Vai trò của màng tế bào trong tế bào. Những kết luận quan trọng nhất về cấu trúc và chức năng của màng tế bào

Phân định ( rào cản) - tách nội dung di động khỏi môi trường bên ngoài;

Điều hòa sự trao đổi chất giữa tế bào và môi trường;

Chúng phân chia tế bào thành các ngăn, hoặc các ngăn, dành cho các con đường trao đổi chất chuyên biệt nhất định ( chia);

Đây là nơi diễn ra một số phản ứng hóa học (phản ứng nhẹ của quang hợp ở lục lạp, quá trình phosphoryl oxy hóa trong quá trình hô hấp ở ty thể);

Cung cấp sự liên lạc giữa các tế bào trong các mô của sinh vật đa bào;

Chuyên chở- Thực hiện vận chuyển xuyên màng.

thụ thể- là vị trí tiếp nhận các kích thích bên ngoài.

Vận chuyển các chất qua màng - một trong những chức năng hàng đầu của màng, đảm bảo sự trao đổi chất giữa tế bào và môi trường bên ngoài. Tùy thuộc vào mức tiêu thụ năng lượng để vận chuyển các chất, chúng được phân biệt:

vận chuyển thụ động hoặc khuếch tán thuận lợi;

vận chuyển tích cực (chọn lọc) với sự tham gia của ATP và enzyme.

vận chuyển trong bao bì màng. Có quá trình nhập bào (vào tế bào) và xuất bào (ra khỏi tế bào) - cơ chế vận chuyển các hạt lớn và đại phân tử qua màng. Trong quá trình nhập bào, màng sinh chất hình thành sự xâm lấn, các cạnh của nó hợp nhất và một túi được giải phóng vào tế bào chất.

Túi được phân cách với tế bào chất bằng một màng duy nhất, là một phần của màng tế bào chất bên ngoài. Có thực bào và pinocytosis. Thực bào là sự hấp thụ các hạt lớn khá cứng.

Ví dụ, quá trình thực bào của tế bào lympho, động vật nguyên sinh, v.v. Pinocytosis là quá trình thu giữ và hấp thụ các giọt chất lỏng có chứa các chất hòa tan trong đó. Exocytosis là quá trình loại bỏ các chất khác nhau khỏi tế bào. Trong quá trình xuất bào, màng của túi hoặc không bào kết hợp với màng tế bào chất bên ngoài. Nội dung của túi được loại bỏ ra ngoài bề mặt tế bào và màng được bao gồm trong màng tế bào chất bên ngoài. Tại cốt lõi

Khuếch tán đơn giản là sự vận chuyển các chất trực tiếp qua lớp lipid kép.

Đặc trưng của chất khí, không phân cực hoặc phân tử cực nhỏ không tích điện, tan trong chất béo. Nước thấm nhanh vào lớp kép vì phân tử của nó nhỏ và trung hòa về điện. Sự khuếch tán của nước qua màng gọi là hiện tượng thẩm thấu.

Khuếch tán qua kênh màng là sự vận chuyển các phân tử và ion tích điện (Na, K, Ca, Cl) xuyên qua màng do có sự hiện diện của các protein hình thành kênh đặc biệt hình thành các lỗ chứa nước.

Khuếch tán được tạo điều kiện là sự vận chuyển các chất sử dụng các protein vận chuyển đặc biệt. Mỗi protein chịu trách nhiệm cho một phân tử hoặc nhóm phân tử liên quan được xác định chặt chẽ, tương tác với nó và di chuyển qua màng. Ví dụ, đường, axit amin, nucleotide và các phân tử cực khác. Vận chuyển chủ động

được thực hiện bởi các protein vận chuyển (ATPase) theo gradient điện hóa, với mức tiêu thụ năng lượng. Nguồn của nó là các phân tử ATP. Ví dụ, natri là máy bơm kali.

Nồng độ kali bên trong tế bào cao hơn nhiều so với bên ngoài và natri - ngược lại. Do đó, các cation kali và natri khuếch tán thụ động qua các lỗ chứa nước của màng dọc theo gradient nồng độ. Điều này được giải thích là do tính thấm của màng đối với ion kali cao hơn so với ion natri. Theo đó, kali khuếch tán ra khỏi tế bào nhanh hơn natri vào trong tế bào. Tuy nhiên, để tế bào hoạt động bình thường cần có một tỷ lệ nhất định gồm 3 ion kali và 2 ion natri. Do đó, có một máy bơm natri-kali trong màng tích cực bơm natri ra khỏi tế bào và kali vào trong tế bào. Máy bơm này là một protein màng xuyên màng có khả năng sắp xếp lại hình dạng. Vì vậy, nó có thể gắn vào chính mình cả ion kali và natri (antiport). Quá trình này tiêu tốn nhiều năng lượng:

Từ bên trong màng, các ion natri và phân tử ATP đi vào protein bơm và các ion kali đến từ bên ngoài.

Các ion natri kết hợp với một phân tử protein và protein thu được hoạt động ATPase, tức là. khả năng gây ra quá trình thủy phân ATP, đi kèm với việc giải phóng năng lượng điều khiển máy bơm.

