Zooloji 

Hücre zarının oluşumu. Membranlar - Nedir? Biyolojik Membran: İşlevler ve Yapı

Bir canlı organizmanın ana yapısal birimi, bir hücre zarıyla çevrili, sitoplazmanın farklılaşmış bir bölümü olan bir hücredir. Hücrenin çoğaltma, güç, hareket gibi birçok temel işlevi gerçekleştirmesi nedeniyle, kabuk plastik ve yoğun olmalıdır.

Hücre membranının keşfi ve araştırma tarihi

1925'te, kırmızı kan hücrelerinin veya boş kabukların "gölgelerini" tanımlamak için Grendel ve Gorder tarafından başarılı bir deney yapıldı. Birkaç yapısal hataya rağmen, bilim adamları Lipid Katmanlı tarafından keşfedildi. Çalışmaları Danielli, 1935'te Dawson, 1960'da Robertson'a devam etti. 1972'de uzun yıllar çalışma ve argüman birikimi sonucunda, şarkıcı ve Nicholson, membranın yapısının bir sıvı mozaik modelini yarattı. Diğer deneyler ve araştırmalar bilim adamlarının eserlerini doğruladı.

Değer vermek

Hücre zarı nedir? Bu kelime, yüz yıl önce, Latince'den çevirerek, "film", "cilt" anlamına gelir. Bu nedenle, iç içerik ve dış ortam arasında doğal bir engel olan hücrenin sınırını belirtir. Hücre membranının yapısı, nem ve besin maddelerinin ve çürüme ürünlerinin serbestçe geçebileceği nedeniyle yarım algı anlamına gelir. Bu kabuk, hücrenin organizasyonunun ana yapısal bileşeni olarak adlandırılabilir.

Hücre zarının ana işlevlerini düşünün

1. Hücrenin iç içeriğini ve dış ortamın bileşenlerini ayırın.

2. Hücrenin kalıcı kimyasal bileşiminin korunmasına yardımcı olur.

3. Doğru metabolizmayı ayarlar.

4. Hücreler arasındaki ilişkiyi sağlar.

5. Sinyalleri tanır.

6. Koruma fonksiyonu.

"Plazma kabuğu"

Plazma olarak da adlandırılan dış hücre membranı, kalınlığı beş ila yedi nanomilimetre arasında değişen ultramikroskopik bir filmdir. Esas olarak protein bileşikleri, fosfolitler, sudan oluşur. Film elastik, kolayca suyu emer ve aynı zamanda hasar sonrası bütünlüğünü hızla geri yükler.

Evrensel bir yapıyla farklı. Bu membran bir sınır pozisyonunu kaplar, seçim geçirgenliği sürecine katılır, çürüme ürünlerinin çıkarılması, onları sentezler. "Komşular" ile ilişki ve iç içeriğin hasardan güvenilir bir şekilde korunması, onu hücrenin yapısı olarak böyle bir konuda önemli bir bileşen haline getirir. Hayvan organizmalarının hücre zarı bazen proteinler ve polisakaritler içeren en iyi katmanla - glikokalix ile kaplanır. Membran dışındaki bitki hücreleri, desteğin işlevini gerçekleştiren ve formu koruyan bir hücre duvarı ile korunur. Kompozisyonunun ana bileşeni, suda çözünmeyen bir fiber (selüloz) - polisakarittir.

Böylece, dış hücre membranı, diğer hücrelerle restorasyon, koruma ve etkileşimin işlevini gerçekleştirir.

Hücre membranının yapısı

Bu hareketli kabuğun kalınlığı altı ila on nanomilimetre arasında değişmektedir. Hücre membranı hücrelerinin, bir lipit katmanlı olarak hizmet veren özel bir kompozisyona sahiptir. Hidrofobik kuyruklar, suyun içine inert içine yerleştirilirken, suyla etkileşime giren hidrofilik kafalar ortaya çıktı. Her lipit, gliserin ve sfingosin gibi maddelerin etkileşiminin sonucu olan fosfolipid'i temsil eder. Lipid çerçeveleri, katman eksikliği olan proteinleri yakından çevreler. Bazıları bir lipit katmanına gönderilir, gerisi ondan geçiyor. Sonuç olarak, su için geçirgen bölümler oluşturulur. Bu proteinler tarafından gerçekleştirilen fonksiyonlar farklıdır. Bazıları enzimlerdir, geri kalanı, sitoplazmdaki dış ortamdan çeşitli maddeler taşıyan proteinler taşınır.

Perfral proteinler ile nüfuzlu ve yakından bağlantılı olan hücre zarı ve çevresel iletişim ile daha az dayanıklıdır. Bu proteinler, membranın yapısını korumak, çevreden sinyalleri elde etmek ve dönüştürmek, maddelerin taşınmasını, maddelerin taşınmasını, membranlarda meydana gelen reaksiyonların katalizini oluşturan önemli bir işlevi gerçekleştirir.

Yapı

Hücre zarı tabanı, bir bimoleküler tabakadır. Sürekliliği nedeniyle, hücrenin bariyeri ve mekanik özelliklere sahiptir. Hayatın farklı aşamalarında, bu bilay kırılabilir. Sonuç olarak, hidrofilik gözeneklerin yapısal kusurları oluşturulur. Bu durumda, böyle bir bileşenin hücre zarı olarak tamamen tüm fonksiyonları değişebilir. Çekirdek dış etkilerden muzdarip olabilir.

