Millised on välise rakumembraani funktsioonid lühidalt. Mis on raku välismembraani funktsioon? Välise rakumembraani struktuur

rakumembraan nimetatakse ka plasma (või tsütoplasmaatiliseks) membraaniks ja plasmalemmaks. See struktuur mitte ainult ei eralda lahtri sisemist sisu väliskeskkond, vaid sisaldub ka enamiku rakuorganellide ja tuuma koostises, eraldades need omakorda hüaloplasmast (tsütosool) – tsütoplasma viskoos-vedelast osast. Leppime kokku helistamises tsütoplasmaatiline membraan selline, mis eraldab raku sisu väliskeskkonnast. Ülejäänud terminid viitavad kõigile membraanidele.

Raku (bioloogilise) membraani struktuuri aluseks on kahekordne lipiidide (rasvade) kiht. Sellise kihi moodustumine on seotud nende molekulide omadustega. Lipiidid ei lahustu vees, vaid kondenseeruvad selles omal moel. Ühe lipiidimolekuli üks osa on polaarne pea (seda tõmbab vesi, st hüdrofiilne) ja teine ​​​​on paar pikki mittepolaarseid sabasid (seda molekuliosa tõrjub vesi, st hüdrofoobne) . Selline molekulide struktuur paneb nad oma saba vee eest "peitma" ja oma polaarpead vee poole pöörama.

Selle tulemusena moodustub lipiidide kaksikkiht, milles mittepolaarsed sabad on sees (vastaste vastas), polaarpead aga väljapoole (väliskeskkonda ja tsütoplasmasse). Sellise membraani pind on hüdrofiilne, kuid sees on hüdrofoobne.

Rakumembraanides on lipiidide hulgas ülekaalus fosfolipiidid (need on komplekssed lipiidid). Nende pead sisaldavad fosforhappe jääke. Lisaks fosfolipiididele on olemas glükolipiidid (lipiidid + süsivesikud) ja kolesterool (kuulub steroolide hulka). Viimane annab membraanile jäikuse, paiknedes oma paksuselt ülejäänud lipiidide sabade vahel (kolesterool on täiesti hüdrofoobne).

Elektrostaatilise interaktsiooni tõttu kinnituvad lipiidide laetud peade külge teatud valgumolekulid, millest saavad pinnamembraani valgud. Teised valgud interakteeruvad mittepolaarsete sabadega, vajuvad osaliselt kaksikkihti või tungivad selle läbi ja läbi.

Seega koosneb rakumembraan lipiidide, pinnapealsete (perifeersete), sukeldatud (poolintegraalsete) ja läbistavate (integraalsete) valkude kaksikkihist. Lisaks on mõned membraani välisküljel olevad valgud ja lipiidid seotud süsivesikute ahelatega.

seda membraani struktuuri vedeliku mosaiikmudel esitati XX sajandi 70ndatel. Enne seda eeldati struktuuri sandwich-mudelit, mille kohaselt lipiidide kaksikkiht paikneb sees ning seest ja väljast on membraan kaetud pidevate pinnavalkude kihtidega. Kuid eksperimentaalsete andmete kogunemine lükkas selle hüpoteesi ümber.

Membraanide paksus erinevates rakkudes on umbes 8 nm. Membraanid (isegi ühe erinevad küljed) erinevad üksteisest protsentides mitmesugused lipiidid, valgud, ensümaatiline aktiivsus jne Mõned membraanid on vedelamad ja läbilaskvamad, teised tihedamad.

katkeb rakumembraan lipiidide kaksikkihi füüsikalis-keemiliste omaduste tõttu kergesti ühinevad. Membraani tasapinnal liiguvad lipiidid ja valgud (kui need pole tsütoskeleti poolt fikseeritud).

Rakumembraani funktsioonid

Enamik rakumembraani sukeldatud valke täidab ensümaatilist funktsiooni (need on ensüümid). Tihti (eriti rakuorganellide membraanides) on ensüümid paigutatud kindlasse järjestusse nii, et ühe ensüümi poolt katalüüsitud reaktsiooniproduktid lähevad teise, siis kolmanda jne. Tekib konveier, mis stabiliseerib pinnavalke, sest need ei tee seda võimaldavad ensüümidel ujuda mööda lipiidide kaksikkihti.

Rakumembraan täidab keskkonnast piiritlevat (barjääri) ja samal ajal transpordifunktsiooni. Võib öelda, et see on selle kõige olulisem eesmärk. Tugevuse ja selektiivse läbilaskvusega tsütoplasmaatiline membraan säilitab raku sisemise koostise (selle homöostaasi ja terviklikkuse) püsivuse.

Sel juhul toimub ainete transport erinevatel viisidel. Transport piki kontsentratsioonigradienti hõlmab ainete liikumist kõrgema kontsentratsiooniga piirkonnast madalama kontsentratsiooniga piirkonda (difusioon). Nii näiteks hajuvad gaasid (CO 2, O 2).

Samuti toimub transport kontsentratsioonigradiendi vastu, kuid energiakuluga.

Transport on passiivne ja kerge (kui mõni vedaja teda aitab). Rasvlahustuvate ainete puhul on võimalik passiivne difusioon läbi rakumembraani.

On olemas spetsiaalsed valgud, mis muudavad membraanid suhkruid ja muid vees lahustuvaid aineid läbilaskvaks. Need kandjad seostuvad transporditavate molekulidega ja tõmbavad need läbi membraani. Nii transporditakse glükoos punastesse verelibledesse.

Ühendusvalgud võivad moodustada poorid teatud ainete liikumiseks läbi membraani. Sellised kandjad ei liigu, vaid moodustavad membraanis kanali ja toimivad sarnaselt ensüümidele, sidudes spetsiifilist ainet. Ülekanne toimub valgu konformatsiooni muutumise tõttu, mille tõttu membraanis moodustuvad kanalid. Näiteks on naatrium-kaaliumpump.

