Свойства и функции биомембран

При низких температурах углеводородные остатки образуют подобие кристаллической решетки, и мембраны переходят в состояние геля.

При физиологических температурах мембраны нахо­дятся в жидкокристаллическом состоянии: углеводород­ные остатки вращаются вокруг своей продольной оси и диффундируют в плоскости слоя; реже перескакивают из одного слоя в другой, не нарушая прочных гидрофобных связей.

Периферические белки мембран гидрофильны, так как на поверхности их глобулярной молекулы преобладают гидрофильные аминокислоты (с полярными группами). С гидрофильными поверхностями мембран они связаны в основном электростатическими силами.

Интегральные мембранные белки гидрофобны, так как на поверхности их молекул находятся главным образом гидрофобные аминокислотные остатки. Эти белки прочно укреплены в гидрофобной толще мембраны гидрофоб­ными взаимодействиями, а гидрофильные части молекул выступают из мембраны наружу. Некоторые интегральные белки мембран способны, как и липидные молекулы, диф­фундировать в плоскости мембраны, другие встроены неподвижно.

Плазматическая мембрана прокариотических клеток (им свойственно отсутствие обособленного ядра) отличается тем, что содержит в качестве интегральных белков перенос­чики электронов и ферменты дыхательной цепи и образует выпячивания. Некоторые из них осуществляют дыхание, другие - фотосинтез и дыхание. Мезосомы бактерий пред­ставляют собой пластинчатые, трубчатые или везикуляр­ные тельца, лежащие в карманах мембраны. Внутреннее пространство мезосом частично сообщается с внеклеточ­ной средой. Мезосомы образуются в результате сложного складывания и слияния впяченных участков мембраны.

Благодаря гидрофобным взаимодействиям мембраны способны растягиваться (расти) при включении новых молекул, а в случае разрыва образовавшиеся края могут снова смыкаться.

Мембраны полупроницаемы; они обладают мельчай­шими порами, через которые диффундируют вода и дру­гие небольшие гидрофильные молекулы.

Функции:

1. Препятствие для диффузии.

2. Избирательная проницаемость.

3. Отделяет плазматическое и неплазмитическое пространство.

4. Ферментативная. Ферменты мембран активно участвуют в метаболизме.

5. Проведение нервных импульсов.

6. Участвуют в обмене компонентов клеточной стенки.

Особенности строения растительной клетки.

Оболочки

Растительная клетка - типичный эукариот - состоит из трех компонентов: оболочки, цитоплазмы и ядра. Цитоплазма состоит из основного вещества и органоидов. Основное вещество (гиалоплазма, матрикс, цитозоль) - водный коллоидный раствор неорганических и органичес­ких веществ с включениями и органоидами. Цитозоль содержит систему микрофиламентов, разделяющих клетку на отдельные отсеки. В этих отсеках протекают различные химические реакции и физиологические процессы, часто взаимно исключающие друг друга. Матрикс способен к движению - циклозу, в который вовлечены все органоиды и включения клетки.

Характерные особенности растительной клетки:

1) толстая целлюлозная клеточная стенка;

2) наличие в цитоплазме вакуоли, пластид;

3) отсутствие центриолей;

4) резервный углевод - крахмал.

Снаружи клетку окружает плазмалемма (плазматичес­кая мембрана) - самая толстая мембрана клетки. Она имеет типичное строение (бислой липидов со встроенными в него молекулами белков). Плазмалемма отграничивает клетку от окружающей среды, участвует во взаимодействии соседних клеток и транспорте веществ (пассивный транс­порт - без затрат энергии, путем осмоса или с помощью белков-переносчиков; активный - против градиента концентрации с затратой энергии АТФ).

Плазмалемма содержит гликопротеины - молекулы белков, соединенные на внешней стороне мембраны с раз­ветвленными олигосахаридными цепями. Их функция - распознавание внешних сигналов и придание специфич­ности клетке. Снаружи от плазмалеммы - клеточная стенка. Она состоит из целлюлозы и секретируется самой клеткой. Длинные полисахаридные цепи-молекулы целлюлозы со­браны в пучки - микрофибриллы, и погружены в матрикс из сложных полисахаридов (пектинов и гемицеллюлоз).

Функции клеточной стенки:

1)определяет форму клетки;

2)дает прочность, которая может увеличиваться за счет пропитывания различными веществами (лигнином, суберином);

3)обеспечивает тургор (внутреннее давление) клетки;

4)защищает клетку от разрыва;

5)регулирует обмен веществ с окружающей средой, т. е. поддерживает гомеостаз клетки;

6)является основным путем движения по растению воды и минеральных веществ.

Через срединные пластинки, соединяющие соседние клеточные стенки, проходят плазмодесмы - цитоплазма-тические тяжи, осуществляющие связь соседних протоплас­тов в единую систему. Изнутри к плазмалемме примыкает кортикальный слой, который является составной частью цитоскелета.

Цитоскелет формируется из:

1) микрофиламентов. Состоят из белка актина. Поддер­живают форму клетки, осуществляют внутриклеточный транспорт (органоидов, везикул) и участвуют в эндоцитозе;

2) микротрубочек. Состоят из белка тубулина. Функции структурная и двигательная;

3) промежуточных волокон. Функция до конца не изучена.