Клетъчната мембрана

дефиниция

Клетките са най-малките, съгласувани единици, които съставят 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 бислоеве могат да се представят 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.

Кои различни клетъчни мембрани има?

Клетката е обградена не само от мембрана, но и от клетъчните органели. Клетъчните органели са малки, обозначени от мембрани области в клетката, всяка от които има своя собствена задача. Те се различават по своите протеини, които са вградени в мембраните и действат като преносители на вещества, които трябва да се транспортират през мембраната.

Вътрешната митохондриална мембрана е специална форма на клетъчната мембрана.Митохондриите са органели, които са важни за клетката да генерира енергия. Те се абсорбират в човешката клетка по-късно в хода на еволюцията. Следователно те имат две липидни двуслойни мембрани. Външната е класическата човешка, вътрешната мембрана, специфична за митохондриона. Той съдържа кардиолипин, мастна киселина, която е вградена в мастния филм и може да бъде открита само във вътрешната мембрана и без 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 също така стабилизират клетъчната мембрана. Клетъчните стени не са необходими в човешкото тяло, тъй като много отделни клетки могат да се съединят, за да образуват силни асоциации. Бактериите, от друга страна, са едноклетъчни клетки, т.е. те се състоят 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, хидрофобен Опашката. Главите се закрепват една към друга в една равнина, така че масата на опашките да се насочва в една посока. От друга страна, друга серия от мастни киселини се натрупват по същия модел. Това създава двойния слой, който е ограничен отвън от главите и по този начин един отвътре хидрофобен Създава се зона, т.е. област, в която не може да проникне вода.

В зависимост от това от кои молекули се състои главата на мастна 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 предизвикват намаляване на течливостта на мембраната, докато наситените мастни киселини увеличават течливостта. Течността е мярка за подвижността и деформируемостта на липидния двуслоен слой. В зависимост от задачата и състоянието на клетката се изискват различни степени на подвижност и твърдост, което може да се постигне чрез допълнително включване на един или друг вид мастна киселина.

В допълнение, холестеролът може да бъде вграден в мембраната, което масово понижава течливостта и по този начин стабилизира мембраната. Поради тази структура, само много малки, неразтворими във вода вещества могат лесно да преодолеят мембраната.

Въпреки това, тъй като значително по-големи и неразтворими във вода вещества също трябва да преминат през мембраната, за да бъдат транспортирани в или извън клетката, транспортните протеини и каналите са необходими. 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 Полу-пропускливост клетъчната мембрана, т.е. частична пропускливост.

Последният градивен елемент на клетъчната мембрана са рецепторите. Рецепторите също са големи протеини, които се произвеждат най-вече в самата клетка и след това се вграждат в мембраната. Можете или да ги обхванете изцяло, или само да бъдете подкрепени отвън. Поради своята химическа структура, транспортерите, каналите и рецепторите остават здраво в мембраната и не могат лесно да се отделят от нея. Те обаче могат да бъдат преместени странично до различни места в мембраната, в зависимост от това къде са необходими.

И накрая, все още може да има захарни вериги от външната страна на клетъчната мембрана, в техническо отношение гликокаликса Наречен. Например, те са в основата на системата от кръвни групи. Тъй като клетъчната мембрана се състои от толкова много различни градивни елементи, които също могат да променят точното им 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. По време на периода зоните на главата са с дебелина около 2 nm хидрофобен Мястото на опашката е с ширина 3 nm. Тази стойност почти не 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 водолюбиви, т.е. хидрофилни, глава и опашка, които се образуват от две мастни киселини. Частта, която се състои от мастни киселини, е хидрофобна, което означава, че 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 да се отделят две водни среди една от друга.

Клетъчната мембрана също съдържа 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 течността на клетъчната мембрана, толкова по-лесно е протеините да се движат 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 бъде постигнато чрез директна връзка между съседните 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 дава възможност вътрешността на клетката да бъде отделена от околната среда.

Има различни форми на фосфолипиди. Хидрофилната основа на фосфолипидите се състои или от глицерин, или 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 да помогне за регулиране на течливостта. Постоянната течност е много важна за поддържане на транспортните процеси на клетъчната мембрана. При високи температури клетъчната мембрана има тенденция да стане твърде течна. Връзките между фосфолипидите, които при нормални обстоятелства вече са слаби, са още по-слаби при високи температури. Благодарение на своята твърда структура холестеролът помага за поддържане на определена сила.

Изглежда различно при ниски температури. 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 лежат 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 спейсер.

Можете да намерите подробна информация по темата "холестерол" на:

• 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 протичат паралелно в нашето тяло във всеки даден момент. Ако всички те се проведоха в една и съща стая, те силно биха повлияли и дори се отмениха. Регулиран процес на метаболизма не би бил възможен и хората, тъй като те съществуват и функционират като цяло, биха били немислими.

Те служат и като транспортна среда за голямо разнообразие от вещества, които се транспортират през мембраната с помощта на транспортьори. За да могат да работят заедно като орган, отделните клетки трябва да бъдат в контакт чрез мембраните си. Това се постига чрез различни свързващи протеини и рецептори. Клетките могат да използват рецепторите, за да се идентифицират помежду си, да комуникират помежду си и да обменят информация. Например гликокаликсът като една от многото отличителни характеристики между собствените и чуждите клетки на организма. Рецепторите са протеини, които приемат 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 прикрепила към 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 да изпълняват функцията си, мембраните им 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 човек говори за мембранен потенциал. Клетъчните мембрани разделят различно заредените области една от друга, но в същото време съдържат канали, които позволяват кратко обръщане на съотношенията на заряда, така че действителният ток и по този начин информацията, която трябва да бъде предадена, могат да протичат. 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 непромокаема за по-големи молекули и йони. За да може да се осъществи обмен между клетъчната вътрешност и околната среда, в клетъчната мембрана има протеини, които транспортират различни молекули в и извън клетката.

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

Друга важна форма на транспорт са везикулите. Везикулите са малки мехурчета, които се прищипват от клетъчната мембрана. Веществата, които се произвеждат в клетката, могат да се отделят в околната среда чрез тези везикули. В допълнение, веществата могат да бъдат отстранени и от клетъчната среда.

Разлики в клетъчната мембрана на бактериите - пеницилин

Клетъчната мембрана на бактерии почти не се различава от този 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 мюрейн, специална частица захар, в която могат да бъдат включени други протеини, като например Локомоция и възпроизвеждане служат. пеницилин може да наруши синтеза на клетъчната стена и така работи бактерицидно, тоест убива бактерията. По този начин е възможно целенасочено действие срещу причиняващи болести бактерии, без да се унищожават в същото време собствените клетки на организма.