Eukarüootse rakumembraani transpordifunktsioon realiseerub samuti endotsütoosi (ja eksotsütoosi) kaudu. Nende mehhanismide kaudu sisenevad rakku (ja sealt välja) suured biopolümeeride molekulid, isegi terved rakud. Endo- ja eksotsütoos ei ole iseloomulikud kõikidele eukarüootsetele rakkudele (prokarüootidel pole seda üldse). Nii et endotsütoosi täheldatakse algloomadel ja madalamatel selgrootutel; imetajatel absorbeerivad leukotsüüdid ja makrofaagid kahjulikke aineid ja baktereid, st endotsütoos täidab organismi kaitsefunktsiooni.

Endotsütoos jaguneb fagotsütoos(tsütoplasma ümbritseb suuri osakesi) ja pinotsütoos(vedeliku tilkade püüdmine selles lahustunud ainetega). Nende protsesside mehhanism on ligikaudu sama. Imendunud ained raku pinnal on ümbritsetud membraaniga. Moodustub vesiikul (fagotsüütiline või pinotsüütne), mis seejärel liigub rakku.

Eksotsütoos on ainete (hormoonid, polüsahhariidid, valgud, rasvad jne) eemaldamine rakust tsütoplasmaatilise membraani abil. Need ained on suletud membraani vesiikulitesse, mis sobivad rakumembraaniga. Mõlemad membraanid ühinevad ja sisu on väljaspool rakku.

Tsütoplasmaatiline membraan täidab retseptori funktsiooni. Selle eest tema peale väljaspool paiknevad struktuurid, mis suudavad ära tunda keemilise või füüsikalise stiimuli. Mõned plasmalemma tungivad valgud on väljastpoolt ühendatud polüsahhariidahelatega (moodustavad glükoproteiine). Need on omapärased molekulaarsed retseptorid, mis püüavad kinni hormoonid. Kui konkreetne hormoon seondub oma retseptoriga, muudab see selle struktuuri. See omakorda käivitab rakulise reaktsioonimehhanismi. Samal ajal võivad kanalid avaneda ja teatud ained võivad hakata rakku sisenema või sealt eemaldada.

Rakumembraanide retseptori funktsiooni on hormooninsuliini toime põhjal hästi uuritud. Kui insuliin seondub oma glükoproteiini retseptoriga, aktiveerub selle valgu katalüütiline rakusisene osa (ensüüm adenülaattsüklaas). Ensüüm sünteesib ATP-st tsüklilist AMP-d. Juba see aktiveerib või pärsib erinevaid raku ainevahetuse ensüüme.

Tsütoplasmaatilise membraani retseptori funktsioon hõlmab ka sama tüüpi naaberrakkude äratundmist. Sellised rakud on üksteisega seotud erinevate rakkudevaheliste kontaktidega.

Kudedes saavad rakud rakkudevaheliste kontaktide abil omavahel infot vahetada, kasutades selleks spetsiaalselt sünteesitud madala molekulmassiga aineid. Sellise interaktsiooni üheks näiteks on kontakti pärssimine, kui rakud lakkavad kasvama pärast teabe saamist, et vaba ruum on hõivatud.

Rakkudevahelised kontaktid on lihtsad (erinevate rakkude membraanid on üksteise kõrval), lukustuvad (ühe raku membraani invagineerimine teise), desmosoomid (kui membraanid on ühendatud tsütoplasmasse tungivate põikkiudude kimpudega). Lisaks on vahendajate (vahendajate) tõttu rakkudevaheliste kontaktide variant - sünapsid. Nendes edastatakse signaali mitte ainult keemiliselt, vaid ka elektriliselt. Sünapsid edastavad signaale närvirakkude vahel, samuti närvist lihasesse.

Kamber— kudede ja elundite isereguleeruv struktuurne ja funktsionaalne üksus. Elundite ja kudede ehituse rakuteooria töötasid välja Schleiden ja Schwann 1839. aastal. Seejärel õnnestus elektronmikroskoopia ja ultratsentrifuugimise abil selgitada kõigi looma- ja taimerakkude peamiste organellide ehitust (joon. 1).

Riis. 1. Loomorganismide raku ehituse skeem

Raku peamised osad on tsütoplasma ja tuum. Iga rakku ümbritseb väga õhuke membraan, mis piirab selle sisu.

Rakumembraani nimetatakse plasmamembraan ja seda iseloomustab selektiivne läbilaskvus. See omadus võimaldab olulisi toitaineid ja keemilised elemendid satuvad rakku sisse ja sealt väljuvad liigsed tooted. Plasmamembraan koosneb kahest lipiidimolekulide kihist, millesse on kaasatud spetsiifilised valgud. Peamised membraani lipiidid on fosfolipiidid. Need sisaldavad fosforit, polaarpead ja kahte mittepolaarset pika ahelaga rasvhapete saba. Membraanlipiidide hulka kuuluvad kolesterool ja kolesterooli estrid. Vastavalt struktuuri vedeliku mosaiikmudelile sisaldavad membraanid valgu- ja lipiidimolekule, mis võivad seguneda kaksikkihiga. Iga membraanitüübi jaoks mis tahes loomarakk mida iseloomustab suhteliselt püsiv lipiidide koostis.

Membraanvalgud jagunevad nende struktuuri järgi kahte tüüpi: integraalsed ja perifeersed. Perifeerseid valke saab membraanist eemaldada ilma seda hävitamata. Membraanvalke on nelja tüüpi: transportvalgud, ensüümid, retseptorid ja struktuurvalgud. Mõnedel membraanivalkudel on ensümaatiline aktiivsus, teised aga seovad teatud aineid ja hõlbustavad nende ülekandumist rakku. Valgud pakuvad ainete liikumiseks läbi membraanide mitmeid teid: need moodustavad suuri poore, mis koosnevad mitmest valgu alaühikust, mis võimaldavad veemolekulidel ja ioonidel rakkude vahel liikuda; moodustavad ioonikanaleid, mis on spetsialiseerunud teatud tüüpi ioonide liikumiseks läbi membraani teatud tingimustel. Struktuursed valgud on seotud sisemise lipiidikihiga ja moodustavad raku tsütoskeleti. Tsütoskelett annab rakumembraanile mehaanilise tugevuse. Erinevates membraanides moodustavad valgud 20–80% massist. Membraanvalgud võivad külgtasandil vabalt liikuda.