Phốt phát được giải phóng trong quá trình thủy phân ATP sẽ gắn vào protein, tức là phosphoryl hóa protein.

Quá trình phosphoryl hóa gây ra những thay đổi về hình dạng của protein, khiến nó không thể giữ lại các ion natri. Chúng được giải phóng và di chuyển ra ngoài tế bào.

Việc bổ sung các ion kali gây ra sự khử phospho của protein. Nó lại thay đổi hình dạng của nó.

Sự thay đổi cấu trúc protein dẫn đến giải phóng ion kali bên trong tế bào.

Protein lại sẵn sàng gắn các ion natri vào chính nó.

Trong một chu kỳ hoạt động, máy bơm bơm ra 3 ion natri từ tế bào và bơm vào 2 ion kali.

Tế bào chất- một thành phần bắt buộc của tế bào, nằm giữa bộ máy bề mặt của tế bào và nhân. Đây là một phức hợp cấu trúc không đồng nhất phức tạp bao gồm:

hyaloplasma

bào quan (thành phần cố định của tế bào chất)

thể vùi là thành phần tạm thời của tế bào chất.

Ma trận tế bào chất(hyaloplasm) là nội dung bên trong của tế bào - một dung dịch keo không màu, dày và trong suốt. Các thành phần của ma trận tế bào chất thực hiện các quá trình sinh tổng hợp trong tế bào và chứa các enzym cần thiết để sản xuất năng lượng, chủ yếu là do quá trình glycolysis kỵ khí.

Các tính chất cơ bản của ma trận tế bào chất.

Xác định tính chất keo của tế bào. Cùng với màng nội bào của hệ thống không bào, nó có thể được coi là một hệ keo rất không đồng nhất hoặc đa pha.

Cung cấp sự thay đổi độ nhớt của tế bào chất, sự chuyển đổi từ gel (dày hơn) sang sol (lỏng hơn), xảy ra dưới tác động của các yếu tố bên ngoài và bên trong.

Cung cấp cyclosis, chuyển động của amip, phân chia tế bào và chuyển động của sắc tố trong tế bào sắc tố.

Xác định tính phân cực của vị trí của các thành phần nội bào.

Cung cấp các tính chất cơ học của tế bào - độ đàn hồi, khả năng hợp nhất, độ cứng.

Bào quan– cấu trúc tế bào cố định đảm bảo tế bào thực hiện các chức năng cụ thể. Tùy thuộc vào đặc điểm cấu trúc, chúng được phân biệt:

bào quan màng - có cấu trúc màng.

Chúng có thể là màng đơn (ER, bộ máy Golgi, lysosome, không bào của tế bào thực vật). Màng kép (ty thể, lạp thể, nhân).

Các bào quan không có màng - không có cấu trúc màng (nhiễm sắc thể, ribosome, trung tâm tế bào, khung tế bào).

Các bào quan có mục đích chung là đặc trưng của tất cả các tế bào: nhân, ty thể, trung tâm tế bào, bộ máy Golgi, ribosome, EPS, lysosome. Khi các bào quan là đặc trưng của một số loại tế bào nhất định, chúng được gọi là các bào quan đặc biệt (ví dụ, các sợi cơ co bóp một sợi cơ).- một cấu trúc liên tục duy nhất, màng của nó hình thành nhiều đường lõm và nếp gấp trông giống như ống, vi không bào và bể chứa lớn. Màng ER một mặt được kết nối với màng tế bào chất của tế bào và mặt khác được kết nối với lớp vỏ ngoài của màng nhân.

Có hai loại EPS - thô và mịn.

Trong ER thô hoặc dạng hạt, bể chứa và ống thận được liên kết với ribosome. là mặt ngoài của màng. ER mịn hoặc không có hạt không có mối liên hệ nào với ribosome. Đây là mặt trong của màng.

Màng tế bào là cấu trúc bao phủ bên ngoài tế bào. Nó còn được gọi là cytolemma hoặc plasmalemma.

Sự hình thành này được xây dựng từ một lớp bilipid (lớp kép) với các protein được tích hợp bên trong nó. Các carbohydrate tạo nên plasmalemma ở trạng thái liên kết.

Sự phân bố các thành phần chính của plasmalemma như sau: hơn một nửa thành phần hóa học là protein, một phần tư là phospholipid và một phần mười là cholesterol.

Màng tế bào và các loại của nó

Màng tế bào là một màng mỏng, cơ sở của nó được tạo thành từ các lớp lipoprotein và protein.

Theo nội địa hóa, các bào quan màng được phân biệt, có một số đặc điểm trong tế bào thực vật và động vật:

ty thể;
cốt lõi;
mạng lưới nội chất;
phức hợp Golgi;
lysosome;
lục lạp (trong tế bào thực vật).

Ngoài ra còn có màng tế bào bên trong và bên ngoài (plasmolemma).

Cấu trúc của màng tế bào

Màng tế bào chứa carbohydrate bao phủ nó dưới dạng glycocalyx. Đây là cấu trúc siêu màng thực hiện chức năng rào cản. Các protein nằm ở đây ở trạng thái tự do. Các protein không liên kết tham gia vào các phản ứng enzym, cung cấp sự phân hủy các chất ngoại bào.

