транспортна среда за голямо разнообразие от вещества, които се транспортират през мембраната посредством транспортери. За да могат да работят заедно като орган, отделните клетки трябва да са в контакт чрез техните мембрани. Това се постига чрез различни свързващи протеини и рецептори. Клетките могат да използват рецепторите, за да се идентифицират, да комуникират помежду си и да обменят информация. Например гликокаликсът служи като една от многото отличителни черти между собствените и чужди клетки на тялото. Рецепторите са протеини, които улавят сигнали извън клетката и ги предават на клетъчното ядро ​​и по този начин „мозъка“ на клетката. В зависимост от химичните свойства на химическата частица, която се е закачила на рецептора, тя се намира или от външната страна на клетката, в клетката или в клетъчната мембрана.

Но самите клетки също могат да предават информация. Най-известните от нашите тела са нервните клетки. За да могат те да изпълняват своята функция, техните мембрани трябва да могат да провеждат електрически сигнали. Електрическите сигнали възникват поради различни заряди вътре и извън клетките. Тази разлика в заряда, известна още като градиент, трябва да се поддържа. В този контекст се говори за мембранен потенциал. Клетъчните мембрани разделят различно заредените зони една от друга, но в същото време съдържат канали, които позволяват кратко обръщане на съотношенията на зареждане, така че действителният ток и по този начин информацията, която трябва да бъде предадена, да тече. Това явление се нарича още потенциал за действие.

Прочетете повече по темата на: Нервна клетка

Транспортни процеси в клетъчната мембрана

Клетъчната мембрана като такава е непропусклива за по-големи молекули и йони. За да се осъществи обмен между вътрешността на клетката и околната среда, в клетъчната мембрана има протеини, които транспортират различни молекули в и извън клетката.

С тези протеини се прави разлика между каналите, през които веществото преминава пасивно в или извън клетката по протежение на разликата в концентрацията. Други протеини трябва да генерират енергия за активен транспорт на вещества през клетъчната мембрана.

Друга важна форма на транспорт са везикулите. Везикулите са малки мехурчета, които се отщипват от клетъчната мембрана. Веществата, които се произвеждат в клетката, могат да бъдат освободени в околната среда през тези везикули. Освен това веществата от клетъчната среда също могат да бъдат отстранени по този начин.

Различия в клетъчната мембрана на бактериите - пеницилин

Клетъчната мембрана на бактерии едва ли се различава от това на човешкото тяло. Голямата разлика между клетките се крие в допълнителна клетъчна стена на бактериите. Клетъчната стена се прикрепя към външната страна на клетъчната мембрана и по този начин стабилизира и защитава бактерията, която без нея би била уязвима. тя е изключена Мурейн, специална захарна частица, в която могат да бъдат включени други протеини, като например Локомоция и възпроизвеждане сервирайте. пеницилин може да наруши синтеза на клетъчната стена и по този начин работи бактерицидно, тоест убива бактерията. Това позволява целенасочено действие срещу болестотворните бактерии, без да унищожава едновременно собствените клетки на тялото.