Özellikleri

Hücresel hücre membranı İlginç özellikler. Verim nedeniyle, bu kabuk sert bir yapı değildir ve bileşimine dahil olan proteinlerin ve lipitlerin ana kısmı, membran düzleminde akıcıdır.

Genel olarak, hücre membranı asimetriktir, bu nedenle protein ve lipit tabakalarının bileşimi farklıdır. Dış taraflarından hayvan hücrelerinde plazma mambiyalları, reseptör ve sinyal fonksiyonlarını gerçekleştiren bir glikoprotein tabakasına sahiptir ve ayrıca hücreleri kumaşın içine birleştirme işleminde de büyük bir rol oynar. Hücre membranı kutupsaldır, yani dışarıda, şarj olumludur ve içten negatiftir. Listeye ek olarak, hücre kabuğu seçim içgörüleri vardır.

Bu, suya ek olarak, yalnızca belirli bir molekül grubu ve çözünür maddelerin iyonları hücreye geçtiği anlamına gelir. Böyle bir maddenin sodyum olarak konsantrasyonu, çoğu hücrede, dış ortamdan önemli ölçüde düşüktür. Potasyum iyonları için başka bir oran karakterizedir: Hücredeki sayıları, çevre. Bu sodyum iyonları ile bağlantılı olarak, hücresel kabuğa nüfuz etme arzusu doğaldır ve potasyum iyonları kendilerini serbest bırakmaya çalışır. Bu şartlar altında, membran, "pompalama" rolünü uygulayan, maddelerin konsantrasyonunu eşitleyen özel bir sistemi etkinleştirir: Sodyum iyonları hücrenin yüzeyinde pompalanır ve potasyum iyonları içine pompalanır. Bu özellik, hücre zarının en önemli fonksiyonlarına dahil edilmiştir.

Benzer bir sodyum iyonları ve potasyum içindeki potasyum hareket eden bir arzu, kafeste şeker ve amino asitlerin taşınması konusunda büyük rol oynar. Sodyum iyonlarının membran hücresinden aktif olarak uzaklaştırılması sürecinde, koşullar yeni glikoz makbuzları ve amino asitler için içe doğru koşullar oluşturur. Aksine, potasyum iyonlarının hücrenin içindeki potasyum iyonlarının taşınması sürecinde, çürüme ürünlerinin "taşıyıcıları" sayısını hücrelerin iç kısmından dış ortama dönüştürür.

Hücre gücü hücre zarı boyunca nasıl ortaya çıkıyor?

Birçok hücre, fagositoz ve pinositoz gibi bu işlemlerle maddeleri emer. Birinci düzenlemede, esnek bir dış membran, parçacıkın yakalandığı küçük bir girinti oluşturur. Daha sonra derinleşen çap, çevredeki parçacıkların hücre sitoplazmasına düştüğünden daha büyük hale gelir. Fagositoz yoluyla, örneğin, örneğin, kanallar ve kan masalları - lökositler ve fagositler beslenir. Benzer şekilde, hücreler gerekli faydaları içeren sıvı tarafından emilir. Bu inanan pinositoz denir.

Dış membran, endoplazmik hücre ağına yakından bağlanır.

Membranın yüzeyinde dokunun ana bileşenlerinin birçok türü, çıkıntılar, kıvrımlar, mikrovillerdir. Bu kabuğun dışındaki sebze hücreleri, mikroskopta başka bir, kalın ve belirgin şekilde ayırt edilebilir. Duydukları elyaf, ahşap gibi bir sebze dokularının desteklenmesine yardımcı olur. Hayvansal hücrelerin ayrıca hücre zarının üstünde bir dizi dış yapıya sahiptir. Son derece savunma, bunun bir örneği, böcek kaplı hücrelerde bulunan bir chitin'dir.

Hücre ek olarak, hücre içi bir membran vardır. Fonksiyonu, hücreyi, belirli bir ortamın korunması gerektiği yerlerde, belirli bir ortamın korunması gereken çeşitli kapalı bölmeler içine bölmektir.

Böylece, bir canlı organizmanın ana biriminin ana biriminin bir hücre zarı gibi rolünü abartmak mümkün değildir. Yapı ve fonksiyonlar, toplam hücre yüzey alanının önemli bir genişlemesini, metabolik işlemlerin iyileştirilmesini içerir. Bu moleküler yapı proteinleri ve lipitleri içerir. Hücreyi dış ortamdan ayırmak, membran bütünlüğünü sağlar. Yardımı ile, hücrelerdeki iletişim, yeterince güçlü bir düzeyde kumaş üzerine desteklenmektedir. Bu bağlamda, hücre zarının kafesteki en önemli rollerden birini oynadığı sonucuna varabiliriz. Bununla gerçekleştirilen yapı ve işlevler, amaçlarına bağlı olarak çeşitli hücrelerde kökten farklıdır. Bu özellikler sayesinde, hücre zarlarının fizyolojik aktivitesinin çeşitliliği ve hücrelerin ve dokuların varlığındaki rolleri elde edilir.

Hücre zarı (Ayrıca sitlemma, plazma veya plazma membran) - proteinler ve lipitlerden oluşan elastik bir moleküler yapı. Herhangi bir hücrenin içeriğini dış ortamdan ayırarak, bütünlüğünü sağlar; hücre ile orta arasındaki değişimi düzenler; Hücre içi membranlar, hücreyi uzmanlaşmış kapalı bölmelere bölün - desteklenen bölmeler veya organeller belirli koşullar orta.