Protein của màng tế bào chất được đại diện bởi glycoprotein. Dựa trên thành phần hóa học của chúng, các protein nằm hoàn toàn trong lớp lipid (dọc theo toàn bộ chiều dài của nó) được phân loại là protein tích hợp. Cũng ở ngoại vi, không chạm tới một trong các bề mặt của plasmalemma.

Chức năng trước đây là thụ thể, liên kết với các chất dẫn truyền thần kinh, hormone và các chất khác. Protein chèn là cần thiết cho việc xây dựng các kênh ion qua đó xảy ra sự vận chuyển các ion và chất nền ưa nước. Loại thứ hai là các enzyme xúc tác các phản ứng nội bào.

Tính chất cơ bản của màng sinh chất

Lớp lipid kép ngăn chặn sự xâm nhập của nước. Lipid là hợp chất kỵ nước được biểu hiện trong tế bào bởi phospholipid. Nhóm photphat hướng ra ngoài và bao gồm hai lớp: lớp ngoài hướng vào môi trường ngoại bào và lớp bên trong phân định nội dung nội bào.

Các vùng hòa tan trong nước được gọi là đầu ưa nước. Các vị trí axit béo được dẫn vào tế bào dưới dạng đuôi kỵ nước. Phần kỵ nước tương tác với các lipid lân cận, đảm bảo chúng gắn kết với nhau. Lớp kép có tính thấm chọn lọc ở các khu vực khác nhau.

Vì vậy, ở giữa màng không thấm glucose và urê; các chất kỵ nước tự do đi qua đây: carbon dioxide, oxy, rượu. Cholesterol rất quan trọng; hàm lượng của nó quyết định độ nhớt của huyết tương.

Chức năng của màng tế bào bên ngoài

Các đặc điểm của các chức năng được liệt kê ngắn gọn trong bảng:

Chức năng màng	Sự miêu tả
Vai trò rào cản	Plasmalemma thực hiện chức năng bảo vệ, bảo vệ các thành phần của tế bào khỏi tác động của các tác nhân lạ. Nhờ sự tổ chức đặc biệt của protein, lipid, carbohydrate, khả năng bán thấm của plasmalemma được đảm bảo.
Chức năng tiếp nhận	Các hoạt chất sinh học được kích hoạt qua màng tế bào trong quá trình liên kết với các thụ thể. Do đó, các phản ứng miễn dịch được thực hiện thông qua việc nhận biết các tác nhân lạ bởi bộ máy thụ thể tế bào định vị trên màng tế bào.
Chức năng vận chuyển	Sự hiện diện của lỗ chân lông trong plasmalemma cho phép bạn điều chỉnh dòng chất vào tế bào. Quá trình chuyển hóa diễn ra thụ động (không tiêu tốn năng lượng) đối với các hợp chất có trọng lượng phân tử thấp. Vận chuyển tích cực có liên quan đến việc tiêu hao năng lượng được giải phóng trong quá trình phân hủy adenosine triphosphate (ATP). Phương pháp này diễn ra để chuyển các hợp chất hữu cơ.
Tham gia vào quá trình tiêu hóa	Các chất được lắng đọng trên màng tế bào (sự hấp thụ). Các thụ thể liên kết với chất nền, di chuyển nó vào trong tế bào. Một bong bóng được hình thành, nằm tự do bên trong tế bào. Hợp nhất, các túi như vậy tạo thành lysosome với các enzyme thủy phân.
Chức năng enzyme	Enzyme là thành phần thiết yếu của quá trình tiêu hóa nội bào. Các phản ứng cần có sự tham gia của chất xúc tác xảy ra với sự tham gia của enzyme.

Tầm quan trọng của màng tế bào

Màng tế bào tham gia vào việc duy trì cân bằng nội môi do tính chọn lọc cao của các chất vào và ra khỏi tế bào (trong sinh học, điều này được gọi là tính thấm chọn lọc).

Sự phát triển của plasmalemma chia tế bào thành các ngăn (ngăn) chịu trách nhiệm thực hiện các chức năng nhất định. Các màng được thiết kế đặc biệt tương ứng với mô hình khảm chất lỏng đảm bảo tính toàn vẹn của tế bào.

Màng tế bào- đây là màng tế bào thực hiện các chức năng sau: tách các chất trong tế bào và môi trường bên ngoài, vận chuyển có chọn lọc các chất (trao đổi với môi trường bên ngoài tế bào), nơi diễn ra một số phản ứng sinh hóa, sự liên kết của tế bào vào mô và sự tiếp nhận.

Màng tế bào được chia thành huyết tương (nội bào) và bên ngoài. Đặc tính chính của bất kỳ màng nào là tính bán thấm, nghĩa là khả năng chỉ truyền một số chất nhất định. Điều này cho phép trao đổi có chọn lọc giữa tế bào và môi trường bên ngoài hoặc trao đổi giữa các ngăn tế bào.

