პლაზმური მემბრანა: განმარტება, სტრუქტურა და ფუნქცია (დიაგრამით)

პლაზმური მემბრანა არის დამცავი ბარიერი, რომელიც გარშემორტყმულია უჯრედის ინტერიერში. ასევე მოუწოდა უჯრედის მემბრანა, ეს სტრუქტურა ნახევრად ფოროვანია და გარკვეულ მოლეკულებს უშვებს უჯრედში და გარეთ. იგი ემსახურება როგორც საზღვარს უჯრედის შინაარსის შიგნით შენახვასა და მათი დაღვრის თავიდან ასაცილებლად.

ორივე პროკარიოტული და ეუკარიოტული უჯრედები აქვთ პლაზმური მემბრანა, მაგრამ მემბრანები განსხვავდება სხვადასხვა ორგანიზმების შორის. ზოგადად, პლაზმური მემბრანა შედგება ფოსფოლიპიდების და ცილებისგან.

ფოსფოლიპიდები ქმნიან პლაზმის მემბრანის ფუძეს. ფოსფოლიპიდის ძირითადი სტრუქტურა მოიცავს ა ჰიდროფობიური (წყლის შიშით) კუდი და ა ჰიდროფილური (წყლის მოყვარული) თავი. ფოსფოლიპიდი შედგება გლიცერინისა და პლუს უარყოფითად დამუხტული ფოსფატების ჯგუფისაგან, რომლებიც ქმნიან თავის თავს და ორი ცხიმოვანი მჟავა, რომლებიც არ ახდენენ მუხტს.

მიუხედავად იმისა, რომ თავთან ორი ცხიმოვანი მჟავაა დაკავშირებული, ისინი ერთიანად ერთიანდებიან. ეს ჰიდროფილური და ჰიდროფობიური დაბოლოებები საშუალებას იძლევა ა

თხევადი მოზაიკის მოდელი განმარტავს უჯრედის მემბრანის ფუნქციონირებას და სტრუქტურას.

პირველი, მემბრანა მოზაიკას ჰგავს, რადგან მასში სხვადასხვა მოლეკულებია, როგორიცაა ფოსფოლიპიდები და ცილები. მეორე, მემბრანა სითხეა, რადგან მოლეკულებს შეუძლიათ გადაადგილება. მთლიანი მოდელი გვიჩვენებს, რომ მემბრანა არ არის ხისტი და შეუძლია შეცვალოს.

უჯრედის მემბრანა დინამიურია და მის მოლეკულებს სწრაფად შეუძლიათ მოძრაობა. უჯრედები შეუძლია გააკონტროლოს მათი მემბრანის სითხის სითხე გარკვეული ნივთიერებების მოლეკულების რაოდენობის გაზრდით ან შემცირებით.

მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ სხვადასხვა ცხიმოვან მჟავებს შეუძლიათ შეადგინონ ფოსფოლიპიდები. ორი ძირითადი ტიპია გაჯერებული და გაჯერებული ცხიმოვანი მჟავები.

გაჯერებულ ცხიმოვან მჟავებს არ აქვთ ორმაგი ბმა და სამაგიეროდ აქვთ ნახშირბადის ობლიგაციების მაქსიმალური რაოდენობა ნახშირბადთან. გაჯერებულ ცხიმოვან მჟავებში მხოლოდ ერთი ბმების არსებობა აადვილებს ფოსფოლიპიდების მჭიდროდ შეფუთვას.

მეორეს მხრივ, უჯერი ცხიმოვანი მჟავების ნახშირბადებს აქვთ ორმაგი ბმა, ამიტომ მათი ერთად შეფუთვა უფრო რთულია. მათი ორმაგი ბმა იქმნება ჯაჭვებში და გავლენას ახდენს პლაზმური მემბრანის სითხეობაზე. ორმაგი ბმა ქმნის მეტ ადგილს გარსში არსებულ ფოსფოლიპიდებს შორის, ამიტომ ზოგიერთ მოლეკულას უფრო ადვილად გავლა შეუძლია.

გაჯერებული ცხიმები უფრო მყარია ოთახის ტემპერატურაზე, ხოლო უჯერი ცხიმოვანი მჟავები თხევადი ოთახის ტემპერატურაზე. გაჯერებული ცხიმის საერთო მაგალითი, რომელიც შეიძლება გქონდეთ სამზარეულოში, არის კარაქი.