Membraanis on ka süsivesikuid, mis võivad kovalentselt seostuda lipiidide või valkudega. Membraani süsivesikuid on kolme tüüpi: glükolipiidid (gangliosiidid), glükoproteiinid ja proteoglükaanid. Enamik membraanilipiide on vedelas olekus ja neil on teatav voolavus, s.t. võime liikuda ühest piirkonnast teise. Membraani välisküljel on retseptorkohad, mis seovad erinevaid hormoone. Membraani teised spetsiifilised osad ei suuda ära tunda ega siduda mõningaid nendele rakkudele võõraid valke ja erinevaid bioloogiliselt aktiivseid ühendeid.

Raku siseruum on täidetud tsütoplasmaga, milles toimub enamik ensüümide poolt katalüüsitud raku ainevahetuse reaktsioone. Tsütoplasma koosneb kahest kihist: sisemisest, mida nimetatakse endoplasmaks, ja perifeersest, ektoplasmast, millel on kõrge viskoossus ja millel puuduvad graanulid. Tsütoplasma sisaldab kõiki raku või organelli komponente. Rakuorganellidest on olulisemad endoplasmaatiline retikulum, ribosoomid, mitokondrid, Golgi aparaat, lüsosoomid, mikrofilamendid ja mikrotuubulid, peroksisoomid.

Endoplasmaatiline retikulum on omavahel ühendatud kanalite ja õõnsuste süsteem, mis tungib läbi kogu tsütoplasma. See tagab ainete transpordi keskkonnast ja rakkude seest. Endoplasmaatiline retikulum toimib ka rakusiseste Ca 2+ ioonide depoona ja on rakus lipiidide sünteesi peamine koht.

Ribosoomid - mikroskoopilised sfäärilised osakesed läbimõõduga 10-25 nm. Ribosoomid paiknevad vabalt tsütoplasmas või kinnituvad endoplasmaatilise retikulumi ja tuumamembraani membraanide välispinnale. Nad suhtlevad info- ja transpordi-RNA-ga ning neis toimub valgusüntees. Nad sünteesivad valke, mis sisenevad tsisternidesse või Golgi aparaati ja vabanevad seejärel väljast. Tsütoplasmas vabad ribosoomid sünteesivad valku, mida rakk ise kasutab, ja endoplasmaatilise retikulumiga seotud ribosoomid toodavad valku, mis eritub rakust. Ribosoomides sünteesitakse erinevaid funktsionaalseid valke: kandevalgud, ensüümid, retseptorid, tsütoskeleti valgud.

golgi aparaat moodustub torukeste, tsisternide ja vesiikulite süsteemist. See on seotud endoplasmaatilise retikulumiga ja siia sattunud bioloogiliselt aktiivsed ained säilitatakse tihendatud kujul sekretoorsetes vesiikulites. Viimased eraldatakse pidevalt Golgi aparaadist, transporditakse rakumembraanile ja ühinevad sellega ning vesiikulites sisalduvad ained eemaldatakse rakust eksotsütoosi käigus.

Lüsosoomid - osakesed, mis on ümbritsetud membraaniga suurusega 0,25-0,8 mikronit. Need sisaldavad arvukalt ensüüme, mis osalevad valkude, polüsahhariidide, rasvade, nukleiinhapete, bakterite ja rakkude lagunemisel.

Peroksisoomid moodustuvad siledast endoplasmaatilisest retikulumist, meenutavad lüsosoome ja sisaldavad ensüüme, mis katalüüsivad vesinikperoksiidi lagunemist, mis lõhustub peroksidaaside ja katalaasi toimel.

Mitokondrid sisaldavad välis- ja sisemembraane ning on raku "energiajaam". Mitokondrid on ümmargused või piklikud topeltmembraaniga struktuurid. Sisemembraan moodustab mitokondritesse ulatuvad voldid - cristae. Nendes sünteesitakse ATP-d, oksüdeeritakse Krebsi tsükli substraadid ja viiakse läbi palju biokeemilisi reaktsioone. Mitokondrites moodustunud ATP molekulid hajuvad raku kõikidesse osadesse. Mitokondrid sisaldavad vähesel määral DNA-d, RNA-d, ribosoome ning nende osalusel toimub uuenemine ja uute mitokondrite süntees.

Mikrokiud on õhukesed valgufilamendid, mis koosnevad müosiinist ja aktiinist ning moodustavad raku kontraktiilse aparatuuri. Mikrokiud osalevad rakumembraani voltide või väljaulatuvate osade moodustamisel, samuti erinevate struktuuride liikumisel rakkude sees.

mikrotuubulid moodustavad tsütoskeleti aluse ja annavad selle tugevuse. Tsütoskelett annab rakkudele iseloomuliku välimuse ja kuju, toimib rakusiseste organellide ja erinevate kehade kinnituskohana. Närvirakkudes osalevad mikrotuubulite kimbud ainete transportimisel rakukehast aksonite otstesse. Nende osalusel viiakse läbi mitootilise spindli toimimine raku jagunemise ajal. Nad mängivad eukarüootide villides ja lipudes motoorsete elementide rolli.

