Строение и функции биологических мембран.

В особо активных клетках биологические мембраны могут составлять до 90 % ее сухого вещества.

Строение: Толщина биологических мембран в большинстве случаев 5...10 нм. В состав биомембран входят липиды, белки, пигменты, гликолипиды и т. д. Но их основу составляет бимолекулярный слой (бислой) фосфолипидов, неполярные гидрофобные хвосты которых погружены в толщу мембран, а полярные гидрофильные группы ориентированы наружу. Молекулы мембранных белков расположены на обеих сторонах липидного бислоя или внедрены в него на различную глубину, некоторые пронизывают мембрану насквозь. Они образуют гидрофильные поры, по которым проходят полярные молекулы. В мембранах встречаются тысячи различных белков, выполняющие разнообразные функции. Две стороны мембраны могут отличаться одна от другой и по составу белков, и по свойствам.

Функции: 1.Избирательная проницаемость (полупроницаемость): одни вещества проходят через нее с трудом или вообще не проходят, другие — наоборот. Благодаря этому мембраны регулируют поступление веществ в клетку и перемещение внутри нее.

2. Мембранное строение органелл обеспечивает огромное увеличение внутренней деятельной поверхности клетки.

3. На мембранах наиболее продуктивно работают многочисленные ферментные системы: концентрирование ферментов, упорядоченное их расположение ускоряют реакции, организуют их сопряжение (принцип конвейера).

4. Мембраны позволяют осуществлять пространственное разделение биохимических реакций и таким образом обеспечивают их последовательное протекание в одной и той же клетке.

5. Благодаря мембранам осуществляется компартментация протопласта (подразделение на изолированные отсеки, органеллы) эукариотической клетки. Компартментация обеспечивает специализацию отдельных участков цитоплазы, пространственную организацию биохимических процессов. Создаваемая мембранами микрогетерогенность позволяет синтезировать различные вещества из одних и тех же предшественников в одно время в миниатюрном общем объеме. В каждом типе органелл поддерживается оптимальная концентрация ионов, отличная от их концентрации в других органеллах. Таким образом при помощи компартментации клеточного содержимого происходит разделение труда на субклеточном уровне.

Плазмалемма — наружная цитоплазматическая мембрана, отделяет цитоплазму от клеточной стенки. Играет важную роль в обмене веществ между цитоплазмой и внешней средой, в построении клеточной стенки. Изнутри связана с сократимыми микрофиламентами подстилающего слоя гиалоплазмы, которые обеспечивают изменение ее формы. Участвует в межклеточных контактах, образует выросты и впячивания в активных клетках.

Тонопласт — внутренняя вакуолярная мембрана, играет барьерную роль, определяя во многом физиологические свойства клетки.

Многообразные функции цитоплазмы выполняют специализированные обособленные органеллы погруженные в ее матрикс – гиалоплазму. Их возможное число в одной клетке:1 ядро, 20 пластид, 700 митохондрий, 400 диктиосом, 500 тыс. рибосом, 500 млн. и более молекул ферментов, представленных 10 тыс. различных типов.

1. Рибосомы.

Относятся к числу универсальных органелл, содержатся во всех клетках.

Строение: каждая рибосома состоит из двух субъединиц (большой и малой), на которые может диссоциировать. В состав рибосом эукариот входят четыре молекулы рибосомальной РНК (рРНК) и белки. Молекулы рРНК образуют структурный каркас, с определенными участками которого связаны соответствующие белки. В составе рибосом эукариот около 100 видов белков. Каждый из белков рибосомы представлен в ней одной молекулой, осуществляющей свою функцию.

Формирование: субъединиц рибосом происходит в ядре, сборка — в цитоплазме на молекуле и-РНК.

Функция– биосинтез белка.

Одна часть рибосом связана специфическими белками большой субъединицы с эндоплазматической сетью. Эти рибосомы синтезируют белки, которые через эндоплазматическую сеть поступают в аппарат Гольджи и секретируются клеткой.

Другая часть рибосом, расположенная в гиалоплазме, синтезирует белки для собственных нужд клетки.

На одной молекуле и-РНК могут объединяться 4...40 рибосом, образуя полирибосому (полисому). Число полирибосом в клетке указывает на интенсивность биосинтеза белка.

Остальные органеллы цитоплазмы имеют мембранное строение.