უჯერი ცხიმის მაგალითია თხევადი ზეთი. ჰიდროგენიზაცია არის ქიმიური რეაქცია, რომლის შედეგადაც თხევადი ზეთი მარგარინივით მყარად გადაიქცევა. ნაწილობრივი ჰიდროგენაცია ზეთის ზოგიერთ მოლეკულას გაჯერებულ ცხიმებად აქცევს.

•••დანა ჩენი | მეცნიერება

თქვენ შეგიძლიათ გაყოთ უჯერი ცხიმები კიდევ ორ კატეგორიად: ცის-უჯერი ცხიმები და ტრანს-უჯერი ცხიმები. ცის-ს უჯერი ცხიმები ორმაგი ბმის ერთსა და იმავე მხარეს ორი წყალბადის აქვთ.

თუმცა, ტრანს-უჯერი ცხიმები აქვთ ორი წყალბადის ორმაგი ბმის მოპირდაპირე მხარეს. ეს დიდ გავლენას ახდენს მოლეკულის ფორმაზე. ცის-უჯერი ცხიმები და გაჯერებული ცხიმები ბუნებრივად გვხვდება, მაგრამ ტრანს-უჯერი ცხიმები იქმნება ლაბორატორიაში.

შესაძლოა, ბოლო წლების განმავლობაში გსმენიათ ჯანმრთელობასთან დაკავშირებული პრობლემები ტრანს ცხიმების მიღებასთან დაკავშირებით. გარდა ამისა, უჯერი ცხიმები ეწოდება, კვების მწარმოებლები ქმნიან ტრანსცხიმებს ნაწილობრივი ჰიდროგენიზაციის გზით. კვლევამ არ აჩვენა, რომ ხალხს აქვს ფერმენტები აუცილებელია ტრანს ცხიმების მეტაბოლიზირებისთვის, ამიტომ მათმა ჭამამ ​​შეიძლება გაზარდოს გულსისხლძარღვთა დაავადებების და დიაბეტის განვითარების რისკი.

ქოლესტერინი კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი მოლეკულაა, რომელიც გავლენას ახდენს პლაზმის მემბრანის სითხის სითხეში.

ქოლესტერინი არის ა სტეროიდული რომელიც ბუნებრივად ხდება მემბრანაში. მას აქვს ოთხი დაკავშირებული ნახშირბადის რგოლი და მოკლე კუდი და ის შემთხვევით ვრცელდება მთელ პლაზმურ მემბრანაში. ამ მოლეკულის მთავარი ფუნქციაა დაეხმაროს ფოსფოლიპიდების გაერთიანებას ისე, რომ ისინი ერთმანეთისგან ძალიან შორს არ იმოგზაურონ.

ამავე დროს, ქოლესტერინი უზრუნველყოფს გარკვეულ აუცილებელ მანძილს ფოსფოლიპიდებს შორის და ხელს უშლის მათ იმდენად მჭიდროდ შეფუთვაში, რომ მნიშვნელოვანი გაზები ვერ იღებენ. არსებითად, ქოლესტერინს შეუძლია დაარეგულიროს რა ტოვებს და შედის უჯრედში.

აუცილებელი ცხიმოვანი მჟავები, როგორიცაა ომეგა -3, წარმოადგენს პლაზმური მემბრანის ნაწილს და შეიძლება გავლენა მოახდინოს სითხეობაზეც. გვხვდება ისეთ საკვებში, როგორიცაა ცხიმიანი თევზი, ომეგა -3 ცხიმოვანი მჟავები თქვენი დიეტის მნიშვნელოვანი ნაწილია. მათი შეჭმის შემდეგ, თქვენს სხეულს შეუძლია ომეგა -3 დაამატოს უჯრედის მემბრანს, მათში ჩასმა ფოსფოლიპიდი ორსაფენიანი.

ომეგა -3 ცხიმოვან მჟავებს შეუძლიათ გავლენა მოახდინონ მემბრანაში ცილის აქტივობაზე და შეცვალონ გენების ექსპრესია.