Tuum on raku põhistruktuur, osaleb pärilike tunnuste edasikandumises ja valkude sünteesis. Tuum on ümbritsetud tuumamembraaniga, mis sisaldab palju tuumapoore, mille kaudu toimub tuuma ja tsütoplasma vahel erinevate ainete vahetus. Selle sees on tuum. Tuumakese oluline roll ribosomaalse RNA ja histooni valkude sünteesis on kindlaks tehtud. Ülejäänud tuum sisaldab kromatiini, mis koosneb DNA-st, RNA-st ja paljudest spetsiifilistest valkudest.

Rakumembraani funktsioonid

Rakumembraanidel on oluline roll intratsellulaarse ja rakkudevahelise metabolismi reguleerimisel. Nad on valikulised. Nende spetsiifiline struktuur võimaldab pakkuda tõkke-, transpordi- ja reguleerimisfunktsioone.

barjäärifunktsioon See väljendub vees lahustunud ühendite läbitungimise piiramises läbi membraani. Membraan ei lase läbi suuri valgumolekule ja orgaanilisi anioone.

Reguleeriv funktsioon membraan on rakusisese metabolismi reguleerimine vastusena keemilistele, bioloogilistele ja mehaanilistele mõjudele. Spetsiaalsed membraaniretseptorid tajuvad mitmesuguseid mõjusid, millele järgneb ensüümide aktiivsuse muutus.

transpordifunktsioon läbi bioloogiliste membraanide saab läbi viia passiivselt (difusioon, filtreerimine, osmoos) või aktiivse transpordi abil.

Difusioon - gaasi või lahustunud aine liikumine mööda kontsentratsiooni ja elektrokeemilist gradienti. Difusioonikiirus sõltub rakumembraani läbilaskvusest, samuti laenguta osakeste kontsentratsioonigradiendist, laetud osakeste elektrilisest ja kontsentratsioonigradiendist. lihtne difusioon toimub lipiidide kaksikkihi või kanalite kaudu. Laetud osakesed liiguvad mööda elektrokeemilist gradienti, laenguta osakesed aga järgivad keemilist gradienti. Näiteks hapnik, steroidhormoonid, uurea, alkohol jne tungivad läbi membraani lipiidkihi lihtsa difusiooni teel. Läbi kanalite liiguvad erinevad ioonid ja osakesed. Ioonkanalid moodustuvad valkudest ja need jagunevad väravatega ja kontrollimatuteks kanaliteks. Olenevalt selektiivsusest on olemas ioonselektiivsed köied, mis lasevad läbi ainult ühe iooni, ja kanaleid, millel selektiivsus puudub. Kanalitel on suu ja selektiivne filter ning juhitavatel kanalitel on väravamehhanism.

hõlbustatud difusioon - protsess, mille käigus transporditakse aineid läbi membraani spetsiaalsete membraanikandjavalkude abil. Nii satuvad rakku aminohapped ja monosuhkrud. See transpordiviis on väga kiire.

Osmoos - vee liikumine läbi membraani madalama osmootse rõhuga lahusest kõrgema osmootse rõhuga lahusesse.

Aktiivne transport - ainete ülekandmine kontsentratsioonigradienti vastu, kasutades transpordi-ATPAase (ioonpumpasid). See ülekanne toimub energia kulutamisel.

Suuremal määral on uuritud Na + /K + -, Ca 2+ - ja H + pumpasid. Pumbad asuvad rakumembraanidel.

Aktiivne transport on endotsütoos ja eksotsütoos. Suuremad ained (valgud, polüsahhariidid, nukleiinhapped), mida ei saa üle kanalite kanda. Seda transporti esineb sagedamini soolestiku epiteelirakkudes, neerutuubulites ja veresoonte endoteelis.

Kell Endotsütoosi korral moodustavad rakumembraanid rakku invaginatsioonid, mis nöörimisel muutuvad vesiikuliteks. Eksotsütoosi käigus kanduvad vesiikulid koos sisuga rakumembraanile ja ühinevad sellega ning vesiikulite sisu vabaneb rakuvälisesse keskkonda.

Rakumembraani struktuur ja funktsioonid

Elusrakkudes elektripotentsiaalide olemasolu tagavate protsesside mõistmiseks on eelkõige vaja mõista rakumembraani ehitust ja selle omadusi.

Praegu pälvib suurimat tunnustust S. Singeri ja G. Nicholsoni 1972. aastal välja pakutud membraani vedelik-mosaiikmudel, mille aluseks on kahekordne fosfolipiidide kiht (kakskiht), molekuli hüdrofoobsed fragmendid. millest on sukeldatud membraani paksusesse ja polaarsed hüdrofiilsed rühmad on suunatud väljapoole, need. keskkonda veekeskkond(Joonis 2).

Membraanvalgud paiknevad membraani pinnal või võivad olla hüdrofoobses tsoonis erinevatel sügavustel. Mõned valgud tungivad läbi ja läbi membraani ning mõlemal pool rakumembraani leidub sama valgu erinevaid hüdrofiilseid rühmi. Plasmamembraanis leiduvatel valkudel on väga oluline roll: nad osalevad ioonkanalite moodustamises, täidavad membraanipumpade ja erinevate ainete kandjate rolli ning võivad täita ka retseptori funktsiooni.

Rakumembraani põhifunktsioonid: barjäär, transport, reguleeriv, katalüütiline.

Barjäärifunktsioon on piirata vees lahustuvate ühendite difusiooni läbi membraani, mis on vajalik rakkude kaitsmiseks võõrkehade, mürgised ained ja erinevate ainete suhteliselt püsiva sisalduse säilitamine rakkudes. Seega võib rakumembraan aeglustada erinevate ainete difusiooni 100 000-10 000 000 korda.

