1972 yilda qisman o'tkazuvchan membrana hujayrani o'rab oladi va bir qator hayotiy vazifalarni bajaradi, va hujayra membranalarining tuzilishi va funktsiyasi tanadagi barcha hujayralarning to'g'ri ishlashi bilan bog'liq muhim masala ekanligi haqidagi nazariya ilgari surildi. 17-asrda mikroskopning ixtiro qilinishi bilan birga keng tarqaldi. Maʼlum boʻldiki, oʻsimlik va hayvon toʻqimalari hujayralardan tashkil topgan, biroq qurilmaning oʻlchamlari past boʻlgani uchun hayvon hujayrasi atrofida hech qanday toʻsiqni koʻrishning iloji boʻlmagan. 20-asrda membrananing kimyoviy tabiati batafsil o'rganildi, uning asosini lipidlar tashkil etishi aniqlandi.
Hujayra membranalarining tuzilishi va funktsiyalari
Hujayra membranasi tirik hujayralar sitoplazmasini o'rab, hujayra ichidagi tarkibiy qismlarni tashqi muhitdan fizik jihatdan ajratib turadi. Zamburug'lar, bakteriyalar va o'simliklar ham himoya ta'minlovchi va katta molekulalarning o'tishiga to'sqinlik qiluvchi hujayra devorlariga ega. Hujayra membranalari sitoskeletning rivojlanishida va boshqa hayotiy zarrachalarning hujayradan tashqari matritsaga biriktirilishida ham rol o'ynaydi. Bu ularni birgalikda ushlab turish, tananing to'qimalari va organlarini shakllantirish uchun kerak. Hujayra membranasining strukturaviy xususiyatlariga o'tkazuvchanlik kiradi. Asosiy funktsiya - himoya qilish. Membranada oqsillar o'rnatilgan fosfolipid qatlami mavjud. Bu qism hujayra yopishishi, ion o'tkazuvchanligi va signalizatsiya tizimlari kabi jarayonlarda ishtirok etadi va bir nechta hujayradan tashqari tuzilmalar, shu jumladan devor, glikokaliks va ichki sitoskeleton uchun biriktiruvchi sirt bo'lib xizmat qiladi. Membrana, shuningdek, selektiv filtr vazifasini bajarib, hujayraning potentsialini saqlaydi. U ionlar va organik molekulalarni tanlab o'tkazuvchan va zarrachalarning harakatini boshqaradi.
Hujayra membranasi ishtirokidagi biologik mexanizmlar
1. Passiv diffuziya: ba'zi moddalar (kichik molekulalar, ionlar), masalan, karbonat angidrid (CO2) va kislorod (O2) plazma membranasi orqali tarqalishi mumkin. Qobiq har ikki tomonda to'planishi mumkin bo'lgan ma'lum molekulalar va ionlar uchun to'siq vazifasini bajaradi.
2. Transmembran oqsil kanallari va tashuvchilar: glyukoza yoki aminokislotalar kabi oziq moddalar hujayraga kirishi kerak va ba'zi metabolik mahsulotlar uni tark etishi kerak.
3. Endotsitoz - molekulalarni qabul qilish jarayoni. Plazma membranada engil deformatsiya (invaginatsiya) hosil bo'lib, unda tashiladigan modda yutiladi. Bu energiya talab qiladi va shuning uchun faol transport shaklidir.
4. Ekzotsitoz: endotsitoz natijasida olib kelingan moddalarning hazm qilinmagan qoldiqlarini olib tashlash, gormonlar va fermentlar kabi moddalarni ajratish va moddani hujayra to'sig'i orqali to'liq tashish uchun turli hujayralarda paydo bo'ladi.
molekulyar tuzilish
Hujayra membranasi biologik membrana bo'lib, asosan fosfolipidlardan iborat bo'lib, butun hujayra tarkibini tashqi muhitdan ajratib turadi. Shakllanish jarayoni normal sharoitda o'z-o'zidan sodir bo'ladi. Ushbu jarayonni tushunish va hujayra membranalarining tuzilishi va funktsiyalarini, shuningdek xususiyatlarini to'g'ri tasvirlash uchun strukturaviy qutblanish bilan tavsiflangan fosfolipid tuzilmalarining tabiatini baholash kerak. Sitoplazmaning suvli muhitidagi fosfolipidlar kritik konsentratsiyaga yetganda, ular suvli muhitda barqarorroq bo'lgan mitsellalarga birlashadi.
Membrananing xususiyatlari
- Barqarorlik. Bu membrananing shakllanishidan keyin parchalanish ehtimoli yo'qligini anglatadi.
- Kuch. Lipid membranasi qutbli moddaning o'tishini oldini olish uchun etarlicha ishonchli; erigan moddalar (ionlar, glyukoza, aminokislotalar) va ancha katta molekulalar (oqsillar) hosil bo'lgan chegaradan o'tolmaydi.