Màng huyết tương là cấu trúc lipoprotein. Lipid tự động tạo thành một lớp kép (lớp kép) và các protein màng “nổi” trong đó. Các màng này chứa hàng nghìn loại protein khác nhau: cấu trúc, chất vận chuyển, enzym, v.v. Giữa các phân tử protein có các lỗ để các chất ưa nước đi qua (lớp kép lipid ngăn cản sự xâm nhập trực tiếp của chúng vào tế bào). Các nhóm glycosyl (monosacarit và polysacarit) được gắn vào một số phân tử trên bề mặt màng, tham gia vào quá trình nhận biết tế bào trong quá trình hình thành mô.

Màng có độ dày khác nhau, thường dao động từ 5 đến 10 nm. Độ dày được xác định bởi kích thước của phân tử lipid lưỡng tính và là 5,3 nm. Độ dày màng tăng thêm là do kích thước của phức hợp protein màng. Tùy thuộc vào các điều kiện bên ngoài (cholesterol là chất điều hòa), cấu trúc của lớp kép có thể thay đổi để trở nên đặc hơn hoặc lỏng hơn - tốc độ di chuyển của các chất dọc theo màng phụ thuộc vào điều này.

Màng tế bào bao gồm: màng sinh chất, nhân tế bào, màng của lưới nội chất, bộ máy Golgi, lysosome, peroxisomes, ty thể, thể vùi, v.v..

Lipid không hòa tan trong nước (kỵ nước), nhưng hòa tan trong dung môi hữu cơ và chất béo (lipophilic). Thành phần lipid ở các màng khác nhau là không giống nhau. Ví dụ, màng sinh chất chứa rất nhiều cholesterol. Các lipid phổ biến nhất trong màng là phospholipids (glycerophosphatides), sphingomyelins (sphingolipids), glycolipids và cholesterol.

Phospholipid, sphingomyelin, glycolipid bao gồm hai phần khác nhau về mặt chức năng: phần kỵ nước không phân cực, không mang điện tích - “đuôi” bao gồm các axit béo, và phần ưa nước chứa các “đầu” cực tích điện - nhóm rượu (ví dụ, glixerol).

Phần kỵ nước của phân tử thường bao gồm hai axit béo. Một trong các axit đã bão hòa và axit thứ hai là không bão hòa. Điều này quyết định khả năng của lipid hình thành cấu trúc màng hai lớp (bilipid) một cách tự nhiên. Lipid màng thực hiện các chức năng sau: rào cản, vận chuyển, môi trường vi mô protein, điện trở của màng.

Các màng khác nhau ở tập hợp các phân tử protein. Nhiều protein màng bao gồm các vùng giàu axit amin phân cực (mang điện tích) và các vùng có axit amin không phân cực (glycine, alanine, valine, leucine). Những protein như vậy trong các lớp lipid của màng được đặt sao cho các phần không phân cực của chúng dường như được ngâm trong phần “chất béo” của màng, nơi đặt các phần kỵ nước của lipid. Phần cực (ưa nước) của các protein này tương tác với các đầu lipid và đối mặt với pha nước.

Màng sinh học có đặc điểm chung:

Màng là hệ thống khép kín không cho phép nội dung của tế bào và các ngăn của nó trộn lẫn. Vi phạm tính toàn vẹn của màng có thể dẫn đến chết tế bào;

di động bề mặt (phẳng, bên). Trong màng có sự chuyển động liên tục của các chất trên bề mặt;

sự bất đối xứng của màng. Cấu trúc của các lớp bên ngoài và bề mặt không đồng nhất về mặt hóa học, cấu trúc và chức năng.

Mô tả ngắn gọn:

Sazonov V.F. 1_1 Cấu trúc màng tế bào [Tài nguyên điện tử] // Kinesiologist, 2009-2018: [trang web]. Ngày cập nhật: 06/02/2018..__.201_).

_Cấu trúc và chức năng của màng tế bào được mô tả (từ đồng nghĩa: plasmalemma, plasmalemma, Biomembrane, màng tế bào, màng ngoài tế bào, màng tế bào, màng tế bào chất). Thông tin ban đầu này cần thiết cho cả tế bào học và để hiểu các quá trình hoạt động thần kinh: kích thích thần kinh, ức chế, hoạt động của các khớp thần kinh và thụ thể cảm giác. Màng tế bào (huyết tương) MỘT bổ đề hoặc huyết tươngồ

bổ đề)

Định nghĩa khái niệm

Điều chính trong định nghĩa này không phải là màng ngăn cách tế bào với môi trường, mà chính xác là nó kết nối tế bào với môi trường. Màng này là tích cực cấu trúc của tế bào, nó hoạt động liên tục.

Màng sinh học là một màng lưỡng phân tử siêu mỏng gồm phospholipid được bao bọc bởi protein và polysaccharides. Cấu trúc tế bào này làm cơ sở cho các đặc tính rào cản, cơ học và ma trận của sinh vật sống (Antonov V.F., 1996).

