1972 онд хэсэгчлэн нэвчдэг мембран нь эсийг хүрээлж, хэд хэдэн амин чухал үүргийг гүйцэтгэдэг гэсэн онолыг дэвшүүлсэн бөгөөд эсийн мембраны бүтэц, үйл ажиллагаа нь биеийн бүх эсийн хэвийн үйл ажиллагаанд чухал ач холбогдолтой асуудал юм. 17-р зуунд микроскопыг зохион бүтээхтэй зэрэгцэн өргөн тархсан. Ургамал, амьтны эд эсээс бүрддэг нь мэдэгдэж байсан ч төхөөрөмжийн нягтрал багатай тул амьтны эсийн эргэн тойронд ямар нэгэн саад тотгор харагдах боломжгүй байв. 20-р зуунд мембраны химийн шинж чанарыг илүү нарийвчлан судалж, түүний үндэс нь липидүүд болох нь тогтоогджээ.
Эсийн мембраны бүтэц, үүрэг
Эсийн мембран нь амьд эсийн цитоплазмыг хүрээлж, эсийн доторх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг гадаад орчноос физик байдлаар тусгаарладаг. Мөөгөнцөр, бактери, ургамал нь хамгаалалтын эсийн ханатай бөгөөд том молекулуудыг нэвтрүүлэхээс сэргийлдэг. Мөн эсийн мембран нь эсийн араг ясыг хөгжүүлэх, бусад амин чухал хэсгүүдийг эсийн гаднах матрицад холбоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ нь бие махбодын эд, эрхтнүүдийг бүрдүүлж, тэдгээрийг нэгтгэхэд шаардлагатай байдаг. Эсийн мембраны бүтцийн онцлог нь нэвчилтийг агуулдаг. Гол үүрэг нь хамгаалалт юм. Мембран нь уураг агуулсан фосфолипидын давхаргаас бүрдэнэ. Энэ хэсэг нь эсийн наалдац, ионы дамжуулалт, дохиоллын систем зэрэг үйл явцад оролцдог бөгөөд хана, гликокаликс, дотоод цитоскелетон зэрэг хэд хэдэн эсийн гаднах бүтцийг холбох гадаргуу болж үйлчилдэг. Мөн мембран нь сонгомол шүүлтүүрийн үүргийг гүйцэтгэж эсийн потенциалыг хадгалж байдаг. Энэ нь ион ба органик молекулуудыг сонгон нэвтрүүлэх чадвартай бөгөөд бөөмсийн хөдөлгөөнийг хянадаг.
Эсийн мембрантай холбоотой биологийн механизмууд
1. Идэвхгүй тархалт: нүүрстөрөгчийн давхар исэл (CO2) ба хүчилтөрөгч (O2) зэрэг зарим бодис (жижиг молекул, ион) плазмын мембранаар дамжин тархаж болно. Бүрхүүл нь аль аль талдаа төвлөрч болох тодорхой молекулууд болон ионуудад саад болдог.
2. Трансмембран уургийн суваг ба тээвэрлэгч: Глюкоз эсвэл амин хүчил зэрэг шим тэжээл нь эсэд нэвтэрч, бодисын солилцооны зарим бүтээгдэхүүн эсээс гарах ёстой.
3. Эндоцитоз нь молекулуудыг шингээх процесс юм. Плазмын мембранд бага зэрэг деформаци (инвагинаци) үүсдэг бөгөөд үүнд тээвэрлэх бодисыг залгидаг. Энэ нь эрчим хүч шаарддаг тул идэвхтэй тээврийн хэлбэр юм.
4.Экзоцитоз: Эндоцитозоор авчирсан бодисын шингээгүй үлдэгдлийг зайлуулж, гормон, фермент зэрэг бодисыг ялгаруулж, эсийн хаалтаар бодисыг бүрэн зөөвөрлөхийн тулд янз бүрийн эсүүдэд үүсдэг.