Hücreler de mevcutsa (genellikle sebze hücreleri vardır), hücre zarını kapsar.

Hücre zarı, çoğu karmaşık lipitleri temsil eden bir çift katmanlı (kırılmış) lipit sınıf molekülleridir - fosfolipitler. Lipid molekülleri, parçanın bir hidrofilik ("kafa") ve hidrofobik ("kuyruk") vardır. Membran oluştururken, moleküllerin hidrofobik kısımları içeri girilir ve hidrofilik - dışa doğru. Biyolojik membran çeşitli proteinler içerir:

  • integral (piercing membran içinden),
  • yarı entegre (harici veya iç lipit katmanında bir uç ile daldırılmış),
  • yüzey (dış veya membranın iç taraflarına bitişik).

Bazı proteinler, hücre zarının hücre içindeki sitoskeleton ve dış cephe duvarındaki temas noktalarıdır.

Membranlar fonksiyonları:

  • Bariyer - çevre ile ayarlanabilir, seçici, pasif ve aktif metabolizma sağlar.
  • Ulaşım - Membran yoluyla, bir kafeste ve hücreden araçlar vardır. Membranlar aracılığıyla taşıma sağlar: besin tedariki, sonlu değişim ürünlerinin çıkarılması, salgılanması Çeşitli maddeler, iyon gradyanlarının oluşturulması, optimum pH'ı ve hücre enzimlerinin çalışması için ihtiyaç duyulan iyonların konsantrasyonunu koruyarak.
  • MATRIX - Membran proteinlerinin belirli bir ayarını ve yönünü, optimum etkileşimlerini sağlar.
  • Mekanik - hücrenin özerkliğini, hücre içi yapılarını, ayrıca diğer hücrelere (dokularda) bağlanmasını sağlar. Hücre duvarlarının mekanik fonksiyonun sağlanmasında önemli bir rolü vardır.
  • Enerji - kloroplastlarda fotosentez ve membranlarında mitokondri hücresel solunum, proteinlerin de katıldığı enerji transfer sistemleri vardır.

Membranlar üç sınıf lipitten oluşur:

  • fosfolipitler
  • glikolipidler
  • kolesterol.

Fosfolipitler ve glikolipidler (Onlara bağlı karbonhidratlı lipitler), şarjlı bir hidrofilik "kafa" ile ilişkili olan iki uzun hidrofobik hidrokarbon "atık" ndan oluşur.

Kolesterol Membrana, lipitlerin hidrofobik kuyrukları arasındaki boş boşluğu işgal etmesini ve bükülmelerine izin vermemesini sağlar. Bu nedenle, düşük kolesterol içeriğine sahip membranlar daha esnektir, ancak geniş ve kırılgandır. Ayrıca, kolesterol, polar moleküllerin hücreden ve hücreye hareket etmesini önleyen bir "durdurucu" olarak hizmet eder.

Membranın önemli bir kısmı proteinler Piercing ve zarların çeşitli özelliklerinden sorumludur. Bileşimi ve oryantasyonları farklı membranlarda farklılık gösterir. Proteinlerin yanında halka şeklindeki lipitlerdir - daha fazla sipariş edilir, daha az mobil, daha doymuş yağ asitlerine sahiptir ve protein ile birlikte zardan öne çıkıyorlar. Annuüler lipit yok, membran proteinleri çalışmıyor.

Hücre membranları sık sık asimetrik Yani, katmanlar lipitlerin bileşiminde farklılık gösterir, dış kısımda, prosfatidilserin, fosfatidilometamin ve fosfatidil alternatifinde ağırlıklı olarak fosfatidilinositol, fosfatidilkolin, sfilomidilin ve glikolipidler, fosfatidilserin, fosfatidilometamin ve fosfatidil alternatifidir. Ayrı bir molekülün bir katmandan diğerine (sözde flip flop) geçişi zordur, ancak her 6 ayda bir kendiliğinden meydana gelebilir veya her 6 ayda bir veya protein-flippaz ve bir taşlama zarını kullanarak meydana gelebilir. Dış katmanda fosfatidilserin görünürse, bu hücreyi yok etme ihtiyacı üzerindeki makrofajlar için bir sinyaldir.

Membran organelleri - Bunlar, hyaloplazmalardan membranlar ile ayrılmış, bunlar kapalı tek veya başka sitoplazma alanlarıdır. Tek taneli organeller bir endoplazmik ağ, bir golgi, lizozoma, vakuoller, perokizom; iki rendelenmiş - çekirdekli, mitokondri, plast. Çeşitli organellerin membranlarının yapısı, lipitlerin ve membran proteinlerinin bileşiminde farklılık gösterir.

Hücre membranları var seçici geçirgenlik: Glikoz, amino asitler, yağ asitleri, glukoz, amino asitler, yağ asitleri, glikelol ve iyonlar yavaşça yayılır ve membranlar kendileri bu işlemi aktif olarak düzenler - bazı maddeler eksiktir ve diğerleri değildir. Maddelerin bir hücreye alınması veya hücreden geri çekilmesi için dört ana mekanizma vardır: difüzyon, ozmoz, aktif taşıma ve exo- veya endositoz. İlk iki işlem pasif, yani, enerji maliyetleri gerektirmezler; Son iki - aktif işlemlerenerji tüketimi ile ilgili.