პლაზმის მემბრანს აქვს სხვადასხვა სახის ცილები. ზოგი ამ ბარიერის ზედაპირზეა, ზოგი კი შიგნით არის ჩასმული. პროტეინებს შეუძლიათ უჯრედისთვის არხების ან რეცეპტორების როლი შეასრულონ.

ინტეგრალური მემბრანის ცილები განლაგებულია ფოსფოლიპიდური ფენის შიგნით. მათი უმეტესობა ტრანსმემბრანული ცილებია, რაც ნიშნავს, რომ მათი ნაწილები ჩანს ორივე ფენის ორივე მხარეს, რადგან ისინი გამოდიან.

ზოგადად, ინტეგრალური ცილები ხელს უწყობს უფრო დიდი მოლეკულების ტრანსპორტირებას, როგორიცაა გლუკოზა. სხვა ინტეგრალური ცილები იონების არხების როლს ასრულებენ.

ამ ცილებს აქვთ პოლარული და არაპოლარული რეგიონები, მსგავსი ფოსფოლიპიდებში. მეორეს მხრივ, პერიფერიული ცილები მდებარეობს ზედაპირზე ფოსფოლიპიდური შრის ფენა. ზოგჯერ ისინი ერთვის ინტეგრალურ ცილებს.

უჯრედებს აქვთ ბოჭკოების ქსელები, სახელწოდებით ციტოსკლეტი, რომლებიც უზრუნველყოფენ სტრუქტურას. ციტოსკლეტი როგორც წესი, არსებობს უჯრედის მემბრანის პირდაპირ და ურთიერთქმედებს მასთან. ციტო-ჩონჩხში ასევე არის ცილები, რომლებიც მხარს უჭერენ პლაზმურ მემბრანს.

მაგალითად, ცხოველთა უჯრედებს აქვთ აქტინის ძაფები, რომლებიც ქსელის როლს ასრულებენ. ეს ძაფები მიმაგრებულია პლაზმის მემბრანაზე შემაერთებელი ცილების საშუალებით. უჯრედებს სჭირდებათ ციტოსკლეტი სტრუქტურული მხარდაჭერისთვის და დაზიანების თავიდან ასაცილებლად.

ფოსფოლიპიდების მსგავსად, ცილებს აქვთ ჰიდროფილური და ჰიდროფობიური რეგიონები, რომლებიც პროგნოზირებენ მათ განთავსებას უჯრედის მემბრანაში.

მაგალითად, ტრანსმემბრანული ცილები აქვთ ჰიდროფილური და ჰიდროფობიური ნაწილები, ასე რომ ჰიდროფობიურ ნაწილებს შეუძლიათ გარსის გავლა და ურთიერთქმედება ჰიდროფობიურ კუდებთან ფოსფოლიპიდები.

პლაზმური მემბრანა აქვს ნახშირწყლები გლიკოპროტეინები, რომლებიც წარმოადგენენ ცილის ტიპს ნახშირწყლების მიერთებით, მემბრანაში არსებობს. ჩვეულებრივ, გლიკოპროტეინები განუყოფელი მემბრანის ცილებია. ნახშირწყლები გლიკოპროტეინებზე ხელს უწყობს უჯრედების ამოცნობას.

გლიკოლიპიდები არიან ლიპიდები (ცხიმები), რომლებსაც აქვთ ნახშირწყლები და ისინი ასევე არიან პლაზმური მემბრანის ნაწილი. მათ აქვთ ჰიდროფობიური ლიპიდური კუდები და ჰიდროფილური ნახშირწყლების თავები. ეს მათ საშუალებას აძლევს ურთიერთქმედება და დაუკავშირდნენ ფოსფოლიპიდურ შრეებს.

ზოგადად, ისინი ხელს უწყობენ მემბრანის სტაბილიზაციას და ხელს უწყობენ უჯრედულ კომუნიკაციას რეცეპტორების ან რეგულატორების როლში.