- dinamik tabiat. Bu, ehtimol, hujayraning tuzilishini ko'rib chiqishda eng muhim xususiyatdir. Hujayra membranasi turli xil deformatsiyalarga duchor bo'lishi mumkin, u yiqilib, yiqilib, egilishi mumkin. Maxsus sharoitlarda, masalan, vesikulalarning birlashishi yoki tomurcuklanma, uni buzish mumkin, lekin faqat vaqtincha. Xona haroratida uning lipid komponentlari doimiy, xaotik harakatda bo'lib, barqaror suyuqlik chegarasini hosil qiladi.
Suyuq mozaikali model
Hujayra membranalarining tuzilishi va funktsiyalari haqida gapirganda, shuni ta'kidlash kerakki, zamonaviy ko'rinishda membrana suyuq mozaika modeli sifatida 1972 yilda Singer va Nikolson olimlari tomonidan ko'rib chiqilgan. Ularning nazariyasi membrana tuzilishining uchta asosiy xususiyatini aks ettiradi. Integrallar membrana uchun mozaik shablonni ta'minlaydi va ular lipidlar tashkil etilishining o'zgaruvchan tabiati tufayli lateral tekislikdagi harakatga qodir. Transmembran oqsillari ham potentsial mobildir. Membrananing tuzilishining muhim xususiyati uning assimetriyasidir. Hujayra qanday tuzilishga ega? Hujayra membranasi, yadro, oqsillar va boshqalar. Hujayra hayotning asosiy birligi bo'lib, barcha organizmlar bir yoki bir nechta hujayradan iborat bo'lib, ularning har biri uni atrof-muhitdan ajratib turadigan tabiiy to'siqga ega. Hujayraning bu tashqi chegarasi plazma membranasi deb ham ataladi. U to'rt xil turdagi molekulalardan iborat: fosfolipidlar, xolesterin, oqsillar va uglevodlar. Suyuq mozaika modeli hujayra membranasining tuzilishini quyidagicha ta'riflaydi: moslashuvchan va elastik, konsistensiyasi o'simlik moyiga o'xshash, shuning uchun barcha alohida molekulalar suyuq muhitda shunchaki suzib yuradi va ularning barchasi bu membrana ichida yon tomonga harakatlana oladi. Mozaika - bu juda ko'p turli xil tafsilotlarni o'z ichiga olgan narsa. Plazma membranasida u fosfolipidlar, xolesterin molekulalari, oqsillar va uglevodlar bilan ifodalanadi.
Fosfolipidlar
Fosfolipidlar hujayra membranasining asosiy tuzilishini tashkil qiladi. Bu molekulalarning ikkita aniq uchi bor: bosh va dum. Bosh uchida fosfat guruhi mavjud va gidrofildir. Bu uning suv molekulalariga jalb qilinganligini anglatadi. Quyruq yog 'kislotalari zanjirlari deb ataladigan vodorod va uglerod atomlaridan iborat. Ushbu zanjirlar hidrofobikdir, ular suv molekulalari bilan aralashishni yoqtirmaydi. Bu jarayon o'simlik moyini suvga quyganda sodir bo'ladigan narsaga o'xshaydi, ya'ni u erimaydi. Hujayra membranasining strukturaviy xususiyatlari fosfolipidlardan tashkil topgan ikki qatlamli lipid qatlami bilan bog'liq. Hidrofil fosfat boshlari har doim hujayra ichidagi va hujayradan tashqari suyuqlik shaklida suv mavjud bo'lgan joyda joylashgan. Membranada fosfolipidlarning hidrofobik dumlari shunday tuzilganki, ularni suvdan uzoqroq tutadi.
Xolesterin, oqsillar va uglevodlar
Odamlar "xolesterin" so'zini eshitganda, odamlar odatda uni yomon deb o'ylashadi. Biroq, xolesterin aslida hujayra membranalarining juda muhim tarkibiy qismidir. Uning molekulalari vodorod va uglerod atomlarining to'rtta halqasidan iborat. Ular hidrofobik bo'lib, lipid ikki qavatidagi hidrofobik dumlar orasida uchraydi. Ularning ahamiyati mustahkamlikni saqlashda yotadi, ular membranalarni mustahkamlaydi, o'zaro faoliyatni oldini oladi. Xolesterin molekulalari, shuningdek, fosfolipid dumlarini aloqa qilishdan va qotib qolishdan saqlaydi. Bu suyuqlik va moslashuvchanlikni kafolatlaydi. Membran oqsillari kimyoviy reaksiyalarni tezlashtirish uchun fermentlar vazifasini bajaradi, ma'lum molekulalar uchun retseptorlar vazifasini bajaradi yoki hujayra membranasi orqali moddalarni o'tkazadi.
Uglevodlar yoki saxaridlar faqat hujayra membranasining hujayradan tashqari qismida joylashgan. Ular birgalikda glikokaliks hosil qiladi. U plazma membranasini yostiq va himoya qiladi. Glikokaliks tarkibidagi uglevodlarning tuzilishi va turiga asoslanib, tana hujayralarni tanib olishi va ular bor yoki yo'qligini aniqlashi mumkin.