Riis. 2. Singer-Nicolsoni membraani vedelik-mosaiikmudeli kolmemõõtmeline skeem

Näidatud on lipiidide kaksikkihti põimitud globulaarsed integraalsed valgud. Mõned valgud on ioonkanalid, teised (glükoproteiinid) sisaldavad oligosahhariidide kõrvalahelaid, mis osalevad rakkude üksteise äratundmises ja rakkudevahelises koes. Kolesterooli molekulid külgnevad tihedalt fosfolipiidide peadega ja fikseerivad "sabade" külgnevad alad. Fosfolipiidmolekuli sabade sisemised piirkonnad ei ole nende liikumises piiratud ja vastutavad membraani voolavuse eest (Bretscher, 1985).

Membraanis on kanalid, mille kaudu ioonid tungivad. Kanalid on potentsiaalselt sõltuvad ja potentsiaalselt sõltumatud. Potentsiaaliga piiratud kanalid avatud, kui potentsiaalide erinevus muutub, ja potentsiaalist sõltumatu(hormoonreguleeritud) avanevad, kui retseptorid interakteeruvad ainetega. Kanaleid saab avada või sulgeda tänu väravatele. Membraanisse on sisse ehitatud kahte tüüpi väravad: aktiveerimine(kanali sügavuses) ja inaktiveerimine(kanali pinnal). Värav võib olla ühes kolmest olekust:

• avatud olek (mõlemat tüüpi väravad on avatud);
• suletud olek (aktiveerimisvärav suletud);
• inaktiveerimise olek (inaktiveerimisväravad on suletud).

Teine membraanide iseloomulik tunnus on võime selektiivselt üle kanda anorgaanilisi ioone, toitaineid ja erinevaid ainevahetusprodukte. On olemas passiivse ja aktiivse ainete ülekande (transpordi) süsteemid. Passiivne transport toimub ioonikanalite kaudu kandevalkude abiga või ilma ning selle liikumapanev jõud on ioonide elektrokeemiliste potentsiaalide erinevus rakusisese ja ekstratsellulaarse ruumi vahel. Ioonikanalite selektiivsuse määravad selle geomeetrilised parameetrid ning kanali seinu ja suud vooderdavate rühmade keemiline olemus.

Praegu on kõige paremini uuritud kanalid, millel on selektiivne läbilaskvus Na +, K +, Ca 2+ ioonide ja ka vee jaoks (nn akvaporiinid). Ioonikanali läbimõõt, hinnanguline erinevaid uuringuid, on 0,5-0,7 nm. Ribalaius kanalid võivad varieeruda, läbi ühe ioonkanali võib läbida 10 7 - 10 8 iooni sekundis.

Aktiivne transport toimub energiakuluga ja seda teostavad nn ioonpumbad. Ioonpumbad on membraani põimitud molekulaarsed valgustruktuurid, mis viivad ioonid läbi kõrgema elektrokeemilise potentsiaali suunas.

Pumpade töö toimub ATP hüdrolüüsi energia tõttu. Hetkel Na + / K + - ATPaas, Ca 2+ - ATPaas, H + - ATPaas, H + / K + - ATPaas, Mg 2+ - ATPaas, mis tagavad Na +, K +, Ca 2+ ioonide liikumise. H+, Mg2+ isoleeritud või konjugeeritud (Na+ ja K+; H+ ja K+). Aktiivse transpordi molekulaarne mehhanism ei ole täielikult välja selgitatud.

Organismide, aga ka taimede, loomade ja inimeste ehituse uurimine on bioloogia haru, mida nimetatakse tsütoloogiaks. Teadlased on leidnud, et selle sees oleva raku sisu on üsna keeruline. Seda ümbritseb nn pinnaaparaat, mis hõlmab raku välismembraani, membraaniüleseid struktuure: glükokalüks ja mikrofilamendid, peliikulid ja mikrotuubulid, mis moodustavad selle submembraanse kompleksi.

Selles artiklis uurime välise rakumembraani struktuuri ja funktsioone, mis on osa erinevat tüüpi rakkude pinnaaparaadist.

Millised on raku välismembraani funktsioonid?

Nagu varem kirjeldatud, on välismembraan iga raku pinnaaparaadi osa, mis eraldab edukalt selle sisemise sisu ja kaitseb rakuorganelle ebasoodsate keskkonnatingimuste eest. Teine ülesanne on tagada ainete vahetus rakusisu ja koevedeliku vahel, seetõttu transpordib raku välimine membraan tsütoplasmasse sisenevaid molekule ja ioone, samuti aitab eemaldada toksiine ja ülejääke. mürgised ained rakust.

Rakumembraani struktuur

membraanid või plasmamembraanid erinevat tüüpi rakud on väga erinevad. Peamiselt keemiline struktuur, samuti lipiidide, glükoproteiinide, valkude suhteline sisaldus neis ja vastavalt ka neis olevate retseptorite olemus. Väline, mille määrab peamiselt glükoproteiinide individuaalne koostis, osaleb keskkonna stiimulite äratundmises ja raku enda reaktsioonides nende tegevusele. Teatud tüüpi viirused võivad interakteeruda rakumembraanide valkude ja glükolipiididega, mille tulemusena nad tungivad rakku. Herpes- ja gripiviirused võivad oma kaitsekesta ehitada.

Ja viirused ja bakterid, nn bakteriofaagid, kinnituvad rakumembraanile ja lahustavad selle kokkupuutepunktis spetsiaalse ensüümi abil. Seejärel liigub moodustunud auku viiruse DNA molekul.

Eukarüootide plasmamembraani struktuuri tunnused

Tuletage meelde, et raku välimine membraan täidab transpordi funktsiooni, see tähendab ainete ülekandmist sellesse ja sealt välja väliskeskkonda. Sellise protsessi läbiviimiseks on vaja spetsiaalset struktuuri. Tõepoolest, plasmalemma on kõigi jaoks pidev ja universaalne pinnaaparaadi süsteem. See on õhuke (2-10 Nm), kuid üsna tihe mitmekihiline kile, mis katab kogu raku. Selle struktuuri uurisid 1972. aastal sellised teadlased nagu D. Singer ja G. Nicholson, nad lõid ka rakumembraani vedeliku-mosaiikmudeli.

