|
1. Биологические мембраны, их основные функции. Структура биологических мембран
Важнейшее условие существования клетки, и, следовательно, жизни – нормальное функционирование биологических мембран. Мембраны – неотъемлемый компонент всех клеток.
Биологические мембраны (лат. membrane – кожица, оболочка, перепонка) – структуры, ограничивающие клетки (клеточные, или плазматические, мембраны) и внутриклеточные органоиды (мембраны митохондрий, хлоропластов, лизосом, эндоплазматического ретикулума и др.).
Все биологические мембраны имеют толщину от 5 до 10 нм, содержат белки, липиды, углеводы, различные макромолекулы (гликопротеиды, гликолипиды), а также в небольших количествах коферменты, нуклеиновые кислоты, антиоксиданты, неорганические ионы и т.д., оотношение между которыми варьирует в зависимости от происхождения мембраны. Кроме того, в них присутствуют неорганические соли, вода и ряд других соединений; в некоторых мембранах обнаружены следы РНК (до 0,1%). У млекопитающих мембраны содержат особенно особенно большое количество фосфолипидов и холестерола. В настоящее время общепринятой моделью строения мембран является жидкостно-мозаичная, предложенная в 1972 году С. Синджером и Дж. Николсоном.
Структурной единицей мембраны является фослолипидный бислой. Фосфолипиды - амфипатические молекулы, т.е. в одной молекуле имеются как гидрофильные, так и гидрофобные участки. Фосфолипидный бислой образуется за счет гидрофобного воздействия между цепями остатков жирных кислот, входящих в состав липидов. Он представляет собой листок, состоящий из 2 слоев фосфолипидов, причём их полярные головки обращенеы к воде, а цепи остатков жирных кислот формируют внутреннюю гидрофобную среду. При встряхивании фосфолипидов с водой они образуют шарообразные мицеллы, где цепи остатков жирных кислот направлены в сторону, противоположную гидрофильной поверхности.
Липидный бислой с обеих сторон покрыт белками. В соответствии с жидкой мозаичной моделью мембраны сами липиды и некоторые белки способны передвигаться в плоскости бислоя.
Биологические мембраны играют важную роль в осуществлении следующих клеточных функций:
1) механическая – обеспечивают прочность и автономность клетки;
2) барьерная – благодаря полупроницаемости обеспечивают селективный транспорт и распределение ионов между клеткой и средой;
3) генерация и проведение возбуждения – содержат каналы, обменники и насосы, обеспечивающие транспорт ионов;
4) энергетическая – обеспечивают синтез АТФ в мембранах митохондрий и хлоропластов;
5) матричная – обеспечивают расположение и ориентацию белков и их взаимодействие;
6) адгезивная – обеспечивают межклеточные взаимодействия;
7) двигательная – обеспечивают процесс движения клетки;
8) секреторная – обеспечивают процесс экзо- и эндоцитоза.
Мембранные белки выполняют несколько функций:
- они могут переносить молекулы через мембрану;
- являются реце
|
На уровень вверх
Купить