ამ ნახშირწყლების ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი მახასიათებელია ის, რომ ისინი მოქმედებენ ისე საიდენტიფიკაციო ნიშნები უჯრედის მემბრანაზე და ეს თამაშობს როლს იმუნიტეტში. ნახშირწყლები გლიკოპროტეინებისა და გლიკოლიპიდებისგან წარმოქმნის გლიკოკალიქსს უჯრედის გარშემო, რომელიც მნიშვნელოვანია იმუნური სისტემისთვის. გლიკოკალიქსი, რომელსაც ასევე უჯრედუჯრედულ მატრიქსს უწოდებენ, არის საფარი, რომელსაც აქვს ბუნდოვანი სახე.

ბევრ უჯრედს, მათ შორის ადამიანის და ბაქტერიულ უჯრედებს, აქვს ამ ტიპის საფარი. ადამიანებში გლიკოკალიქსი უნიკალურია თითოეულ ადამიანში გენები, ამიტომ იმუნურ სისტემას შეუძლია გამოიყენოს საფარი, როგორც საიდენტიფიკაციო სისტემა. თქვენს იმუნურ უჯრედებს შეუძლიათ აღიარონ ის საფარი, რომელიც თქვენ გეკუთვნით და არ დაესხმიან თავს თქვენს უჯრედებს.

პლაზმის მემბრანს აქვს სხვა როლები, მაგალითად, დახმარების გაწევა ტრანსპორტირება მოლეკულების და უჯრედ-უჯრედის კომუნიკაციის. გარსი საშუალებას იძლევა შაქარი, იონები, ამინომჟავების, წყალი, გაზები და სხვა მოლეკულები უჯრედში შესასვლელად ან გასასვლელად. იგი არა მხოლოდ აკონტროლებს ამ ნივთიერებების გავლას, არამედ განსაზღვრავს, თუ რამდენს შეუძლია გადაადგილება.

მოლეკულების პოლარობა ხელს უწყობს უჯრედში შესვლის ან გასვლის შესაძლებლობას.

Მაგალითად, არაპოლარული მოლეკულას შეუძლია პირდაპირ გაიაროს ფოსფოლიპიდური ფენა, მაგრამ პოლარული მათ უნდა გამოიყენონ ცილის არხები გასავლელად. ჟანგბადს, რომელიც არაპოლარულია, შეუძლია გადაადგილდეს ორ ფენაში, ხოლო შაქრებმა უნდა გამოიყენონ არხები. ეს ქმნის მასალების შერჩევით ტრანსპორტირებას უჯრედში და მის გარეთ.

პლაზმის მემბრანის შერჩევითი გამტარობა უჯრედებს მეტ კონტროლს აძლევს. მოლეკულების მოძრაობა ამ ბარიერზე ორ კატეგორიად იყოფა: პასიური ტრანსპორტი და აქტიური ტრანსპორტი. პასიური ტრანსპორტი არ საჭიროებს უჯრედისს ენერგიის გამოყენებას მოლეკულების გადასაადგილებლად, მაგრამ აქტიური ტრანსპორტი იყენებს ენერგიას აქედან ადენოზინტრიფოსფატი (ATP).

დიფუზია და ოსმოზი პასიური ტრანსპორტის მაგალითებია. შიგნით ხელი შეუწყო დიფუზიას, პლაზმური მემბრანის ცილები ხელს უწყობს მოლეკულების გადაადგილებას. საერთოდ, პასიური ტრანსპორტი მოიცავს ნივთიერებების გადაადგილებას მაღალი კონცენტრაციიდან დაბალ კონცენტრაციაზე.

მაგალითად, თუ უჯრედი გარშემორტყმულია ჟანგბადის მაღალი კონცენტრაციით, მაშინ ჟანგბადს შეუძლია თავისუფლად გადაადგილდეს ორსაფეხურიანი უჯრედის უჯრედის შიგნით.

Აქტიური ტრანსპორტი ხდება უჯრედის მემბრანის გადაღმა და ჩვეულებრივ მოიცავს ამ ფენაში ჩანერგილ ცილებს. ამ ტიპის ტრანსპორტი საშუალებას აძლევს უჯრედებს იმუშაონ კონცენტრაციის გრადიენტის წინააღმდეგ, რაც ნიშნავს, რომ მათ შეუძლიათ გადაადგილდნენ დაბალი კონცენტრაციიდან მაღალ კონცენტრაციაზე.

ეს მოითხოვს ენერგიას ATP სახით.