Hình ảnh tượng trưng của màng

Đối với tôi, màng tế bào trông giống như một hàng rào lưới có nhiều cửa bao quanh một lãnh thổ nhất định. Bất kỳ sinh vật sống nhỏ nào cũng có thể di chuyển tự do qua lại hàng rào này. Nhưng những du khách lớn hơn chỉ có thể vào bằng cửa, thậm chí không phải tất cả các cửa. Những vị khách khác nhau chỉ có chìa khóa cửa riêng của họ và họ không thể đi qua cửa của người khác. Vì vậy, qua hàng rào này liên tục có dòng du khách qua lại, bởi vì chức năng chính của hàng rào màng có hai mặt: tách lãnh thổ khỏi không gian xung quanh, đồng thời kết nối nó với không gian xung quanh. Đây là lý do tại sao hàng rào có nhiều lỗ và cửa - !

Tính chất màng

1. Tính thấm.

2. Tính bán thấm (thấm một phần).

3. Tính thấm có chọn lọc (đồng nghĩa: có chọn lọc).

4. Tính thấm tích cực (đồng nghĩa: vận chuyển tích cực).

5. Kiểm soát tính thấm.

Như bạn có thể thấy, đặc tính chính của màng là tính thấm của nó đối với các chất khác nhau.

6. Thực bào và pinocytosis.

7. Xuất bào.

8. Sự hiện diện của điện thế và điện thế hóa học, hay đúng hơn là sự chênh lệch điện thế giữa mặt trong và mặt ngoài của màng. Về mặt hình tượng, chúng ta có thể nói rằng “Màng biến tế bào thành “pin điện” bằng cách kiểm soát dòng ion”. Chi tiết: .

9. Thay đổi điện thế và hóa học.

10. Khó chịu. Các thụ thể phân tử đặc biệt nằm trên màng có thể kết nối với các chất truyền tín hiệu (điều khiển), do đó trạng thái của màng và toàn bộ tế bào có thể thay đổi. Các thụ thể phân tử kích hoạt các phản ứng sinh hóa để đáp ứng với sự kết nối của các phối tử (chất kiểm soát) với chúng. Điều quan trọng cần lưu ý là chất truyền tín hiệu tác động lên thụ thể từ bên ngoài và những thay đổi tiếp tục diễn ra bên trong tế bào. Hóa ra là màng truyền thông tin từ môi trường vào môi trường bên trong tế bào.

11. Hoạt tính xúc tác của enzyme. Các enzyme có thể được gắn vào màng hoặc liên kết với bề mặt của nó (cả bên trong và bên ngoài tế bào), và ở đó chúng thực hiện các hoạt động enzyme của mình.

12. Thay đổi hình dạng bề mặt và diện tích của nó. Điều này cho phép màng hình thành các phần phát triển bên ngoài hoặc ngược lại, xâm lấn vào trong tế bào.

13. Khả năng hình thành tiếp xúc với màng tế bào khác.

14. Độ bám dính - khả năng bám dính vào bề mặt cứng.

Danh sách tóm tắt các đặc tính của màng

Tính thấm.
Nhập bào, xuất bào, chuyển mã.
Tiềm năng.
Khó chịu.
Hoạt động của enzim.
Danh bạ.
Độ bám dính.

Chức năng màng

1. Cách ly không hoàn toàn nội dung bên trong với môi trường bên ngoài.

2. Điều quan trọng nhất trong hoạt động của màng tế bào là trao đổi nhiều chất giữa tế bào và môi trường gian bào. Điều này là do tính chất thấm của màng. Ngoài ra, màng còn điều chỉnh sự trao đổi này bằng cách điều chỉnh tính thấm của nó.

3. Một chức năng quan trọng khác của màng là tạo ra sự khác biệt về tiềm năng hóa học và điện giữa mặt trong và mặt ngoài của nó. Do đó, bên trong tế bào có điện thế âm - .

4. Màng cũng thực hiện trao đổi thông tin giữa tế bào và môi trường của nó. Các thụ thể phân tử đặc biệt nằm trên màng có thể liên kết với các chất kiểm soát (hormone, chất trung gian, chất điều biến) và kích hoạt các phản ứng sinh hóa trong tế bào, dẫn đến những thay đổi khác nhau trong hoạt động của tế bào hoặc trong cấu trúc của nó.

Băng hình:Cấu trúc màng tế bào

Video bài giảng:Chi tiết về cấu trúc và vận chuyển màng

Cấu trúc màng

Màng tế bào có tính chất phổ quát ba lớp kết cấu. Lớp mỡ ở giữa của nó liên tục, và các lớp protein trên và dưới bao phủ nó dưới dạng khảm các vùng protein riêng biệt. Lớp mỡ là cơ sở đảm bảo sự cách ly của tế bào với môi trường, cách ly nó với môi trường. Bản thân nó cho phép các chất hòa tan trong nước đi qua rất kém, nhưng lại dễ dàng cho phép các chất hòa tan trong chất béo đi qua. Do đó, tính thấm của màng đối với các chất hòa tan trong nước (ví dụ, các ion) phải được đảm bảo bằng các cấu trúc protein đặc biệt - và.

Dưới đây là ảnh vi mô của màng tế bào thực của các tế bào tiếp xúc thu được bằng kính hiển vi điện tử, cũng như bản vẽ sơ đồ cho thấy cấu trúc ba lớp của màng và tính chất khảm của các lớp protein của nó. Để phóng to hình ảnh, bấm vào nó.