Peamised seda moodustavad keemilised ühendid on valkude ja teatud fosfolipiidide järjestatud molekulid, mis paiknevad vedelas lipiidkeskkonnas ja meenutavad mosaiiki. Seega koosneb rakumembraan kahest lipiidide kihist, mille mittepolaarsed hüdrofoobsed "sabad" asuvad membraani sees ning polaarsed hüdrofiilsed pead on suunatud raku tsütoplasma ja rakkudevahelise vedeliku poole.

Lipiidikihti tungivad läbi suured valgumolekulid, mis moodustavad hüdrofiilseid poore. Just nende kaudu vesilahused glükoos ja mineraalsoolad. Mõned valgumolekulid paiknevad nii plasmalemma välis- kui ka sisepinnal. Seega on kõigi tuumadega organismide rakkude välisel rakumembraanil süsivesikute molekulid, mis on seotud kovalentsete sidemetega glükolipiidide ja glükoproteiinidega. Süsivesikute sisaldus rakumembraanides on vahemikus 2 kuni 10%.

Prokarüootsete organismide plasmalemma struktuur

Välimine rakumembraan täidab prokarüootidel sarnaseid funktsioone tuumaorganismide rakkude plasmamembraanidega, nimelt: väliskeskkonnast tuleva teabe tajumine ja edastamine, ioonide ja lahuste transport rakku ja sealt välja ning raku kaitsmine. tsütoplasma välistest reaktiividest. See võib moodustada mesosoome - struktuure, mis tekivad siis, kui plasmalemma tungib rakku. Need võivad sisaldada ensüüme, mis osalevad prokarüootide metaboolsetes reaktsioonides, näiteks DNA replikatsioonis, valkude sünteesis.

Mesosoomid sisaldavad ka redoksensüüme, fotosünteetikumid aga bakterioklorofülli (bakterites) ja fükobiliini (tsüanobakterites).

Välismembraanide roll rakkudevahelistes kontaktides

Jätkates vastamist küsimusele, milliseid funktsioone täidab välimine rakumembraan, peatume pikemalt selle rollil taimerakkudes Taimerakkudes tekivad rakuvälise membraani seintesse poorid, mis lähevad tselluloosikihti. Nende kaudu on võimalik raku tsütoplasma väljumine väljapoole, selliseid õhukesi kanaleid nimetatakse plasmodesmaatideks.

Tänu neile on ühendus naabertaimerakkude vahel väga tugev. Inimese ja looma rakkudes nimetatakse külgnevate rakumembraanide kokkupuutekohti desmosoomideks. Need on iseloomulikud endoteeli- ja epiteelirakkudele ning neid leidub ka kardiomüotsüütides.

Plasmalemma abimoodustised

Et mõista, kuidas taimerakud loomadest erinevad, aitab see uurida nende plasmamembraanide struktuurseid iseärasusi, mis sõltuvad sellest, milliseid funktsioone välimine rakumembraan täidab. Loomarakkudes on selle kohal glükokalüksi kiht. Selle moodustavad polüsahhariidimolekulid, mis on seotud raku välismembraani valkude ja lipiididega. Tänu glükokalüksile toimub rakkude vahel adhesioon (kleepumine), mis viib kudede moodustumiseni, seetõttu osaleb see plasmalemma signaalimisfunktsioonis - keskkonna stiimulite äratundmises.

Kuidas toimub teatud ainete passiivne transport läbi rakumembraanide

Nagu varem mainitud, osaleb raku välimine membraan ainete transportimise protsessis raku ja väliskeskkonna vahel. Plasmalemma kaudu on kahte tüüpi transporti: passiivne (difusioon) ja aktiivne transport. Esimene hõlmab difusiooni, hõlbustatud difusiooni ja osmoosi. Ainete liikumine piki kontsentratsioonigradienti sõltub eelkõige rakumembraani läbivate molekulide massist ja suurusest. Näiteks väikesed mittepolaarsed molekulid lahustuvad kergesti plasmalemma keskmises lipiidikihis, liiguvad sellest läbi ja satuvad tsütoplasmasse.

suured molekulid orgaaniline aine tungivad spetsiaalsete kandevalkude abil tsütoplasmasse. Need on liigispetsiifilised ja koos osakese või iooniga transpordivad need passiivselt läbi membraani mööda kontsentratsioonigradienti (passiivne transport) energiat kulutamata. Selle protsessi aluseks on plasmalemma selline omadus nagu selektiivne läbilaskvus. Protsessis ei kasutata ATP molekulide energiat ning rakk säästab seda muudeks metaboolseteks reaktsioonideks.

Keemiliste ühendite aktiivne transport läbi plasmalemma

Kuna raku välimine membraan tagab molekulide ja ioonide ülekande väliskeskkonnast rakku ja tagasi, on võimalik eemaldada dissimilatsiooniproduktid, mis on toksiinid, väljapoole ehk rakkudevahelisse vedelikku. toimub kontsentratsioonigradiendi vastu ja nõuab energia kasutamist ATP molekulide kujul. See hõlmab ka kandevalke, mida nimetatakse ATPaasideks, mis on samuti ensüümid.

Sellise transpordi näiteks on naatrium-kaaliumpump (naatriumiioonid liiguvad tsütoplasmast väliskeskkonda ja kaaliumiioonid pumbatakse tsütoplasmasse). Soole ja neerude epiteelirakud on selleks võimelised. Selle ülekandemeetodi variandid on pinotsütoosi ja fagotsütoosi protsessid. Seega, olles uurinud, milliseid funktsioone raku välimine membraan täidab, saab kindlaks teha, et heterotroofsed protistid, aga ka kõrgemate loomorganismide rakud, näiteks leukotsüüdid, on võimelised pino- ja fagotsütoosiks.