პლაზმური მემბრანა ასევე ეხმარება უჯრედის უჯრედის კომუნიკაციას. ამან შეიძლება გამოიწვიოს ნახშირწყლები მემბრანაში, რომლებიც ზედაპირზე გამოდის. მათ აქვთ სავალდებულო საიტები, რომლებიც ამის საშუალებას იძლევა უჯრედის სიგნალიზაცია. ერთი უჯრედის მემბრანის ნახშირწყლებს შეუძლიათ ურთიერთქმედება სხვა უჯრედის ნახშირწყლებთან.

პლაზმური მემბრანის ცილებს ასევე შეუძლიათ კომუნიკაციაში. ტრანსმემბრანული ცილები რეცეპტორების როლს ასრულებენ და შეუძლიათ შეუერთდნენ სასიგნალო მოლეკულებს.

მას შემდეგ, რაც სასიგნალო მოლეკულები ძალიან დიდია უჯრედში შესასვლელად, მათი ურთიერთქმედება ცილებთან ხელს უწყობს რეაგირების გზას. ეს ხდება მაშინ, როდესაც ცილა იცვლება სიგნალის მოლეკულასთან ურთიერთქმედების გამო და იწყება რეაქციების ჯაჭვი.

ზოგიერთ შემთხვევაში, უჯრედის მემბრანის რეცეპტორებს იყენებენ ორგანიზმის საწინააღმდეგოდ მის დასნებოვნებად. მაგალითად, ადამიანის იმუნოდეფიციტის ვირუსს (აივ) შეუძლია გამოიყენოს უჯრედის საკუთარი რეცეპტორები უჯრედში შესასვლელად და ინფიცირებისთვის.

აივ ინფექცია აქვს გარეგნულად გლიკოპროტეინის პროგნოზები, რომლებიც უჯრედების ზედაპირებზე არსებულ რეცეპტორებს შეესაბამება. ვირუსი შეიძლება ამ რეცეპტორებთან იყოს დაკავშირებული და შიგნით მოხვდეს.

უჯრედის ზედაპირზე მარკერის ცილების მნიშვნელობის კიდევ ერთი მაგალითი ჩანს ადამიანში სისხლის წითელი უჯრედები. ისინი გეხმარებათ A, B, AB ან O გაქვთ სისხლის ჯგუფი. ამ მარკერებს ანტიგენებს უწოდებენ და თქვენს სხეულს ეხმარება საკუთარი სისხლის უჯრედების ამოცნობაში.

ეუკარიოტები არ აქვთ უჯრედის კედლები, ამიტომ პლაზმური მემბრანა ერთადერთია, რაც ხელს უშლის უჯრედში ნივთიერებების შეღწევას ან გასვლას. თუმცა, პროკარიოტები და მცენარეებს აქვთ ორივე უჯრედის კედლები და პლაზმური მემბრანები. მხოლოდ პლაზმური მემბრანის არსებობა იძლევა ეუკარიოტული უჯრედების უფრო მოქნილობას.

პლაზმური მემბრანა ან უჯრედის მემბრანა მოქმედებს, როგორც ა დამცავი საფარი ეუკარიოტებსა და პროკარიოტებში უჯრედისისთვის. ამ ბარიერს აქვს ფორები, ამიტომ ზოგიერთ მოლეკულას შეუძლია უჯრედებში შესვლა ან გამოსვლა. ფოსფოლიპიდური ფენა მნიშვნელოვან როლს ასრულებს, როგორც უჯრედის მემბრანის ფუძეს. ქოლესტერინის და ცილების პოვნა ასევე შეგიძლიათ მემბრანაში. ნახშირწყლები მიმაგრებულია ცილებზე ან ლიპიდებზე, მაგრამ ისინი გადამწყვეტ როლს თამაშობენ იმუნიტეტში და უჯრედულ კომუნიკაციაში.

უჯრედის მემბრანაა ა სითხის სტრუქტურა რომ მოძრაობს და იცვლება. ეს მოზაიკას ჰგავს სხვადასხვა ჩანერგილი მოლეკულების გამო. პლაზმური მემბრანა გთავაზობთ უჯრედის მხარდაჭერას, ხოლო უჯრედის სიგნალიზაციასა და ტრანსპორტირებაში.