1))) Строение биомембраны. Мембраны, ограничивающие клетки и мембранные органоиды эукариотических клеток, имеют общий химический состав и строение. В их состав входят липиды, белки и углеводы. Липиды мембраны представлены в основном фосфолипидами и холестерином. Большинство белков мембран относится к сложным белкам, например гликопротеинам. Углеводы не встречаются в мембране самостоятельно, они связаны с белками и липидами. Толщина мембран составляет 7-10 нм. На поверхности животных клеток углеводные цепочки образуют тонкий поверхностный слой — гликокаликс. Гликокаликс обеспечивает непосредственную связь клетки с внешней средой, в нем происходит внеклеточное пищеварение; в гликокаликсе размещены рецепторы. Плазматическая мембрана Цитоплазматическая мембрана: Мембраны эндоплазматического ретикулума. Мембрана аппарата Гольджи: Мембраны митохондрий: Мембрана лизосомы: Ядерная мембрана: Функции мембран: 1. Ограничивающая. Заключается в том, что они отделяют внутреннее пространство клетки от внешней среды. Мембрана является полупроницаемой, то есть ее свободно преодолевают только те вещества, которые необходимы клетке. 2. Рецепторная. Связана в первую очередь с восприятием сигналов окружающей среды и передачей этой информации внутрь клетки. За эту функцию отвечают специальные белки-рецепторы. Мембранные белки отвечают еще и за клеточное узнавание по принципу «свой-чужой», а также за образование межклеточных соединений, наиболее изученными из которых являются синапсы нервных клеток. 3. Каталитическая. На мембранах расположены многочисленные ферментные комплексы, вследствие чего на них происходят интенсивные синтетические процессы. 4. Энерготрансформирующая. Связана с образованием энергии, ее запасанием в виде АТФ и расходованием. 5. Компартментализация. Мембраны разграничивают также пространство внутри клетки, разделяя тем самым исходные вещества реакции и ферменты, которые могут осуществлять соответствующие реакции. 6. Образование межклеточных контактов. Несмотря на то, что толщина мембраны настолько мала, что ее невозможно различить невооруженным глазом, она, с одной стороны, служит достаточно надежным барьером для ионов и молекул, в особенности водорастворимых, а с другой — обеспечивает их перенос в клетку и наружу. 2))) Основная структура мембраны — фосфолипидный бислой. 3. Гидрофильные головы фосфолипидных молекул обращены наружу — в сторону водного содержимого клетки и в сторону наружной водной среды. 4. Гидрофобные хвосты обращены внутрь — они образуют гидрофобную внутреннюю часть бислоя, благодаря своей гидрофобности обеспечивают разделение водных фаз внутренней среды клетки и ее окружения. 5. Фосфолипиды находятся в жидком состоянии и быстро диффундируют внутри бислоя — перемещаются в латеральном направлении. 6. Жирные кислоты, образующие хвосты фосфолипидных молекул, бывают насыщенными и ненасыщенными. В ненасыщенных кислотах имеются изломы, что делает упаковку бислоя более рыхлой. Следовательно, чем больше степень ненасыщенности, тем более жидкую консистенцию имеет мембрана. 7. Некоторые мембранные белки лишь частично погружены в фосфолипидный бислой, тогда как другие пронизывают его насквозь. Белки мембран выполняют структур¬ную, транспортную, каталитическую, рецепторную функции. 3)))Плазматическая мембрана (плазмолемма, цитолемма) - это универсальная для всех клеток субсистема. Основными химическими компонентами любой биологической мембраны являются липиды и белки. Она выполняет разделительную и защитную функции, воспринимает воздействия окружающей среды благодаря наличию рецепторов (функция рецепции). Цитолемма, выполняя обменные, транспортные функции, осуществляет перенос различных молекул (частиц) из окружающей клетку среды внутрь клетки и в обратном направлении. Гликокаликс (3-4 нм толщины) представлен наружными, углеводными участками сложных белков – гликопротеинов и гликолипидов, входящих в состав мембраны. Эти углеводные цепочки играют роль рецепторов, обеспечивающих распознавание клеткой соседних клеток и межклеточого вещества и взаимодействие с ними. Субмембранный образован микротрубочками, микрофибриллами и сократимыми микрофиламентами, которые являются частью цитоскелета клетки. Подмембранный слой обеспечивает поддержание формы клетки, создание её упругости, обеспечивает изменения клеточной поверхности. За счёт этого клетка участвует в эндо- и экзоцитозе, секреции, движении. 