Типичная структура клеточной мембраны состоит из фосфолипидного бислоя между двумя белковыми слоями, расположенными на уровне поверхностей разделения между внутренней и внешней фазами клетки. Липидный слой является бимолекулярным, с полярными группами, обращенными к белковому слою, в то время как аполярные группы обращены друг к другу с функцией изоляции.
Клеточные мембраны толщиной всего 90 А не видны под микроскопом проходящего света. До появления электронной микроскопии цитологи предполагали, что клетка окружена невидимой пленкой, потому что, если эта гипотетическая пленка будет разорвана, содержимое клетки будет просачиваться наружу. Сегодня с помощью электронного микроскопа мембрану можно визуализировать как тонкую двойная сплошная линия Согласно существующим гипотезам, мембрана по существу состоит из молекулы фосфолипидов и холестерина расположены таким образом, что их гидрофобные хвосты обращены внутрь.
Полипептидные цепи молекул мембранного белка перпендикулярны молекулам липидов и, как полагают, поддерживают сцепление между различными частями плазматической мембраны.
Мембранная структура выполняет задачу отделения клеточной среды от внеклеточной, ядра от цитоплазмы, а также материала внутри различных органелл от цитоплазматического матрикса.
В каждой клетке, будь то животная или растительная, периферический слой протоплазмы имеет морфологические и функциональные характеристики мембраны, разделенной на две разные среды, которые можно идентифицировать с помощью растворов, которые имеют разные химико-физические характеристики и состав. Функция этой диафрагмы состоит в том, чтобы обеспечить прохождение воды и других мелких растворенных веществ внутрь ячейки, в то время как она препятствует растворенным веществам с высокой молекулярной массой. Как правило, направление потока определяется концентрацией состава раствора по бокам. мембраны поток всегда происходит в направлении от наиболее разбавленного раствора к наиболее концентрированному: то есть он стремится уравновесить две концентрации и прекращается, когда достигается равенство. Давление, необходимое для полной остановки этого движения, называется осмотическим давлением. Тем больше, чем концентрированнее раствор.
Клеточная мембрана не является идеальной полупроницаемой мембраной, поскольку она непроницаема для некоторых, но не для всех, присутствующих растворенных веществ. Проницаемость мембраны для растворенных веществ зависит не только от ее химико-физических структурных характеристик, но в значительной степени от явлений, тесно связанных с клеточным метаболизмом.
Клетки по своему поведению относительно осмотического давления и давления окружающей среды делятся на пойкилосмотические и гомоосмотические. Первые имеют осмотическое давление, равное или почти равное осмотическому давлению окружающей среды, вторые способны поддерживать осмотическое давление в широком диапазоне значений, сильно отличающихся от значений окружающей среды. Учитывая эти особенности поведения клеток животных и растений, Дж. Траубе создал специальный аппарат, состоящий именно из полупроницаемой мембраны, который должен был искусственно воспроизводить поведение живых клеток в условиях заданных растворов. Первоначально в качестве мембраны использовалась пленка ферроцианида меди; впоследствии были введены полупроницаемые мембраны, с помощью которых можно было установить наличие значительного осмотического давления.
Наконец, можно констатировать, что прохождение различных веществ через плазматическую мембрану может происходить путем простой диффузии, облегчения или активного транспорта.
Простая диффузия: пассивный транспорт через липидный бислой. Диффузия - это перемещение молекул из одной зоны в другую после их случайного теплового перемешивания. При простой диффузии проницаемость мембраны определяется следующими факторами: (а) растворимостью в жире диффундирующего вещества, (б) размером и форма диффундирующих молекул, (c) температура и (d) толщина мембраны.
Облегченная диффузия: пассивный транспорт через мембранные белки. Облегченная диффузия обеспечивается двумя типами транспортных белков: (а) транспортеры, которые связывают молекулы на одной стороне мембраны и транспортируют их на другую благодаря конформационной модификации, и (б) каналы, которые образуют поры, выходящие из одной стороны. сторона мембраны к другой. При облегченной диффузии проницаемость мембраны определяется двумя факторами: (а) скоростью транспортировки отдельных носителей или каналов и (б) количеством носителей или каналов, присутствующих в мембране.
Активный транспорт. Существует два основных типа активного транспорта: первичный активный транспорт, который использует АТФ или другие формы химической энергии, и вторичный активный транспорт, который использует электрохимический градиент вещества в качестве источника энергии, чтобы вызвать активный перенос вещества с высоким содержанием.
Нажмите на названия различных органелл, чтобы прочитать подробное исследование.
Изображение взято с www.progettogea.com