молекулын бүтэц
Эсийн мембран нь биологийн мембран бөгөөд гол төлөв фосфолипидуудаас бүрдэх бөгөөд бүх эсийн агуулгыг гадаад орчноос тусгаарладаг. Үүсэх үйл явц нь хэвийн нөхцөлд аяндаа явагддаг. Энэ үйл явцыг ойлгож, эсийн мембраны бүтэц, үйл ажиллагаа, шинж чанарыг зөв тайлбарлахын тулд бүтцийн туйлшралаар тодорхойлогддог фосфолипидын бүтцийн мөн чанарыг үнэлэх шаардлагатай. Цитоплазмын усан орчин дахь фосфолипидууд нь маш чухал концентрацид хүрэх үед тэдгээр нь усан орчинд илүү тогтвортой байдаг мицеллүүд болж нийлдэг.
Мембраны шинж чанар
- Тогтвортой байдал. Энэ нь мембран үүссэний дараа задрах магадлал багатай гэсэн үг юм.
- Хүч чадал. Липидийн мембран нь туйлын бодисыг нэвтрүүлэхээс урьдчилан сэргийлэх хангалттай найдвартай бөгөөд ууссан бодис (ион, глюкоз, амин хүчил) болон илүү том молекулууд (уураг) хоёулаа үүссэн хил хязгаарыг давж чадахгүй.
- динамик дүр. Энэ нь эсийн бүтцийг авч үзэхэд хамгийн чухал шинж чанар байж магадгүй юм. Эсийн мембран нь янз бүрийн хэв гажилтанд өртөж, нурж унахгүйгээр нугалж, нугалж чаддаг. Цэврүүтэх, нахиалах зэрэг онцгой нөхцөл байдлын үед энэ нь эвдэрч болох боловч түр зуурынх болно. Өрөөний температурт түүний липидийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь тогтмол, эмх замбараагүй хөдөлгөөнд орж, тогтвортой шингэний хилийг бүрдүүлдэг.
Шингэн мозайк загвар
Эсийн мембраны бүтэц, үүргийн талаар ярихад орчин үеийн үзэл баримтлалд мембраныг шингэн мозайк загвар гэж 1972 онд Сингер, Николсон нар эрдэмтэд авч үзсэнийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Тэдний онол нь мембраны бүтцийн гурван үндсэн шинж чанарыг тусгасан байдаг. Интегралууд нь мембраны мозайк загвар болж өгдөг бөгөөд липидийн зохион байгуулалтын хувьсах шинж чанараас шалтгаалан тэдгээр нь хажуугийн хавтгайд хөдөлгөөн хийх чадвартай байдаг. Трансмембран уургууд нь бас хөдөлгөөнтэй байдаг. Мембраны бүтцийн чухал шинж чанар нь түүний тэгш бус байдал юм. Эсийн бүтэц ямар байдаг вэ? Эсийн мембран, цөм, уураг гэх мэт. Эс бол амьдралын үндсэн нэгж бөгөөд бүх организм нь нэг буюу хэд хэдэн эсээс бүрддэг бөгөөд тус бүр нь хүрээлэн буй орчноос нь тусгаарладаг байгалийн саадтай байдаг. Энэ эсийн гаднах хилийг плазмын мембран гэж нэрлэдэг. Энэ нь фосфолипид, холестерин, уураг, нүүрс ус гэсэн дөрвөн төрлийн молекулаас бүрддэг. Шингэн мозайк загвар нь эсийн мембраны бүтцийг дараах байдлаар тодорхойлдог: уян хатан, уян хатан, ургамлын тостой төстэй тууштай, ингэснээр бүх бие даасан молекулууд зүгээр л шингэн орчинд хөвж, тэдгээр нь бүгд энэ мембран дотор хажуу тийшээ хөдөлж чаддаг. Мозайк бол олон янзын нарийн ширийн зүйлийг агуулсан зүйл юм. Плазмын мембранд энэ нь фосфолипид, холестерины молекул, уураг, нүүрс усаар илэрхийлэгддэг.