4))) Пассивный транспорт — перенос веществ из области высокой концентрации в область низкой без затрат энергии (например, диффузия, осмос) Активный транспорт — перенос вещества через клеточную или внутриклеточную мембрану (трансмембранный активный транспорт) или через слой клеток (трансцеллюлярный активный транспорт), протекающий из области низкой концентрации в область высокой, т. е. с затратой свободной энергии организма. ( транспорт глюкозы или аминокислот вместе с Na +) Транспорт в мембранной упаковке (цитоз) Характеризуется тем, что на определенных стадиях транспортируемые вещества находятся внутри мембранных пузырьков, т.е. имеют мембранную упаковку. По направлению транспорта в отношении клетки выделяют 3 вида цитоза: 1. эндоцитоз может осуществляться различными механизмами, в связи с чем выделяют 3 его варианта: фагоцитоз (На основе фагоцитоза осуществляется защитная функция организма, так как специализированные клетки – фагоциты уничтожают различные бактериальные, вирусные и прочие чужеродные клетки) макропиноцитоз (в клетку постоянно поступают олиго- и полимеры, активно используемые клеткой в регуляторных и строительных целях) макропиноцитоз ( 2. экзоцитоз ( вещества выводятся из клетки во внеклеточное пространство) 3. диацитоз (транспорта специфических молекул через эпителиальный барьеры) 5))) Адгезионные контакты Адгезионные межклеточные контакты механически скрепляют клетки между собой. К адгезионным контактам относятся: промежуточный контакт, десмосома, полудесмосома. Промежуточный контакт Функция: промежуточный контакт скрепляет не только мембраны соседних клеток, но и стабилизирует их цитоскелет, объединяя клетки с их содержимым в единую жесткую структуру. Примеры. секреторный эпителий, вставочные диски в миокарде и т.д. Десмосома Функция: десмосомы поддерживают структурную целостность ткани, скрепляя клетки между собой. Десмосомы в комплексе с промежуточными филаментами придают ткани упругость и поддерживают в ней усилие натяжения. Примеры. Десмосомы скрепляют клетки одного типа (кератиноциты, кардиомиоциты) и различных типов (кератиноцит). Полудесмосома Полудесмосома обеспечивает прикрепление клетки к базальной мембране (например, кератиноцитов базального слоя эпидермиса, миоэпителиальных клеток). Плотный контакт Функция. Формирование регулируемого барьера проницаемости, разделяющего разные по химическому составу среды (например, внутреннюю и внешнюю). Примеры: эндотелий капилляров, альвеолоциты, эпителиальные клетки почечных канальцев. Коммуникационные контакты - Обеспечивает ионное и метаболическое сопряжение клеток. Синапс Специализированный межклеточный контакт, обеспечивает передачу сигналов с одной клетки на другую. Сигнальная молекула – нейромедиатор. Синапсы формируют клетки возбудимых тканей (нервные клетки между собой, нервные клетки и мышечные волокна). 6))) Молекулы клеточной адгезии — мембранные белки, участвующие в связывании клетки с внеклеточным матриксом и другими клетками. Большинство молекул клеточной адгезии принадлежат к пяти семействам белков: • Интегрины • Адгезивные рецепторы суперсемейства иммуноглобулинов • Селектины • Кадгерины • Хоминговые рецепторы лейкоцитов. Межклеточный матрикс выполняет разнообразные функции. Он обеспечивает механические контакты между клетками, образует механически прочные структуры, такие, как кости, хрящ, сухожилия и суставы, составляет основу фильтрующих мембран (например, в почках), изолирует клетки и ткани друг от друга . 7))) Коллагены . Характерные свойства коллагенов — прочность на разрыв и гибкость. Эластичным белком с аналогичными свойствами является эластин. Адгезивные белки . Адгезивные белки обеспечивают фиксацию клеток в межклеточном матриксе за счет взаимодействия с мембранными рецепторами. Наиболее важными представителями являются ламинин и фибронектин. Протеогликаны выполняют функцию наполнителя (основного вещества). Фибронектины . В процессе свертывания крови фибронектин связывается с тромбоцитами на месте повреждения, а позже, при заживлении раны, он поддерживает миграцию новых клеток, по мере того, как они покрывают раневую поверхность. Многие опухолевые клетки также экспрессируют фибронектины, выполняющие роль субстрата для миграции клеток при образовании метастазов. Фибронектины необходимы для нормального протекания процессов развития.