Bioelektrilised protsessid rakumembraanides

On kindlaks tehtud, et plasmalemma välispinna (see on positiivselt laetud) ja tsütoplasma parietaalkihi vahel, mis on negatiivselt laetud, on potentsiaalide erinevus. Seda nimetati puhkepotentsiaaliks ja see on omane kõigile elusrakkudele. Ja närvikoel pole mitte ainult puhkepotentsiaali, vaid see on võimeline juhtima ka nõrku biovoolusid, mida nimetatakse ergastusprotsessiks. Närvirakkude-neuronite välismembraanid, mis saavad retseptorite ärritust, hakkavad muutma laenguid: naatriumioonid sisenevad massiliselt rakku ja plasmalemma pind muutub elektronegatiivseks. Ja tsütoplasma parietaalne kiht saab katioonide liigse tõttu vastu positiivne laeng. See seletab, miks neuroni välimine rakumembraan laetakse uuesti, mis põhjustab ergastusprotsessi aluseks olevate närviimpulsside juhtivuse.

Kellelegi pole saladus, et kõik meie planeedi elusolendid koosnevad nende rakkudest, nendest lugematutest "" orgaanilistest ainetest. Rakke omakorda ümbritseb spetsiaalne kaitsemembraan – membraan, mis mängib raku elus väga olulist rolli ning rakumembraani funktsioonid ei piirdu ainult raku kaitsmisega, vaid kujutavad endast kõige keerulisemat sellega seotud mehhanismi. rakkude paljunemisel, toitumisel ja taastumisel.

Mis on rakumembraan

Sõna "membraan" ise on ladina keelest tõlgitud kui "kile", kuigi membraan ei ole lihtsalt kile, millesse rakk on mähitud, vaid kahe omavahel ühendatud ja erinevate omadustega kile kombinatsioon. Tegelikult on rakumembraan kolmekihiline lipoproteiini (rasvvalk) kest, mis eraldab iga raku naaberrakkudest ja keskkonnast ning teostab kontrollitud vahetust rakkude ja keskkonna vahel, see on raku akadeemiline määratlus. membraan on.

Membraani väärtus on lihtsalt tohutu, sest see mitte ainult ei eralda üht rakku teisest, vaid tagab ka raku koostoime nii teiste rakkudega kui ka keskkonnaga.

Rakumembraanide uurimise ajalugu

Olulise panuse rakumembraani uurimisse andsid kaks Saksa teadlast Gorter ja Grendel juba 1925. aastal. Siis õnnestus neil punaste vereliblede - erütrotsüütidega läbi viia kompleksne bioloogiline katse, mille käigus said teadlased nn "varjud", tühjad erütrotsüütide kestad, mis volditi üheks hunnikuks ja mõõdeti pindala, ja ka arvutas neis sisalduvate lipiidide koguse. Saadud lipiidide hulga põhjal jõudsid teadlased järeldusele, et neist piisab täpselt rakumembraani topeltkihi jaoks.

1935. aastal tegi teine ​​paar rakumembraani-uurijaid, seekord ameeriklased Daniel ja Dawson, pärast mitmeid pikki katseid kindlaks valgusisalduse rakumembraanis. Muidu oli võimatu seletada, miks membraanil on nii suur pindpinevus. Teadlased esitasid nutikalt võileiva kujul oleva rakumembraani mudeli, milles leiva rolli täidavad homogeensed lipiid-valgukihid ja nende vahel või asemel tühjus.

1950. aastal tulekuga elektrooniline teooria Danieli ja Dawsoni kinnitasid juba praktilised vaatlused – rakumembraani mikrofotodel oli selgelt näha lipiidide ja valgupeade kihid ning ka tühi ruum nende vahel.

1960. aastal töötas Ameerika bioloog J. Robertson välja teooria rakumembraanide kolmekihilise struktuuri kohta, mis pikka aega peeti ainsaks tõeliseks, kuid koos edasine areng teadus, hakkasid ilmnema kahtlused selle eksimatuse suhtes. Nii et näiteks rakkude seisukohalt oleks vajaliku transportimine keeruline ja töömahukas kasulik materjalüle võileiva

Ja alles 1972. aastal suutsid Ameerika bioloogid S. Singer ja G. Nicholson selgitada Robertsoni teooria ebakõlasid rakumembraani uue vedeliku-mosaiikmudeli abil. Eelkõige leidsid nad, et rakumembraan ei ole koostiselt homogeenne, pealegi on see asümmeetriline ja vedelikuga täidetud. Lisaks on rakud pidevas liikumises. Ja rakumembraani moodustavatel kurikuulsatel valkudel on erinev struktuur ja funktsioonid.

Rakumembraani omadused ja funktsioonid

Vaatame nüüd, milliseid funktsioone rakumembraan täidab:

Rakumembraani barjäärfunktsioon – membraan kui tõeline piirivalvur seisab valvel raku piiride üle, viivitab, ei lase läbi kahjulikke või lihtsalt sobimatuid molekule

Rakumembraani transpordifunktsioon - membraan ei ole ainult piirivalve raku väravates, vaid ka omamoodi tollipunkt, mida läbib pidevalt kasulike ainete vahetus teiste rakkude ja keskkonnaga.

Maatriksifunktsioon - see on rakumembraan, mis määrab üksteise suhtes asukoha, reguleerib nendevahelist interaktsiooni.

Mehaaniline funktsioon - vastutab ühe raku piiramise eest teisest ja paralleelselt rakkude õige ühendamise eest üksteisega, nende moodustumise eest homogeenseks koeks.

Rakumembraani kaitsefunktsioon on raku kaitsekilbi ehitamise aluseks. Looduses võib selle funktsiooni näiteks olla kõva puit, tihe koor, kaitsekesta, kõike seda tänu kaitsefunktsioon membraanid.

Ensümaatiline funktsioon on veel üks oluline funktsioon, mida mõned rakuvalgud täidavad. Näiteks selle funktsiooni tõttu toimub seedeensüümide süntees sooleepiteelis.

