Мембрана клетки животных - это барьер между внутренней частью клетки и внешней средой, подобно тому, как кожа действует как барьер для тел позвоночных. В структура клеточной мембраны представляет собой жидкую мозаику, состоящую из трех типов органических молекул: липиды, белки и углеводы. Клеточная мембрана контролирует перемещение веществ, таких как питательные вещества и отходы, через мембрану в клетку и из нее.
Фосфолипидный бислой
Основные строительные блоки клеточной мембраны: фосфолипиды. Фосфолипиды содержат гидрофобный (нерастворимый в воде) конец, состоящий из двух цепочек жирных кислот неполярных молекул, таких как атомы углерода и атомы водорода. Другой конец гидрофильный (растворим в воде) и содержит полярные молекулы фосфата. Эти фосфолипиды расположены в бислое с их гидрофильными концевыми группами, открытыми для воды с каждой стороны мембраны, а гидрофобные неполярные молекулы защищены внутри двойного слоя. Липидный слой составляет примерно половину всей массы мембраны, в зависимости от типа мембраны. Холестерин - это еще один тип липидов в клеточной мембране. Молекулы холестерина расположены внутри бислоя, чтобы связывать молекулы жирных кислот и стабилизировать и укреплять мембрану.
Встроенные белки
Белки составляют от 25 до 75 процентов массы клеточной мембраны, в зависимости от типа мембраны. Мембранные белки вставляются в фосфолипидный бислой на открытых поверхностях и выполняют различные функции клетки. Белки считаются интегральными или периферическими, в зависимости от их ассоциации с мембраной. Периферические белки сидят на одной стороне поверхности мембраны и косвенно связываются посредством межбелковых взаимодействий. Интегральные, или трансмембранные, белки встроены в мембрану и подвергаются воздействию окружающей среды с обеих сторон.
Гликопротеины и гликолипиды
Углеводы составляют лишь небольшой процент клеточной мембраны, но выполняют важные функции. Молекулы углеводов обычно представляют собой короткие разветвленные цепи простых сахарных звеньев, которые ковалентно связаны. на поверхности клеточной мембраны к большинству интегральных мембранных белков и иногда к липидному бислою сам. Когда углеводы связаны с белками или липидами, они называются гликопротеинами и гликолипидами. Углеводы на поверхности клеточной мембраны значительно различаются между отдельными клетками, типами клеток, индивидуумами одного и того же вида и от вида к виду. Такое разнообразие позволяет углеводам функционировать как маркеры для дифференциации одной клетки от другой.
Функции и взаимодействия
Основная функция фосфолипидного бислоя - защищать и поддерживать клеточную структуру. Двухслойный позволяет плавность и движение связанных белков для необходимых белковых взаимодействий. Белковые взаимодействия необходимы для функционирования клеток.
Периферические белки действуют как рецепторы химических веществ, таких как гормоны, и позволяют клеткам передавать сигналы или узнавать их. На внутренней поверхности клетки они прикрепляются к цитоскелет, помогая поддерживать форму или катализировать реакции в цитоплазме. Интегральные белки транспортируют молекулы через поверхность мембраны, а те, которые связаны с углеводами в виде гликопротеинов, участвуют в распознавании от клетки к клетке.
Без разнообразных углеводных маркеров на поверхности внеклеточной мембраны клетки не смогли бы сортировать и дифференцировать клетки во время развития эмбриона, например, или позволить иммунной системе распознавать чужеродные клетки.