Membranın pasif taşıma altındaki seçim geçirgenliği, özel kanallardan kaynaklanmaktadır - integral proteinlerdir. Membrana nüfuz ederler, bir tür geçit oluştururlar. K, NA ve CL elemanları için kendi kanalları vardır. Bu elemanların molekülünün konsantrasyonunun degradası ile ilgili olarak bir hücreye ve bundan bir hücreye girer. Tahriş ederken, sodyum iyon kanalları açıklanır ve sodyum iyonlarına keskin bir giriş keskindir. Aynı zamanda, membran potansiyelinin dengesizliği meydana gelir. Bundan sonra, membran potansiyeli restore edilir. Potasyum kanalları her zaman açıktır, potasyum iyonları yavaşça kafese girer.

Dış Hücre Membanı (Plazma, Sitlemma, Plazma Membran) Hayvan Hücreleridışarıda (yani, sitoplazma ile temas etmeyen tarafta), oligosakarit zincirlerinin tabakası, zar proteinlerine (glikoproteinler) ve daha az bir ölçüde lipitlere (glikolipitler) bir daha az. Bu karbonhidrat membran denir glycocalix.Glisicalca'nın amacı çok net değil; Bu yapının, interlerüler tanıma süreçlerinde yer aldığı bir varsayım vardır.

Sebze hücrelerindedış hücreli membranın üzerine, bitişik hücreler arasındaki ilişkinin sitoplazmik köprüler ile gerçekleştirildiği gözenekler içeren yoğun bir selüloz tabakası vardır.

Hücrelerde MantarlarÜst Plasmalemma - Yoğun Katman chitin.

W. bakteri – murein.

Biyolojik Membranların Özellikleri

1. Kendini çocukluk yeteneği Etkileri yok ettikten sonra. Bu özellik, fosfolipid moleküllerinin fizikokimyasal özellikleri ile belirlenir. sulu çözelti Bir araya getirilir, böylece moleküllerin hidrofilik uçlarının dışa doğru ve hidrofobik - içeride. Zaten hazır fosfolipid katmanlarında, proteinler gömülebilir. Kendi kendine montaj yeteneği, hücresel düzeyde önemlidir.

2. Yarı algı (İyon ve moleküllerin iletilmesindeki seçicilik). Hücredeki iyonik ve moleküler bileşimin sabitliğinin korunmasını sağlar.

3. Membran akışkanlığı. Membranlar sert yapılar değildir, lipit moleküllerinin ve proteinlerin dönme ve salınımlı hareketleri nedeniyle sürekli temizlenirler. Membranlarda daha fazla enzimatik ve diğer kimyasal işlemler sağlar.

4. Membranların parçaları serbest uçları yokturBöylece baloncuklar kapanırlar.

Dış Hücre Membranın İşlevleri (Plasmama)

Plazmamamanın ana fonksiyonları aşağıdakilerdir: 1) Bariyer, 2) Reseptör, 3) Exchange, 4) Taşıma.

1. Bariyer fonksiyonu. Plazma yeminin hücrenin içeriğini sınırladığı, dış ortamdan ayıran ve hücre içi membranların sitoplazmayı ayrı reaksiyona paylaşması gerçeğinde ifade edilir. komple bölmeler.

2. Reseptör fonksiyonu. Plazmamanın en önemli fonksiyonlarından biri, bir protein veya glikoprotein yapısına sahip membranlarda bulunan bir reseptör aparatı vasıtasıyla dış ortama sahip hücrelerin (iletişim) sağlamaktır. Plazma reseptörü oluşumlarının ana işlevi, hücrelerin doğru yönlendirildiği ve farklılaşma işleminde dokuları oluşturduğu sayesinde dış sinyallerin tanınmasıdır. Bir reseptör fonksiyonu ile, çeşitli düzenleyici sistemlerin aktiviteleri, immün yanıtın oluşumunun yanı sıra bağlanır.

    Değişim fonksiyonu Biyolojik katalizörler olan biyolojik membranlarda enzim proteinlerinin içeriği tarafından belirlenir. Etkinlikleri, hem alt tabakanın hem de enzimin konsantrasyonundan orta, sıcaklığın, basıncın pH'ına bağlı olarak değişir. Enzimler, anahtar reaksiyonların yoğunluğunu belirler metabolizmanın yanı sıraodaklanmak.

    Taşıma işlevi membranları. Membran, hücreye ve hücreden çeşitli kimyasalların ortasına seçici penetrasyon sağlar. Maddelerin araçları, hücre enzimlerinin verimliliğini sağlayan hücrede karşılık gelen pH'yı, uygun iyon konsantrasyonunu korumak için gereklidir. Taşıma, çeşitli hücresel bileşenlerin oluşumu için bir enerji kaynağı olarak hizmet veren besin maddeleri sağlar. Toksik atıkların giderilmesine, çeşitli faydalı maddelerin salgılanmasına ve sinir ve kas aktivitesi için gerekli olan iyon gradyanlarının oluşturulmasına bağlı olarak, maddelerin transfer hızını değiştirmek, biyoenerji işlemlerinin bozukluklarına, su-tuz metabolizması, heyecan ve diğer süreçler. Bu değişikliklerin düzeltilmesi, birçok ilacın etkisine dayanmaktadır.

