• Kas ir šūnu membrāna?
• Šūnu membrānas funkcija
• Šūnu membrānas struktūra
• Aktīvais transports un pasīvais transports
• Endocitoze un eksocitoze

Mēs izskaidrojam, kas ir šūnu membrāna un dažas tās īpašības. Turklāt tā funkcija un šī lipīdu slāņa struktūra.

Šūnu membrānas vidējais biezums ir 7,3 nm3.

Kas ir šūnu membrāna?

Divkāršu fosfolipīdu slāni, kas ieskauj un ierobežo šūnas, sauc par šūnu membrānu, plazmas membrānu, plazmalemmu vai citoplazmas membrānu. šūnas, atdalot interjeru no ārpuses un nodrošinot fizisko un ķīmisko līdzsvaru starp vidi un citoplazma no šūnas. Tā ir šūnas visattālākā daļa.

Šī membrāna nav redzama optiskais mikroskops (jā elektroniskai), jo tā vidējais biezums ir 8 nm (1 nm = 10-9 m) un tas atrodas dārzeņu šūnas un tajos no sēnes, zem šūnas sienas.

Šūnas membrānas galvenā īpašība ir tās selektīva caurlaidība, tas ir, spēja atļaut vai noraidīt noteiktu šūnu iekļūšanu. molekulas šūnā, tādējādi regulējot pāreju Ūdens, barības vielas vai jonu sāļi, lai citoplazma vienmēr būtu optimālos elektroķīmiskā potenciāla apstākļos (negatīvi lādēta), pH vai koncentrācija.

Šūnu membrānas funkcija

Membrāna ļauj iziet cauri vēlamajām vielām un iziet cauri nevēlamajām.

Šūnu membrāna pilda šādas funkcijas:

• Norobežošana. Tas nosaka un mehāniski aizsargā šūnu, atšķirot ārpusi no iekšpuses un vienu šūnu no citas. Turklāt tā ir pirmā aizsardzības barjera pret citiem iebrucējiem.
• Vadība. Tā selektivitāte ļauj tai dot vietu vēlamajām vielām šūnā un liegt iekļūšanu nevēlamajām vielām, kas kalpo kā komunikācija starp ārpusi un iekšpusi, vienlaikus regulējot minēto satiksmi.
• Saglabāšana. Caur šķidrumu un vielu apmaiņu membrāna ļauj uzturēt stabilu ūdens un citu koncentrāciju izšķīdušās vielas citoplazmā saglabā tā pH līmeni un elektroķīmisko lādiņu nemainīgu.
• Komunikācija. Membrāna var reaģēt uz stimuliem no ārpuses, pārraidot informāciju uz šūnas iekšpusi un iedarbinot noteiktus procesus, piemēram, šūnu dalīšanos, kustība šūnu vai bioķīmisko vielu segregācija.

Šūnu membrānas struktūra

Lipīdi galvenokārt ir holesterīns, bet arī fosfoglicerīdi un sfingolipīdi.

Šūnu membrāna sastāv no diviem slāņiem lipīdi amfipātiskas, kuru hidrofilās polārās galvas (afinitāte pret ūdeni) ir orientētas šūnā un ārpus tās, saglabājot to hidrofobās (ūdeni atgrūdošās) daļas saskarē, līdzīgi kā sviestmaizi. Šie lipīdi galvenokārt ir holesterīns, bet arī fosfoglicerīdi un sfingolipīdi.

Tam arī pieder 20% no olbaltumvielas neatņemama un perifēra, kas pilda savienojuma, transportēšanas, uztveršanas un katalīzes funkcijas. Integrālie membrānas proteīni ir iestrādāti divslānī ar to hidrofilajām virsmām, kas ir pakļautas ūdens videi, un to hidrofobās virsmas ir saskarē ar divslāņa hidrofobo iekšpusi.

Transmembrānas proteīni ir neatņemami proteīni, kas pilnībā aptver membrānas biezumu. Perifērās membrānas olbaltumvielas asociējas ar divslāņu virsmu, parasti saistās ar integrālo proteīnu atklātajiem reģioniem un ir viegli atdalāmas, neizjaucot membrānas struktūru. Pateicoties viņiem, notiek arī šūnu atpazīšana, bioķīmiskās komunikācijas veids.