Фосфолипид
Фосфолипидууд нь эсийн мембраны үндсэн бүтцийг бүрдүүлдэг. Эдгээр молекулууд нь толгой ба сүүл гэсэн хоёр ялгаатай төгсгөлтэй байдаг. Толгойн төгсгөл нь фосфатын бүлэгт агуулагддаг бөгөөд гидрофил юм. Энэ нь усны молекулуудад татагддаг гэсэн үг юм. Сүүл нь өөх тосны хүчлийн хэлхээ гэж нэрлэгддэг устөрөгч ба нүүрстөрөгчийн атомуудаас тогтдог. Эдгээр гинж нь гидрофобик бөгөөд усны молекулуудтай холилдоход дургүй байдаг. Энэ үйл явц нь ургамлын тосыг усанд асгахад тохиолддог зүйлтэй төстэй бөгөөд өөрөөр хэлбэл энэ нь уусдаггүй. Эсийн мембраны бүтцийн онцлог нь фосфолипидээс бүрддэг липидийн давхар давхаргатай холбоотой байдаг. Гидрофиль фосфатын толгой нь эсийн доторх болон эсийн гаднах шингэн хэлбэрээр ус байгаа газарт үргэлж байрладаг. Мембран дахь фосфолипидын гидрофобик сүүл нь уснаас хол байхаар зохион байгуулагдсан байдаг.
Холестерол, уураг, нүүрс ус
Хүмүүс "холестерин" гэдэг үгийг сонсоод ихэвчлэн муу гэж боддог. Гэсэн хэдий ч холестерин нь үнэндээ эсийн мембраны маш чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Түүний молекулууд нь устөрөгч ба нүүрстөрөгчийн атомын дөрвөн цагирагаас бүрдэнэ. Эдгээр нь гидрофобик бөгөөд липидийн давхар давхарга дахь гидрофобик сүүлүүдийн дунд үүсдэг. Тэдний ач холбогдол нь тууштай байдлыг хадгалах, мембраныг бэхжүүлж, кроссовер үүсэхээс сэргийлдэг. Холестерины молекулууд нь фосфолипидын сүүлийг хавьтах, хатууруулахаас хамгаалдаг. Энэ нь уян хатан байдал, уян хатан байдлыг баталгаажуулдаг. Мембран уураг нь химийн урвалыг хурдасгах ферментийн үүрэг гүйцэтгэдэг, тодорхой молекулуудыг хүлээн авагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг эсвэл эсийн мембранаар бодисыг тээвэрлэдэг.
Нүүрс ус буюу сахарид нь зөвхөн эсийн мембраны гадна талд байдаг. Тэд хамтдаа гликокаликс үүсгэдэг. Энэ нь плазмын мембраныг зөөлрүүлж, хамгаална. Гликокаликс дахь нүүрс усны бүтэц, төрлөөс хамааран бие нь эсийг таньж, тэнд байх ёстой эсэхийг тодорхойлох боломжтой.
Мембран уураг
Эсийн мембраны бүтцийг уураг гэх мэт чухал бүрэлдэхүүн хэсэггүйгээр төсөөлөхийн аргагүй юм. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь өөр нэг чухал бүрэлдэхүүн хэсэг болох липидийн хэмжээнээс хамаагүй доогуур байж болно. Мембраны уургийн үндсэн гурван төрөл байдаг.
- Интеграл. Тэд хоёр давхарга, цитоплазм, эсийн гаднах орчныг бүрэн бүрхдэг. Тэд тээвэрлэлт, дохиоллын функцийг гүйцэтгэдэг.
- Захын. Уургууд нь цитоплазм эсвэл эсийн гаднах гадаргуу дээр электростатик эсвэл устөрөгчийн холбоогоор мембрантай холбогддог. Тэдгээр нь үндсэндээ нэгдмэл уургийг холбох хэрэгсэл болгон оролцдог.
- Трансмембран. Тэд ферментийн болон дохиоллын функцийг гүйцэтгэдэг бөгөөд мембраны липидийн давхаргын үндсэн бүтцийг зохицуулдаг.
Биологийн мембраны үүрэг
Усан дахь нүүрсустөрөгчийн үйл ажиллагааг зохицуулдаг гидрофобик нөлөө нь мембраны липид ба мембраны уургуудаас үүссэн бүтцийг хянадаг. Мембраны олон шинж чанарыг бүх биологийн мембраны үндсэн бүтцийг бүрдүүлдэг липидийн давхар давхаргын тээвэрлэгчид өгдөг. Интеграл мембраны уургууд нь липидийн давхар давхаргад хэсэгчлэн нуугддаг. Трансмембран уураг нь үндсэн дарааллаар нь амин хүчлүүдийн тусгай зохион байгуулалттай байдаг.