Hücredeki maddelerin iki ana yolu vardır ve hücreden dış ortama dönüştürülür;

    pasif ulaşım

    aktif taşımacılık.

Pasif ulaşım ATP enerjisinin maliyeti olmadan kimyasal veya elektrokimyasal bir konsantrasyonun gradyanına göre gider. Taşınan maddenin molekülü bir şarj olmazsa, pasif taşımacılığın yönü sadece bu maddenin zarın her iki tarafındaki konsantrasyonundaki fark ile belirlenir (kimyasal konsantrasyonun degranı). Molekül şarj edilirse, nakliyesi hem kimyasal bir konsantrasyon gradyanını hem de bir elektrik gradyanı (membran potansiyelini) etkiledi.

Her iki degradies bir arada bir elektrokimyasal gradyan oluşturur. Pasif maddeler, basit difüzyon ve ışık difüzyonunun iki şekilde gerçekleştirilebilir.

Basit difüzyon ile Tuz ve su iyonları seçici kanallara nüfuz edebilir. Bu kanallar, taşıma yollarından oluşan bazı transmembran proteinlerinin pahasına, sürekli veya yalnızca kısa bir süre boyunca açıktır. Seçici kanallar yoluyla, karşılık gelen kanallara sahip çeşitli molekülleri nüfuz eder ve kanalları şarj eder.

Farklı basit bir difüzyon yolu vardır - bu, yağda çözünür maddelerin ve suyun kolayca geçtiği bir lipit çift katmanlı maddelerin difüzyonu. Yüklü moleküller (iyonlar) için lipit bilayl geçersizdir ve aynı zamanda yüksüz küçük moleküller serbestçe dağılabilir, daha az molekülle, daha hızlı taşınır. Lipit Katmanlı için oldukça yüksek bir su difüzyonu, moleküllerinin düşük değeri ve şarj eksikliği ile tam olarak açıklanmaktadır.

Işık difüzyonu içinmaddelerin taşınmasında proteinler, ping pong prensibi üzerinde çalışan taşıyıcılar dahildir. Bu durumda protein, iki konformasyonel durumlarda bulunur: "Pong" durumunda, taşınan maddenin bağlayıcı bölümleri, bilayingin dışından ve ping durumunda, aynı alanlarda diğer tarafta da açıktır. Bu işlem geri dönüşümlüdür. Aynı taraftan, madde bağlama bölgesi açılacak, konsantrasyon gradyanına bağlıdır, bu madde.

Bu şekilde, şeker ve amino asitler membrandan geçer.

Hafif bir difüzyonla, maddenin ulaşım oranı basit bir difüzyonla karşılaştırıldığında önemli ölçüde artar.

Protein taşıyıcılarına ek olarak, grameridin ve valin kenarı gibi bazı antibiyotikler, hafif difüzyona katılır.

İyonların taşınmasını sağladıkça, onlar denir İyonopors.

Hücredeki aktif taşıma maddeleri. Bu tip taşıma her zaman önemli bir enerji ile gelir. Aktif taşıma için gereken enerjinin kaynağı ATP'dir. Bu tip taşımacılığın karakteristik bir özelliği, iki şekilde gerçekleştirilmesidir:

    aTP-AZA adı verilen enzimlerin yardımı ile;

    membran Ambalajında \u200b\u200bUlaşım (endositoz).

İÇİNDE açık hücreli membran, ATP-ASE gibi bu tür enzim proteinlerini içerir, İşlevi aktif taşıma sağlamak için olan degrade bir konsantrasyona karşı iyonlar.Çünkü iyonların taşınmasını sağlarlar, o zaman bu işlem iyon pompası olarak adlandırılır.

Hayvan hücresindeki dört ana iyon taşıma sistemi bilinmektedir. Bunların üçü, mitokondri solunum zincirini kullanırken biyolojik membranes.Na + ve K +, CA +, H + ve Dördüncü - proton transferi sağlar.

İyonların aktif bir ulaşım mekanizmasının bir örneği hizmet verebilir hayvan hücrelerinde sodyum-potasyum pompa. Bir hücreyi, ortamdaki bu maddelerin konsantrasyonundan farklı olan sabit bir sodyum ve potasyum iyonları konsantrasyonunu destekler: normalde, sodyum iyon hücreleri çevreden daha azdır ve potasyum daha büyüktür.

Sonuç olarak, basit difüzyonun yasalarına göre, potasyum hücreyi terk etme eğilimindedir ve sodyum hücreye yayılır. Basit sodyumun basit difüzyonunun aksine - bir potasyum pompası sürekli olarak hücreden sodyum pompalıyor ve potasyum: potasyum hücrelerine iki molekül için dış sodyum hesabının üç molekülü.

Membrandaki bu taşıma lokallaştırılmasının bu taşıma iyonlarını, zarın içinden, sodyum ve ATP'nin bu enzime ve dış mekan potasyum ile geldiği şekilde, kalınlığına nüfuz edeceği şekilde sağlar.

Sodyum ve potasyumun zar boyunca transferi, sodyum-potasyum bağımlı ATP-AZA'yı geçiren, ortamdaki hücrenin veya potasyum içindeki sodyum konsantrasyonunu arttırarak aktive olan konformasyonel değişikliklerin bir sonucu olarak gerçekleştirilir.