Visbeidzot, šūnu membrānā ir ogļhidrātu komponenti (cukuri), vai nu polisaharīdi, vai oligosaharīdi, kas atrodas membrānas ārpusē, veidojot glikokaliksu. Šie cukuri veido tikai 8% no membrānas sausās masas un kalpo kā atbalsta materiāls, kā identifikatori starpšūnu komunikācijā un kā šūnu virsmas aizsardzība pret mehāniskām un ķīmiskām agresijām.

Aktīvais transports un pasīvais transports

Membrānas iekšpusē veido nodalījumus eikariotu šūnas Tie ļauj veikt dažādas atsevišķas funkcijas. Turklāt tie kalpo kā virsmas bioķīmiskajām reakcijām.

Daudzi joni un mazas molekulas pārvietojas pa bioloģiskajām membrānām ar pasīvo transportu (bez enerģijas patēriņa) un ar aktīvo transportu (ar enerģijas patēriņu).

Difūzija ir vielas neto kustība pa tās koncentrācijas gradientu no augstākas koncentrācijas reģiona uz zemāku koncentrāciju.

Pasīvo transportu caur lipīdu divslāni sauc par vienkāršu difūziju, un to, kas tiek veikts caur jonu kanāliem un membrānas proteīniem, sauc par atvieglotu difūziju.

The osmoze Tas ir difūzijas veids, kurā ūdens molekulas iziet cauri puscaurlaidīgai membrānai no reģiona ar augstāku efektīvo ūdens koncentrāciju uz reģionu, kur to efektīvā koncentrācija ir zemāka.

Aktīvajā transportā šūna patērē vielmaiņas enerģiju, lai pārvietotu jonus vai molekulas pa membrānu pret koncentrācijas gradientu.

Primārais aktīvais transports, ko sauc arī par tiešo aktīvo transportu, izmanto vielmaiņas enerģiju tieši, lai transportētu molekulas cauri membrānai. Piemēram, nātrija-kālija sūknis izmanto ATP, lai izsūknētu nātrija jonus no šūnas un kālija jonus šūnā.

Koptransportā, ko sauc arī par netiešo aktīvo transportu, vienlaikus tiek pārnestas divas izšķīdušās vielas. Darbināms ATP sūknis uztur koncentrācijas gradientu. Tātad nesējproteīns kopā transportē divas izšķīdušās vielas. Izšķīdināta viela pārvietojas uz leju pa koncentrācijas gradientu un izmanto atbrīvoto enerģiju, lai pārvietotu citu izšķīdušo vielu pret tās koncentrācijas gradientu.

Endocitoze un eksocitoze

Endocitozes gadījumā materiāli tiek iekļauti šūnā.

Daži no lielākiem materiāliem, piemēram, lielas molekulas, daļiņas ēdiens vai pat mazas šūnas, tās arī pārvietojas šūnās vai iziet no tām. Tie tiek pārnesti ar eksocitozes un endocitozes palīdzību. Tāpat kā aktīvais transports, šiem procesiem ir nepieciešams enerģijas patēriņš tieši no šūnas. Tas notiek, veidojoties vezikulām šūnu membrānā, kas atkarībā no tā, vai tās iekļūst vai iziet, ļauj vajadzīgajam materiālam izšķīst citoplazma vai gluži pretēji, iekšā vide.

• Eksocitozes gadījumā. Šūna izraida vielas atkritumi vai sekrēcijas produkti (piemēram, hormoni), sapludinot pūslīšus ar plazmas membrānu.
• Endocitozes gadījumā. Materiāli ir iekļauti šūnā. Bioloģiskās sistēmās darbojas vairāki endocitozes mehānismu veidi, tostarp fagocitoze, pinocitoze un receptoru mediēta endocitoze.
  • Pinocitozes gadījumā ("šūnu dzeršana"). Šūna uzņem izšķīdušos materiālus.
  • Receptoru izraisītā endocitozē.Specifiskas molekulas savienojas ar receptoru proteīniem uz plazmas membrānas. Receptoru mediētā endocitoze ir galvenais mehānisms, ar kura palīdzību eikariotu šūnas uzņem makromolekulas.
  • Fagocitozē (burtiski "ēdošās šūnas"). Šūna uzņem lielas cietvielu daļiņas kā pārtiku vai baktērijas. Pēdējais ir vitāli svarīgs atsevišķu šūnu un vienšūnas organismi kas apņem (ietin savā membrānā) materiālu, lai uzturs.