Захын мембраны уургууд нь уусдаг уургуудтай маш төстэй боловч тэдгээр нь мембранаар холбогддог. Мэргэшсэн эсийн мембранууд нь эсийн тусгай функцтэй байдаг. Эсийн мембраны бүтэц, үйл ажиллагаа нь биед хэрхэн нөлөөлдөг вэ? Бүхэл бүтэн организмын үйл ажиллагаа нь биологийн мембран хэрхэн зохион байгуулагдсанаас хамаарна. Эс доторх органелл, мембраны эсийн гаднах ба эс хоорондын харилцан үйлчлэлээс биологийн үйл ажиллагааг зохион байгуулах, гүйцэтгэхэд шаардлагатай бүтцийг бий болгодог. Бүтцийн болон үйл ажиллагааны олон шинж чанарууд нь бактери ба бүрхүүлтэй вирусуудын хооронд хуваагддаг. Бүх биологийн мембранууд нь липидийн давхар давхарга дээр бүтээгдсэн бөгөөд энэ нь хэд хэдэн нийтлэг шинж чанаруудтай болохыг тодорхойлдог. Мембраны уургууд нь олон тусгай үүрэг гүйцэтгэдэг.
- Хянаж байна. Эсийн плазмын мембранууд нь эсийн хүрээлэн буй орчинтой харьцах хил хязгаарыг тодорхойлдог.
- Тээвэрлэлт. Эсийн доторх мембранууд нь янз бүрийн дотоод найрлагатай хэд хэдэн функциональ блокуудад хуваагддаг бөгөөд тэдгээр нь тус бүрийг хяналтын нэвчилттэй хослуулан шаардлагатай тээвэрлэлтийн функцээр дэмждэг.
- дохио дамжуулах. Мембран хайлуулах нь эсийн доторх цэврүүт мэдэгдлийн механизмыг хангаж, янз бүрийн төрлийн вирусыг эсэд чөлөөтэй нэвтрэхээс сэргийлдэг.
Ач холбогдол ба дүгнэлт
Гаднах эсийн мембраны бүтэц нь бүх биед нөлөөлдөг. Энэ нь зөвхөн сонгосон бодисыг нэвтрүүлэх замаар бүрэн бүтэн байдлыг хамгаалахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ нь мөн эсийн хэлбэрийг хадгалахад тусалдаг цитоскелетон болон эсийн ханыг бэхлэх сайн суурь юм. Липидүүд нь ихэнх эсийн мембраны массын 50 орчим хувийг эзэлдэг ч энэ нь мембраны төрлөөс хамаарч өөр өөр байдаг. Хөхтөн амьтдын гаднах эсийн мембраны бүтэц нь илүү төвөгтэй бөгөөд дөрвөн үндсэн фосфолипид агуулдаг. Липидийн давхар давхаргын чухал шинж чанар нь бие даасан молекулууд чөлөөтэй эргэлдэж, хажуу тийш хөдөлж чаддаг хоёр хэмжээст шингэн шиг ажилладаг явдал юм. Ийм шингэн чанар нь температур, липидийн найрлагаас хамаарч тодорхойлогддог мембраны чухал шинж чанар юм. Холестерол нь нүүрсустөрөгчийн цагирагийн бүтэцтэй тул мембраны шингэнийг тодорхойлоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. жижиг молекулуудын биологийн мембран нь эсийг дотоод бүтцийг хянах, хадгалах боломжийг олгодог.
Эсийн бүтцийг (эсийн мембран, цөм гэх мэт) авч үзвэл бие нь гадны тусламжгүйгээр өөрийгөө хорлох боломжгүй өөрийгөө зохицуулах систем бөгөөд эд эсийг нөхөн сэргээх, хамгаалах, зөв ажиллах арга замыг үргэлж эрэлхийлдэг гэж дүгнэж болно. эс.