Một hình ảnh riêng biệt của lớp lipid (chất béo) bên trong của màng tế bào, được thấm bằng các protein tích hợp. Lớp protein trên và dưới đã được loại bỏ để không cản trở việc quan sát lớp lipid kép

Hình trên: Sơ đồ biểu diễn từng phần của màng tế bào (màng tế bào), được đưa ra trên Wikipedia.

Xin lưu ý rằng lớp protein bên ngoài và bên trong đã được loại bỏ khỏi màng ở đây để chúng ta có thể nhìn rõ hơn lớp kép lipid béo ở trung tâm. Trong màng tế bào thực, các “đảo” protein lớn nổi bên trên và bên dưới màng mỡ (những quả bóng nhỏ trong hình), và màng trở nên dày hơn, có ba lớp: protein-chất béo-protein . Vì vậy, nó thực sự giống như một chiếc bánh sandwich gồm hai "miếng bánh mì" protein với một lớp "bơ" béo ở giữa, tức là. có cấu trúc ba lớp, không phải cấu trúc hai lớp.

Trong hình ảnh này, các quả bóng nhỏ màu xanh và trắng tương ứng với các “đầu” ưa nước (có thể thấm ướt) của lipid và các “dây” gắn với chúng tương ứng với các “đuôi” kỵ nước (không thấm ướt). Trong số các protein, chỉ có các protein màng đầu cuối không thể thiếu (các hạt màu đỏ và các vòng xoắn màu vàng) được hiển thị. Các chấm hình bầu dục màu vàng bên trong màng là các phân tử cholesterol. Chuỗi hạt màu vàng-xanh ở bên ngoài màng là chuỗi oligosacarit tạo thành glycocalyx. Glycocalyx là một loại carbohydrate (“đường”) “lông tơ” trên màng, được hình thành bởi các phân tử carbohydrate-protein dài nhô ra khỏi nó.

Cơ thể sống là một “túi chất béo protein” nhỏ chứa đầy chất lỏng giống như thạch bán lỏng, được thấm bằng màng và ống.

Thành của túi này được hình thành bởi một màng mỡ kép (lipid), được bao phủ bên trong và bên ngoài bằng protein - màng tế bào. Vì vậy người ta nói rằng màng có cấu trúc ba lớp : protein-chất béo-protein. Bên trong tế bào cũng có nhiều màng mỡ tương tự chia không gian bên trong thành các ngăn. Các màng tương tự bao quanh các bào quan của tế bào: nhân, ty thể, lục lạp. Vì vậy, màng là một cấu trúc phân tử phổ quát chung cho tất cả các tế bào và mọi sinh vật sống.

Bên trái không còn là mô hình thực mà là mô hình nhân tạo của một mảnh màng sinh học: đây là ảnh chụp nhanh tức thời của lớp kép phospholipid béo (tức là lớp kép) trong quá trình mô phỏng động lực phân tử của nó. Ô tính toán của mô hình được hiển thị - 96 phân tử PC ( f osphatidyl X olina) và 2304 phân tử nước, tổng cộng có 20544 nguyên tử.

Bên phải là mô hình trực quan của một phân tử cùng loại lipid mà từ đó lớp lipid kép màng được lắp ráp. Phía trên có đầu ưa nước (ưa nước), phía dưới có hai đuôi kỵ nước (sợ nước). Lipid này có tên đơn giản: 1-steroyl-2-docosahexaenoyl-Sn-glycero-3-phosphatidylcholine (18:0/22:6(n-3)cis PC), nhưng bạn không cần phải nhớ nó trừ khi bạn bạn dự định làm cho giáo viên của bạn ngất xỉu với kiến thức sâu rộng của bạn.

Một định nghĩa khoa học chính xác hơn về tế bào có thể được đưa ra:

là một hệ thống không đồng nhất có cấu trúc, có trật tự của các polyme sinh học được bao bọc bởi một màng hoạt động, tham gia vào một tập hợp các quá trình trao đổi chất, năng lượng và thông tin, đồng thời duy trì và tái tạo toàn bộ hệ thống.

Bên trong tế bào cũng được thấm màng và giữa các màng không có nước mà là một loại gel/sol nhớt có mật độ thay đổi. Do đó, các phân tử tương tác trong tế bào không trôi nổi tự do như trong ống nghiệm với dung dịch nước mà chủ yếu nằm (cố định) trên cấu trúc polymer của khung tế bào hoặc màng nội bào. Và các phản ứng hóa học do đó diễn ra bên trong tế bào gần giống như ở chất rắn chứ không phải ở chất lỏng. Màng ngoài bao quanh tế bào cũng được lót bằng các enzyme và thụ thể phân tử, khiến nó trở thành một phần rất tích cực của tế bào.

Màng tế bào (plasmalemma, plasmolemma) là một màng hoạt động ngăn cách tế bào với môi trường và kết nối nó với môi trường. © Sazonov V.F., 2016.

