Клеточные структуры и их функции

Общий план строения эукариотической клетки

Клетка

Плазматическая мембранаЦитоплазма (протопласт) Ядро

(плазмолемма)

цитозоль (гиалоплазма) немембранные компоненты

мембранные компоненты

одномембранные двумембранные

(вакуолярная система)

Клеточные мембраны

· представляют собой поверхностный структурированный слой клетки, образованные цитоплазмой (обеспечивает связь клетки с окружающей средой, её регуляцию и защиту)

Строение мембран

· Толщина мембран колеблется от 6 до 20 нм и её можно наблюдать только в электронный микроскоп

· Основная модель жидкостно - мозаичная (жидкокристаллическая; Сингер, Николсон, 1972 г.)

· Основную структуру мембран составляет двойной слой липидов (в основном фосфолипиды и в значительно меньшей степени гликолипиды), гидрофобные хвосты которых обращены внутрь, а гидрофильные головки - наружу

q мембранные липиды по консистенции напоминаюи оливковое масло

q с увеличением длины углеводородных хвостов липидных молекул и количества ненасыщенных жирных кислот мембрена становится более жидкой (чем жиже мембраны тем выше их активность)

· липиды определяют структуру, полупроницаемость, электрические, осмотические и катионообменные свойства мембран

· создают электроизолирующую (диэлектрическую) прослойку на пути движения электронов в случае неблагоприятных электрических условий

· Второй структурный компонент мембран - глобулярные белки, погружённые в липидный бислой на различную глубину и расположенные на внешней и внутренней сторонах липидной прослойки (до 70 % от всего состава; чем активнее функционирование мембраны тем больше в ней белков)

n выделяют три типа мембранных белков

1. Переферические (поверхностные)

* гидрофильны

* располагаются на поверхности мембраны

* фиксируются благодаря электростатическим взаимодействиям с заряженными го ловками липидов

* могут соединяться с углеводными полисахаридными компонентами (гликопротеиды), образуя гликокаликс, покрывающий всю мембрану с внешней стороны

* функционально необходимы для фиксации ферментных конвейеров

2. Интегральные (погружённые)

* располагаются в толще липидного слоя за счёт взаимодействия с неполярными гидрофобными участками липидов (могут свободно в нём перемещаться)

* гидрофобны

* большая часть погружённых белков мембраны - ферменты, располагающиеся в определённом порядке, образуя ферментативные конвейеры

3. Сквозные интегральные

* собираясь в кружок образуют поровый аппарат - поры (гидрофильные каналы), пронизывающие мембрану, сквозь которые могут свободно проходить полярные молекулы (не проходят через липидный слой т. к. полярны)

* размер пор около 8 А⁰

· Липидный слой определяет основные структурные особенности мембран, а белки - её функциональность

· Наружная и внутренняя поверхность мембран не идентичны по составу липидов и белков, расположению комплексов с углеводами (только на наружной стороне), т. е. плазмолемма ассиметрична

Функции мембранных белков

1. структурные белки обуславливают строение мембраны

2. рецепторная - участвуют в распознавании и присоединении веществ

3. антигенная - определяют специфику поверхности мембраны и её взаимодействие с окружающей средой

4. ферментативная - катализ метаболических процессов, изменение окружающего субстрата

5. транспортная - образование пор, перенос веществ через мембрану, транспорт электронов