Bu pompanın enerji kaynağı için ATP'nin hidrolizi gereklidir. Bu işlem aynı enzim sodyum-potasyum bağımlı ATP-AZA'yı sağlar. Aynı zamanda, istirahatte hayvan hücresi tarafından tüketilen ATP'nin üçte birinden fazlası, sodyumun çalışmasına - potasyum pompası için harcanır.

Sodyumun uygun çalışmalarının ihlali - potasyum pompası çeşitli ciddi hastalıklara yol açar.

Bu pompanın verimliliği, erkeğin yarattığı en mükemmel arabalara ulaşmayan% 50'yi aşıyor.

Birçok aktif taşıma sistemi, iyon gradyanlarında depolanan enerji ile desteklenmektedir ve doğrudan ATP hidroliziyle değil. Hepsi maliyet taşımacılığı sistemleri olarak çalışır (düşük moleküler bileşiklerin taşınmasına katkıda bulunur). Örneğin, bazı şekün ve amino asitlerin hayvan hücrelerinin içindeki aktif taşınması, sodyum iyon gradyanından kaynaklanmaktadır ve sodyum iyon gradyanının daha yüksek olması, glikozun emme hızı arttırır. Ve aksine, hücrelerdeki boşluktaki sodyum konsantrasyonu önemli ölçüde azaltılırsa, glukoz taşıma durur. Aynı zamanda, sodyum, iki ciltleme bölümüne sahip olan sodyuma bağlı glikoz taşıyıcı proteinine katılmalıdır: biri glukoz için diğeri sodyum için. Kafese nüfuz eden sodyum iyonları, hücreye giriş ve taşıyıcı protein glikoz ile birlikte katkıda bulunur. Kafese glikoz ile birlikte nüfuz eden sodyum iyonları, bağımlı ATP-AZA'nın sodyum-masallarını, dolaylı olarak glikoz taşımasını dolaştıran bir sodyum konsantrasyon gradyanının korunmasıdır.

Membran ambalajındaki ulaşım maddeleri. Büyük biyopolimer molekülleri pratik olarak, maddenin yukarıda tarif edilen taşıma mekanizmalarından birinin hücreye bir plazmaemma nüfuz edemez. Hücre tarafından yakalanırlar ve adı olan membran paketinde emilirler. endositoz. İkincisi, fagositoz ve pinositozda resmen ayrılır. Katı parçacıklarla yakalama - bu fagositozve sıvı - pinositoz. Endositoz durumunda, aşağıdaki aşamalar gözlenir:

    hücre zarındaki reseptörlerden dolayı emilen maddenin alınması;

    bir balonu oluşturmak için membranın invaginasyonu (vesicula);

    membrandan endositoz kabarcığından önemli bir enerji ile - fagomania Oluşumu ve membran bütünlüğünün restorasyonu;

Fagosomia Fagozomları ve Eğitim fagalisozomlar (sindirim vakuole) Emilen parçacıkların sindiriminin meydana geldiği;

    hücredeki malzemenin fagelisosomunda bir gereksizliği çıkarma ( exocytosis).

Hayvan dünyasında endositoz Birçok tek hücreli organizmanın (örneğin, AMEB'de) bir beslenmenin karakteristik bir yoludur ve birçok hücre arasında, bu tür gıda parçacıklarının sindirimi bağırsaktaki entodermal hücrelerde bulunur. Memeliler ve erkek gelince, endositoz yeteneği olan bir hücre historyo-endotelyal sistemine sahipler. Bir örnek, kan lökositleri ve parçalayıcı karaciğer hücreleridir. İkincisi, Sinusoid Karaciğer kılcalılarını denir ve ağırlıklı çeşitli yabancı parçacıkları yakalayın. Exocytosis- Bu, diğer hücrelerin, dokuların ve organların işlevi için gerekli olan alt tabakanın hücresinden salgılanan substratı çıkarmanın bir yoludur.

1 - polar kafa fosfolipid molekül

2 - Fosfolipid molekülünün yağlı kuyruğu

3 - İntegral Protein

4 - periferik protein

5 - Yarı entegre protein

6 - Glycoprotein

7 - Glikolipid

Dış hücre membranı tüm hücrelerde (hayvanlar ve sebzeler) doğaldır, yaklaşık 7.5 (ila 10) nm kalınlığa sahiptir ve lipit moleküllerinden ve proteinden oluşur.

Şu anda, hücre zarı yapısının sıvı mozaik modeli yayılır. Bu modele göre, lipid molekülleri iki katmanda, su geçirmez uçları (hidrofobik yağda çözünür), birbirlerine ve suda çözünür (hidrofilik) - çevreye yöneliktir. Dahili protein molekülleri lipit tabakası. Bazıları dışta veya iç yüzey Lipit kısmı, diğerleri - kısmen batırılmış veya membrana nüfuz eder.

Membran fonksiyonları :

Koruyucu, sınır, bariyer;

Ulaşım;

Reseptör - bazı maddeler (hormonlar, antijenler vb.) Seçici bir kabiliyete sahip olan proteinler nedeniyle gerçekleştirilir, kimyasal etkileşimlerde bunlarla girin, hücrenin içindeki sinyalleri uygulayın;

İnterhalüler temasların oluşumuna katılın;

Bazı hücrelerin hareketini (amoeboboid hareketi) sağlayın.