Từ định nghĩa này về màng, có thể suy ra rằng nó không chỉ giới hạn tế bào mà còn tích cực làm việc, kết nối nó với môi trường của nó.

Chất béo tạo nên màng rất đặc biệt nên các phân tử của nó thường được gọi không chỉ là chất béo mà còn gọi là chất béo. "lipid", "phospholipid", "sphingolipids". Màng màng là màng kép, nghĩa là nó bao gồm hai màng được dán lại với nhau. Vì vậy, trong sách giáo khoa người ta viết rằng nền tảng của màng tế bào bao gồm hai lớp lipid (hoặc " hai lớp", tức là một lớp kép). Đối với mỗi lớp lipid riêng lẻ, một mặt có thể được làm ướt bằng nước, nhưng mặt kia thì không. Vì vậy, những màng này dính vào nhau một cách chính xác bằng các mặt không thấm ướt của chúng.

Màng vi khuẩn

Thành tế bào nhân sơ của vi khuẩn gram âm bao gồm nhiều lớp, được thể hiện trong hình bên dưới.
Các lớp vỏ của vi khuẩn gram âm:
1. Màng tế bào chất ba lớp bên trong tiếp xúc với tế bào chất.
2. Thành tế bào bao gồm murein.
3. Màng tế bào chất ba lớp bên ngoài, có cùng hệ thống lipid với phức hợp protein như màng trong.
Sự giao tiếp của tế bào vi khuẩn gram âm với thế giới bên ngoài thông qua cấu trúc ba giai đoạn phức tạp như vậy không mang lại cho chúng lợi thế sống sót trong điều kiện khắc nghiệt so với vi khuẩn gram dương có màng kém mạnh hơn. Chúng cũng không chịu được nhiệt độ cao, độ axit tăng và thay đổi áp suất.

Video bài giảng:Màng huyết tương. E.V. Cheval, tiến sĩ.

Video bài giảng:Màng như một ranh giới tế bào. A. Ilyaskin

Tầm quan trọng của kênh ion màng

Dễ hiểu là chỉ những chất tan trong chất béo mới có thể thẩm thấu vào tế bào qua màng mỡ màng. Đây là chất béo, rượu, khí. Ví dụ, trong tế bào hồng cầu, oxy và carbon dioxide dễ dàng ra vào trực tiếp qua màng. Nhưng nước và các chất hòa tan trong nước (ví dụ như ion) không thể đi qua màng vào bất kỳ tế bào nào. Điều này có nghĩa là họ yêu cầu các lỗ đặc biệt. Nhưng nếu bạn chỉ tạo một lỗ trên màng mỡ, nó sẽ ngay lập tức đóng lại. Phải làm gì? Một giải pháp đã được tìm ra trong tự nhiên: cần tạo ra các cấu trúc vận chuyển protein đặc biệt và kéo căng chúng qua màng. Đây chính xác là cách các kênh được hình thành để các chất không hòa tan trong chất béo - kênh ion của màng tế bào đi qua.

Vì vậy, để tạo cho màng của nó các đặc tính bổ sung về tính thấm đối với các phân tử phân cực (ion và nước), tế bào sẽ tổng hợp các protein đặc biệt trong tế bào chất, sau đó được tích hợp vào màng. Chúng có hai loại: protein vận chuyển (ví dụ: vận chuyển ATPase) và protein hình thành kênh (người xây dựng kênh). Những protein này được gắn vào lớp mỡ kép của màng và hình thành các cấu trúc vận chuyển dưới dạng chất vận chuyển hoặc dưới dạng kênh ion. Các chất hòa tan trong nước khác nhau không thể đi qua màng màng mỡ giờ đây có thể đi qua các cấu trúc vận chuyển này.

Nói chung, các protein gắn vào màng còn được gọi là tích phân, chính xác là vì chúng dường như được bao gồm trong màng và xuyên qua nó. Các protein khác, không tách rời, tạo thành các hòn đảo, “nổi” trên bề mặt màng: trên bề mặt bên ngoài hoặc trên bề mặt bên trong của nó. Suy cho cùng, mọi người đều biết rằng chất béo là chất bôi trơn tốt và rất dễ lướt qua nó!

Kết luận

1. Nhìn chung, màng có ba lớp:

1) lớp protein “đảo” bên ngoài,

2) “biển” hai lớp béo (lớp lipid kép), tức là màng lipid kép,

3) một lớp protein “đảo” bên trong.

Nhưng cũng có một lớp lỏng lẻo bên ngoài - glycocalyx, được hình thành bởi các glycoprotein nhô ra khỏi màng. Chúng là các thụ thể phân tử mà các chất kiểm soát tín hiệu liên kết.

2. Cấu trúc protein đặc biệt được tích hợp vào màng, đảm bảo tính thấm của nó với các ion hoặc các chất khác. Chúng ta không được quên rằng ở một số nơi, biển chất béo được thấm qua các protein tích hợp. Và chính các protein không thể thiếu đã hình thành nên đặc biệt công trình giao thông màng tế bào (xem phần 1_2 Cơ chế vận chuyển qua màng). Thông qua chúng, các chất đi vào tế bào và cũng được đưa từ tế bào ra bên ngoài.