Membran oqsillari
Hujayra membranasining tuzilishini oqsil kabi muhim tarkibiy qismsiz tasavvur qilib bo'lmaydi. Shunga qaramay, ular boshqa muhim komponent - lipidlardan sezilarli darajada past bo'lishi mumkin. Membran oqsillarining uchta asosiy turi mavjud.
- Integral. Ular ikki qavatli, sitoplazma va hujayradan tashqari muhitni to'liq qoplaydi. Ular transport va signalizatsiya funktsiyasini bajaradilar.
- Periferik. Proteinlar membranaga sitoplazmatik yoki hujayradan tashqari sirtlarda elektrostatik yoki vodorod bog'lari orqali biriktiriladi. Ular asosan integral oqsillarni biriktiruvchi vosita sifatida ishtirok etadilar.
- Transmembran. Ular fermentativ va signalizatsiya funktsiyalarini bajaradilar, shuningdek, membrananing lipid ikki qavatining asosiy tuzilishini modulyatsiya qiladilar.
Biologik membranalarning vazifalari
Suvdagi uglevodorodlarning harakatini tartibga soluvchi hidrofobik ta'sir membrana lipidlari va membrana oqsillari tomonidan hosil bo'lgan tuzilmalarni boshqaradi. Membrananing ko'pgina xossalari barcha biologik membranalar uchun asosiy tuzilmani tashkil etuvchi lipid ikki qatlamlarining tashuvchilari tomonidan beriladi. Integral membrana oqsillari qisman lipid ikki qavatida yashiringan. Transmembran oqsillari birlamchi ketma-ketlikda aminokislotalarning maxsus tashkilotiga ega.
Periferik membrana oqsillari eruvchan oqsillarga juda o'xshaydi, lekin ular ham membrana bilan bog'langan. Maxsus hujayra membranalari maxsus hujayra funktsiyalariga ega. Hujayra membranalarining tuzilishi va funktsiyalari tanaga qanday ta'sir qiladi? Butun organizmning funksionalligi biologik membranalar qanday joylashtirilganiga bog'liq. Hujayra ichidagi organellalardan, membranalarning hujayradan tashqari va hujayralararo o'zaro ta'siridan biologik funktsiyalarni tashkil etish va bajarish uchun zarur bo'lgan tuzilmalar yaratiladi. Ko'pgina strukturaviy va funktsional xususiyatlar bakteriyalar va o'ralgan viruslar o'rtasida taqsimlanadi. Barcha biologik membranalar bir qator umumiy xususiyatlar mavjudligini aniqlaydigan lipid ikki qavatiga qurilgan. Membran oqsillari juda ko'p o'ziga xos funktsiyalarga ega.
- Nazorat qilish. Hujayralarning plazma membranalari hujayraning atrof-muhit bilan o'zaro ta'siri chegaralarini belgilaydi.
- Transport. Hujayralarning hujayra ichidagi membranalari turli xil ichki tarkibga ega bo'lgan bir nechta funktsional bloklarga bo'linadi, ularning har biri nazorat o'tkazuvchanligi bilan birgalikda zarur transport funktsiyasi bilan quvvatlanadi.
- signal uzatish. Membrananing sintezi hujayra ichidagi vesikulyar xabar berish mexanizmini ta'minlaydi va har xil turdagi viruslarning hujayraga erkin kirishini oldini oladi.
Ahamiyati va xulosalari
Tashqi hujayra membranasining tuzilishi butun tanaga ta'sir qiladi. U faqat tanlangan moddalarning kirib borishiga imkon berib, butunlikni himoya qilishda muhim rol o'ynaydi. Shuningdek, u sitoskeleton va hujayra devorini mahkamlash uchun yaxshi asos bo'lib, hujayra shaklini saqlashga yordam beradi. Lipidlar ko'pchilik hujayralardagi membrana massasining taxminan 50% ni tashkil qiladi, garchi bu membrananing turiga qarab o'zgaradi. Sutemizuvchilarning tashqi hujayra membranasining tuzilishi ancha murakkab, u to'rtta asosiy fosfolipidni o'z ichiga oladi. Lipid ikki qatlamlarining muhim xususiyati shundaki, ular o'zini ikki o'lchovli suyuqlik kabi tutadi, bunda alohida molekulalar erkin aylanib, lateral harakatlanadi. Bunday suyuqlik membranalarning muhim xususiyati bo'lib, u harorat va lipid tarkibiga qarab belgilanadi. Uglevodorod halqasining tuzilishi tufayli xolesterin membranalarning suyuqligini aniqlashda muhim rol o'ynaydi. kichik molekulalar uchun biologik membranalar hujayraning ichki tuzilishini nazorat qilish va saqlashga imkon beradi.
Hujayraning tuzilishini (hujayra membranasi, yadro va boshqalar) hisobga olsak, tana o'z-o'zini tartibga soluvchi tizim bo'lib, tashqi yordamisiz o'ziga zarar etkaza olmaydi va har doim har bir hujayrani tiklash, himoya qilish va to'g'ri ishlash yo'llarini izlaydi, degan xulosaga kelishimiz mumkin. hujayra.