Dış hücre zarının üstündeki hayvansal hücrelerde ince bir glikokalka tabakası vardır. Bu, proteinlerle lipitler ve karbonhidratlarla bir karbonhidrat kompleksidir. Glycocalix, hücrelerarası etkileşimlere katılır. Tam olarak aynı yapı, çoğu organel hücrelerinin sitoplazmik membranlarına sahiptir.

Sitoplazmik membranın dışındaki sebze hücrelerinde. Selülozdan oluşan bir hücresel duvar var.

Bir sitoplazmik membran yoluyla maddelerin araçları .

Maddelerin bir hücreye alınması veya dışındaki hücreden çıkması için iki ana mekanizma vardır:

1.Pasive Transport.

2. Aktif taşıma.

Maddelerin pasif nakliyesi enerji maliyetleri olmadan gerçekleşir. Böyle bir taşıma örneği, moleküllerin veya iyonların hareketinin, yüksek bir konsantrasyon bölgesinden daha az bir konsantrasyon bölgesine, örneğin su moleküllerine yapıldığı difüzyon ve ozmozdur.

Aktif taşıma - bu tip taşıma, molekül veya iyonlar, zar gerektiren konsantrasyon gradyanına karşı membrana nüfuz eder. Bir aktif taşıma örneği, hücreden sodyum aktif olarak pompalayan ve dış ortamdaki potasyum iyonlarını emer, hücreye taşıyan bir sodyum-potasyum pompa sunar. Pompa özel bir membran proteinidir, ATP hareketinde bulunur.

Aktif taşıma, hücre hacminin ve membran potansiyelinin sabitliğinin bakımını sağlar.

Maddelerin taşınması endositoz ve exositoz ile gerçekleştirilebilir.

Endositoz - Maddelerin kafese, ekzositoza - hücreden penetrasyonu.

Endositoz olması durumunda, plazma membran füzyonu oluşturur veya daha sonra maddeyi saran ve dövülür, kabarcıklara dönüşür.

İki tip endositozun ayırt edici:

1) Fagositoz katı parçacıkların emilimi (fagosit hücreleri),

2) Pinositoz - Sıvı malzemenin emilimi. Pinositoz, amoeboidin en basitliğinin karakteristiğidir.

Exositoz ile, çeşitli maddeler hücrelerden türetilir: sindirilmemiş yiyecek artıkları sindirim vakumlarından çıkarılır, sıvı secrete salgılama hücrelerinden çıkarılır.

Sitoplazma -(sitoplazma + çekirdek form protoplazması). Sitoplazma sulu bir ana madde (sitoplazmik matris, hyaloplazma, sitozol) ve içinde çeşitli organelel ve kapanımlardan oluşur.

Dahil etmehayati hücrelerin ürünleri. 3 grup kapanım grubu - trofik, salgı (bez hücreler) ve özel (pigment) değerleri izole edilmiştir.

Organeller -bunlar, hücrede belirli fonksiyonları gerçekleştiren sitoplazmanın sabit yapısıdır.

Organelleri tahsis etmek genel anlam ve özel. Özel ürünler çoğu hücrede bulunur, ancak önemli miktarlarda yalnızca belirli bir işlevi gerçekleştiren hücrelerde bulunur. Bunlar, bağırsak epitel hücrelerinin mikrodalgalarını, Cilia Epitel trakea ve Bronş, Flagella, Miofibrilllas (kas kasılması vb.).

Genel anlamın organizasyonu, EPS, Golgi kompleksi, mitokondri, ribozomlar, lizozomlar, hücre merkezinin merkezlerini, perokizom, mikrotübül, mikrofilamentleri içerir. Sebze hücrelerinde - plastidler, vakumlar. Toplam değerin organelleri, bir membran ve kaçakçı olmayan bir yapıya sahip olan organellere ayrılabilir.

Membran yapısına sahip olan organeller, iki asfaltlı ve tek gramdır. İki aile mitokondri ve plast içermektedir. Tek gram - bir endoplazmik ağ, golges, lizosoma, perokizom, vakumların bir kompleksi.

Organeller, membranlara sahip olmayan: ribozomlar, hücresel merkez, mikrotübül, mikrofilamentler.

Mitokondri – bunlar organeller yuvarlak veya oval formdur. İki membranlardan oluşurlar: iç ve dış mekan. İç zar, mitokondriği bölmelerde paylaşan clemleri arttırmıştır. Bölmeler Madde - Matris ile doldurulur. Matris DNA, IRNA, TRNA, Ribozomlar, Kalsiyum ve Magnezyum tuzları içerir. Özerk bir protein biyosentezi var. Mitokondri'nin ana fonksiyonu, enerjinin sentezidir ve ATP moleküllerinde biriktirir. Yeni mitokondri, eskilerin bölünmesi sonucu bir kafeste oluşur.

Platidler – ağırlıklı olarak bitki hücrelerinde olan organeller. Onlar üç tiptir: yeşil pigment içeren kloroplastlar; Kromoplastlar (kırmızı, sarı pigmentler, turuncu renk); löpoplastlar (renksiz).

Sentezlenebilir yeşil pigment klorofil nedeniyle kloroplastlar organik maddeler İnorganikten, Güneş'in enerjisini kullanarak.

Chromoplasts, parlak renk ve meyve rengini verir.

Leukoplasts yedek besinleri biriktirebilir: nişasta, lipitler, proteinler vb.