3. Ở bất kỳ phía nào của màng (bên ngoài và bên trong), cũng như bên trong màng, các protein enzyme đều có thể nằm, điều này ảnh hưởng đến cả trạng thái của màng và tuổi thọ của toàn bộ tế bào.

Vì vậy, màng tế bào là một cấu trúc linh hoạt, có thể thay đổi, hoạt động tích cực vì lợi ích của toàn bộ tế bào và kết nối nó với thế giới bên ngoài chứ không chỉ là một “lớp vỏ bảo vệ”. Đây là điều quan trọng nhất bạn cần biết về màng tế bào.

Trong y học, protein màng thường được sử dụng làm “mục tiêu” cho thuốc. Những mục tiêu như vậy bao gồm các thụ thể, kênh ion, enzyme và hệ thống vận chuyển. Gần đây, ngoài màng, các gen ẩn trong nhân tế bào cũng trở thành mục tiêu của thuốc.

Băng hình:Giới thiệu về sinh lý học của màng tế bào: Cấu trúc màng 1 (Vladimirov Yu.A.)

Băng hình:Lịch sử, cấu trúc và chức năng của màng tế bào: Cấu trúc màng 2 (Vladimirov Yu.A.)

Màng tế bào - cấu trúc phân tử bao gồm lipid và protein. Các tính chất và chức năng chính của nó:

tách nội dung của bất kỳ ô nào khỏi môi trường bên ngoài, đảm bảo tính toàn vẹn của nó;
kiểm soát và thiết lập sự trao đổi giữa môi trường và tế bào;
màng nội bào chia tế bào thành các ngăn đặc biệt: bào quan hoặc các ngăn.

Từ "màng" trong tiếng Latin có nghĩa là "phim". Nếu chúng ta nói về màng tế bào thì đó là sự kết hợp của hai màng có những đặc tính khác nhau.

Màng sinh học bao gồm ba loại protein:

Ngoại vi – nằm trên bề mặt phim;
Tích hợp - xuyên qua hoàn toàn màng;
Bán tích phân - một đầu thâm nhập vào lớp bilipid.

Màng tế bào thực hiện chức năng gì?

1. Thành tế bào là một màng tế bào bền, nằm bên ngoài màng tế bào chất. Nó thực hiện các chức năng bảo vệ, vận chuyển và cấu trúc. Có mặt ở nhiều thực vật, vi khuẩn, nấm và vi khuẩn cổ.

2. Cung cấp chức năng rào cản, nghĩa là trao đổi chất có chọn lọc, điều hòa, chủ động và thụ động với môi trường bên ngoài.

3. Có khả năng truyền và lưu trữ thông tin, đồng thời tham gia vào quá trình sao chép.

4. Thực hiện chức năng vận chuyển có thể vận chuyển các chất vào và ra khỏi tế bào qua màng.

5. Màng tế bào có tính dẫn điện một chiều. Nhờ đó, các phân tử nước có thể đi qua màng tế bào mà không bị chậm trễ và các phân tử của các chất khác xâm nhập có chọn lọc.

6. Với sự trợ giúp của màng tế bào, nước, oxy và chất dinh dưỡng được thu được và thông qua đó, các sản phẩm của quá trình chuyển hóa tế bào được loại bỏ.

7. Thực hiện quá trình trao đổi chất của tế bào qua màng và có thể thực hiện chúng bằng 3 loại phản ứng chính: pinocytosis, phagocytosis, exocytosis.

8. Màng đảm bảo tính đặc hiệu của các tiếp xúc giữa các tế bào.

9. Màng chứa nhiều thụ thể có khả năng nhận biết các tín hiệu hóa học - chất trung gian, hormone và nhiều hoạt chất sinh học khác. Vì vậy nó có khả năng làm thay đổi hoạt động trao đổi chất của tế bào.

10. Tính chất và chức năng cơ bản của màng tế bào:

Ma trận
rào cản
Chuyên chở
Năng lượng
Cơ khí
enzym
thụ thể
bảo vệ
Đánh dấu
tiềm năng sinh học

Màng sinh chất thực hiện chức năng gì trong tế bào?

Phân định nội dung của ô;
Thực hiện việc đưa các chất vào tế bào;
Giúp loại bỏ một số chất ra khỏi tế bào.

Cấu trúc màng tế bào

Màng tế bào gồm 3 loại lipid:

Glycolipid;
Phospholipid;
Cholesterol.

Về cơ bản, màng tế bào bao gồm protein và lipid và có độ dày không quá 11 nm. Từ 40 đến 90% lipid là phospholipid. Điều quan trọng cần lưu ý là glycolipids, một trong những thành phần chính của màng.

Cấu trúc của màng tế bào có ba lớp. Ở trung tâm có một lớp bilipid lỏng đồng nhất và các protein bao phủ nó ở cả hai mặt (giống như một bức tranh khảm), thâm nhập một phần vào độ dày. Protein cũng cần thiết để màng cho phép các chất đặc biệt vào và ra khỏi tế bào mà không thể xuyên qua lớp mỡ. Ví dụ, các ion natri và kali.

Điều này thật thú vị -