Elementul structural de bază al celulelor este membrana citoplasmatică (membrana celulară, membrana plasmatică). Apropo plasmalema este notat membrana citoplasmatică a celulei vegetale. În plus față de această membrană de bază, un întreg sistem de membrană compus din biomembranele este o parte esențială a fiecărei celule eucariote. Membrana citoplasmatică este, de asemenea, o biomembrană. Biomembranele sunt o componentă structurală a multor organite, motiv pentru care le numim organite cu membrană.

exterioară membranei

Legătură model mozaic lichid

Ideea de bază a modelului de mozaic fluid conform lui Singer și Nicoson (1972) este o membrană plasmatică compusă dintr-o bistrată de fosfolipide. O parte a acestui strat strat lipidic sunt moleculele de proteine, colesterolul și oligozaharidele, care se pot deplasa liber în el individual sau în grupuri întregi. În plus, apa și ionii sunt prezenți în membrană. Fluiditatea unui strat strat lipidic depinde de mai mulți factori. Lipidele pot exista sub formă de sare (lichid) sau gel. O creștere a temperaturii determină lichefierea (fluidizarea) bistraturii lipidice. Această temperatură (temperatura de tranziție de fază) pentru biomembranele variază de la 17 ° C la 25 ° C și depinde de pH și de mediul ionic. Deși mișcarea proteinelor a fost dovedită, unele proteine ​​au o organizare mai stabilă.

Legătura dintre compoziția chimică a biomembranelor

Se formează un strat strat lipidic lipide polare, care au o parte hidrofilă (cap) și o parte hidrofobă (coadă). În membrană, părțile hidrofobe sunt orientate spre interior una față de cealaltă, iar părțile hidrofile sunt orientate spre spațiul intra și extracelular (extra- și intracelular). Cele mai importante componente lipidice ale biomembranelor sunt fosfolipidele, glicolipidele și colesterolul.

Glicolipide au o legătură glucidică atașată la capetele hidrofile (anteturi). Componentele carbohidraților sunt depuse pe suprafața exterioară a membranei celulare. Porțiunile oligozaharidice contribuie la specificitatea suprafețelor celulare și sunt recunoscute de celulele sistemului imunitar.

Colesterol afectează stabilitatea biomembranelor. Cu cât mai multe molecule de colesterol din membrană, cu atât membrana este mai puternică.

Proteine ​​de membrană sunt enzime, receptori și căi de semnalizare din punct de vedere funcțional. Proteine ​​integrale sunt încorporate în bistratul lipidic, din exterior sau din interior. Proteine ​​transmembranare pătrunde în ambele straturi prin întreaga adâncime a membranei. Nici proteinele integrale, nici cele transmembranare nu pot fi separate de membrană. Proteine ​​periferice se leagă necovalent de suprafața interioară sau exterioară a membranei (de exemplu citocrom legat de membrana mitocondrială internă) și se separă ușor de membrană.

Glucidele legate de proteine ​​sunt prezente și în biomembranele. Ideea o glicoproteine, care constau dintr-un singur lanț sau lanțuri de oligozaharide și cele din 8-15 monozaharide. Lanțurile de oligozaharide din celulele animale se îndreaptă spre celulă. Partea exterioară a membranei este dens presărată cu aceste lanțuri de carbohidrați. Este un strat vizibil într-un microscop electronic, așa-numitul glicocalix, care constă dintr-un strat de glicoproteine ​​și glicolipide gros de aproximativ 2,5 nm. Glicocalix este de fapt un dispozitiv de recunoaștere a celulei, un fel de card de identificare. Se folosește în termeni de antigen. Glicocalixul este condiționat de ex. Grupa de sange. Celulele vegetale nu au glicocalix, parțial datorită prezenței peretelui celular și parțial datorită absenței sistemului imunitar.

Ele au o mare importanță pentru structura și funcția membranei celulare ioni divalenți, în special cationii de calciu (Ca 2+), deoarece în lipsa lor membrana se dezintegrează (se dezintegrează). În plus, acestea asigură transmisia impulsurilor nervoase (funcția electrică), au funcția de cofactori pentru enzime și proteine ​​extracelulare, au funcția de regulator intracelular și sunt importante pentru contracția musculară.

Funcția de legătură biomembranară

Biomembranele separă, în general, două faze chimice și metabolice distincte. Acestea separă părțile interne ale celulei de mediul extern sau organele de restul celulei. Aceștia acționează ca o barieră selectivă permeabilă (semipermeabilă, semipermeabilă) care permite trecerea anumitor substanțe (în special apa), iar.

Receptoare integrate în biomembrană au sarcina de a obține informații despre mediul extern și, respectiv, de a vinde semnale în interiorul celulei. organul membranar. Recunoașterea antigenelor pe suprafața virionilor și a celulelor bacteriene de către receptorii de celule imunocompetente funcționează și pe acest principiu. Receptorii asigură, de asemenea, comunicarea intercelulară, care are o mare importanță în special într-un organism multicelular diferențiat.

Formarea unui potențial de membrană electrică este esența fiziologică a contracției musculare și asigură transmiterea rapidă a informațiilor și conducerea impulsurilor nervoase în neuroni.

Funcția metabolică a biomembranelor, participarea la lanțul respirator al mitocondriilor și procesul fotosintetic al cloroplastelor sunt de asemenea importante.

Nu în ultimul rând, biomembranele ar trebui înțelese ca structuri dinamice care pot sugruma o parte din masa lor (de exemplu, vacuole exocitice) sau, dimpotrivă, să o primească de la alte molecule de membrană. Acest lucru asigură nu numai transportul substanțelor importante, ci și ciclul masei biomembranare în sine și în interiorul celulei. O structură deosebit de dinamică în acest sens este complexul de membrană - aparatul Golgi.

Legătura organelor membranare

În eucariote, multe procese enzimatice specifice au loc în structuri speciale - organite celulare, care sunt separate de restul citoplasmei printr-o biomembrană compusă dintr-un strat strat de fosfolipide și, prin urmare, sunt numite organite cu membrană. Majoritatea organitelor de membrană au biomembrană simplă, dar unele organite au biomembrană dublă compus din două straturi bifolipidice. Astfel, distingem între organitele cu membrană acoperite cu o membrană dublă membrana interioara (mai aproape de conținutul intern al organetului) și membrana exterioară, printre care se află așa-numitul. spațiul periplasmatic, la miezul numit aj spațiul perinuclear. Acest spațiu, precum și ambele membrane sunt locul reacțiilor enzimatice specifice.