Endoplazmik retikulum (Eps ) Membranlarla sınırlı olan karmaşık bir vakum ve kanal sistemidir. Pürüzsüz (tarımsal) ve kaba (granüler) EPS vardır. Pürüzsüz membranında ribozom yoktur. Bu, lipitlerin, lipoproteinlerin, birikimin ve zehirli maddelerin hücresindeki sökülmelerinin sentezinde meydana gelir. Granül EPS, proteinlerin sentezlendiği membranlarda ribozomlara sahiptir. Sonra proteinler Golgi kompleksine gelir ve oradan dışarıdan gelir.

Golgji Kompleksi (Golgji Makinesi)düzleştirilmiş bir membran torbaları yığını - tanklar ve bunlarla ilişkili bir kabarcık sistemidir. Dontioma adında tankların yığını.

Golgi Kompleksi'nin İşlevleri : Proteinlerin, polisakaritlerin sentezi, maddelerin araçları, hücre zarı oluşumu, lizozom oluşumu.

Lizozomlar – enzimler içeren çevreli membran kabarcıklarıdır. Maddelerin hücre içi bölünmesini yaparlar ve primer ve ikincildir. Birincil lizozomlar, etkin olmayan formda enzimler içerir. Çeşitli maddelerin organellerine girdikten sonra, enzim aktivasyonu gerçekleşir ve sindirim işlemi başlar - bunlar ikincil lizozomlardır.

Peroxisomatek bir membran tarafından sınırlandırılan kabarcıklar biçimlerine sahiptirler. Hidrojen peroksit hücreleri için toksikleşen enzimler içerirler.

Vakum – bunlar, hücresel suyu içeren bitki hücrelerinin organometresidir. Hücresel suyunda yedek besinler, pigmentler, hayati aktivite israfı olabilir. Vakumlar, su ve tuz metabolizmasının düzenlenmesinde, tur basıncının oluşturulmasında yer almaktadır.

Ribozomlar – büyük ve küçük bir alt birimden oluşan organeller. Bir polis oluşturan EPS'de veya hücreye serbestçe yerleştirilebilir. RRNA ve proteinden oluşurlar ve bir nükleolin içinde oluşturulurlar. Ribozomlarda, protein biyosentezi oluşur.

Çağrı Merkezi – hayvan hücrelerinde, mantarlar, daha düşük bitkilerde bulunur ve daha yüksek bitkilerden yoktur. İki Centriyol ve Parlak Küreden oluşur. Centriol, duvarı 9 mikrotübül üçüzden oluşan bir tür içi boş silindire sahiptir. Hücreleri bölerken, mitotik mil iplikleri, mitoz anafazındaki kromatidteki tutarsızlığı ve meyoz sırasında homolog kromozomu oluşturur.

Mikrotubül – farklı uzunlukların boru şeklindeki oluşumları. Parçalar Centrium, Mitotic Mil, Flagella, Cilia'nın merkezine dahil edilir, referans işlevi gerçekleştirin, hücre içi yapıların hareketine katkıda bulunur.

Mikrofilamentler – sitoplazma boyunca, ancak özellikle de hücresel kabuğun altında bulunan dişli ince formasyonlar. Mikrotübüllerle birlikte, hücrelerin sitoskeletasyonu bir sitoplazmanın akımını oluşturur, kabarcıkların hücre içi hareketleri, kloroplastlar ve diğerleri. Organel.

Hücrelerin evrimi

Hücrenin evriminde iki aşama vardır:

1. Kimyasal.

2.Biyolojik.

Kimyasal aşama yaklaşık 4.5 milyar yıl önce başladı. Ultraviyole radyasyonun, radyasyonun, fırtınaların (enerji kaynakları) etkisi altında, önce basit kimyasal bileşikler - monomerler ve daha sonra daha kompleks - polimerler ve kompleksleri (karbonhidratlar, lipitler, proteinler, nükleik asitler) formüle edilmiştir.

Biyolojik aşama Hücre oluşumu, probisyonların ortaya çıkmasıyla başlar - kendi kendine üreme, öz düzenleme ve doğal seleksiyon yapabilen ayrı karmaşık sistemler. Probionga, 3-3,8 milyar yıl önce ortaya çıktı. İlk prokaryotik hücreler - bakteriler proviiyonlardan meydana geldi. Ökaryotik hücreler, prokaryotikten (1-1.4 milyar yıl önce) iki şekilde gerçekleşti:

1) Birkaç prokaryotik hücrenin sembiyozu ile sembiyotik bir hipotezdir;

2) Hücre zarı invaginasyonu ile. İstiminasyon hipotezinin özü, prokaryotik hücrenin hücresel kabuğa tutturulmuş birkaç genom içermesidir. Sonra invaginasyon - meraklı, hücre zarının tutulması ve bu genomlar mitokondri, kloroplast, çekirdeğe dönüştü.

Hücrelerin farklılaşması ve uzmanlığı .

Farklılaşma oluşumu farklı şekiller Çok hücreli bir organizmanın gelişimi sırasında hücreler ve dokular. Hipotezlerden biri, işlemdeki genlerin ifadesiyle farklılaşmayı ilişkilendirir. kişisel Gelişim. İfade, bazı genleri, maddelerin yön sentezi için koşullar yaratan çalışmaya dahil etme sürecidir. Bu nedenle, dokuların bir yönde veya başka bir şekilde gelişmesi geliştirilmiştir.


Benzer bilgiler.