Lisaks kõigele sellele toimub rakumembraani kaudu rakkude metabolism, mis võib toimuda kolme erineva reaktsioonina:

• Fagotsütoos on rakuvahetus, mille käigus membraani sisseehitatud fagotsüütrakud püüavad kinni ja seedivad erinevaid toitaineid.
• Pinotsütoos - on rakumembraani, sellega kokkupuutes olevate vedelikumolekulide kinnipüüdmise protsess. Selleks moodustuvad membraani pinnale spetsiaalsed kõõlused, mis justkui ümbritsevad vedelikutilka, moodustades mulli, mille membraan hiljem “alla neelab”.
• Eksotsütoos – on pöördprotsess, mille käigus rakk vabastab sekretoorse funktsionaalse vedeliku läbi membraani pinnale.

Rakumembraani struktuur

Rakumembraanis on kolm lipiidide klassi:

• fosfolipiidid (need on rasvade ja fosfori kombinatsioon),
• glükolipiidid (rasvade ja süsivesikute kombinatsioon),
• kolesterooli.

Fosfolipiidid ja glükolipiidid koosnevad omakorda hüdrofiilsest peast, millesse ulatuvad kaks pikka hüdrofoobset saba. Kolesterool seevastu hõivab nende sabade vahelise ruumi, takistades nende paindumist, kõik see muudab teatud rakkude membraani teatud juhtudel väga jäigaks. Lisaks kõigele sellele reguleerivad kolesterooli molekulid rakumembraani struktuuri.

Aga olgu nii, aga enamik oluline osa Rakumembraani struktuur on valk, õigemini erinevad valgud, mis mängivad erinevaid olulisi rolle. Vaatamata membraanis sisalduvate valkude mitmekesisusele, on midagi, mis neid ühendab – rõngakujulised lipiidid paiknevad kõigi membraanivalkude ümber. Rõngakujulised lipiidid on spetsiaalsed struktureeritud rasvad, mis toimivad valkude kaitsekestana, ilma milleta need lihtsalt ei töötaks.

Rakumembraani struktuur on kolmekihiline: rakumembraani aluseks on homogeenne vedel lipiidikiht. Valgud katavad seda mõlemalt poolt nagu mosaiik. Just valgud täidavad lisaks ülalkirjeldatud funktsioonidele ka omapäraste kanalite rolli, mille kaudu membraani läbivad ained, mis ei suuda membraani vedelat kihti tungida. Nende hulka kuuluvad näiteks kaaliumi- ja naatriumioonid, nende membraanist läbitungimiseks pakub loodus rakumembraanide spetsiaalseid ioonikanaleid. Teisisõnu tagavad valgud rakumembraanide läbilaskvuse.

Kui vaatame rakumembraani läbi mikroskoobi, näeme lipiidide kihti, mis on moodustunud väikestest sfäärilistest molekulidest, millel hõljuvad valgud nagu merel. Nüüd teate, millised ained on rakumembraani osa.

Rakumembraan, video

Ja lõpuks õpetlik video rakumembraani kohta.

Elusorganismi põhiliseks struktuuriüksuseks on rakk, mis on rakumembraaniga ümbritsetud tsütoplasma diferentseeritud osa. Arvestades asjaolu, et rakk täidab paljusid olulisi funktsioone, nagu paljunemine, toitumine, liikumine, peab kest olema plastiline ja tihe.

Rakumembraani avastamise ja uurimise ajalugu

1925. aastal tegid Grendel ja Gorder eduka katse, et tuvastada erütrotsüütide "varjud" ehk tühjad kestad. Vaatamata mitmele tehtud jämedale veale avastasid teadlased lipiidide kaksikkihi. Nende tööd jätkasid Danielli, Dawson 1935. aastal, Robertson 1960. aastal. Paljude aastatepikkuse töö ja vaidluste kuhjumise tulemusena 1972. aastal lõi Singer ja Nicholson membraani struktuurist vedela mosaiikmudeli. Edasised katsed ja uuringud kinnitasid teadlaste töid.

Tähendus

Mis on rakumembraan? Seda sõna hakati kasutama rohkem kui sada aastat tagasi, ladina keelest tõlgituna tähendab see "kile", "nahk". Seega määrake lahtri piir, mis on loomulik barjäär sisemise sisu ja väliskeskkonna vahel. Rakumembraani struktuur viitab poolläbilaskvusele, mille tõttu pääsevad sellest vabalt läbi niiskus ja toitained ning lagunemissaadused. Seda kesta võib nimetada raku organisatsiooni peamiseks struktuurikomponendiks.

Mõelge rakumembraani peamistele funktsioonidele

1. Eraldab raku sisemise sisu ja väliskeskkonna komponendid.

2. Aitab säilitada raku püsivat keemilist koostist.

3. Reguleerib õiget ainevahetust.

4. Tagab rakkudevahelise ühenduse.

5. Tunneb ära signaalid.

6. Kaitsefunktsioon.

"Plasma kest"

Väline rakumembraan, mida nimetatakse ka plasmamembraaniks, on ultramikroskoopiline kile, mille paksus on viis kuni seitse nanomeetrit. See koosneb peamiselt valguühenditest, fosfoliidist, veest. Kile on elastne, imab kergesti vett ja taastab kiiresti ka pärast kahjustusi oma terviklikkuse.

Erineb universaalse struktuuri poolest. See membraan hõivab piiripositsiooni, osaleb selektiivse läbilaskvuse protsessis, lagunemisproduktide eritumises, sünteesib neid. Suhe "naabritega" ja sisemise sisu usaldusväärne kaitse kahjustuste eest muudavad selle oluliseks komponendiks sellises küsimuses nagu raku struktuur. Loomorganismide rakumembraan on mõnikord kaetud kõige õhema kihiga - glükokalüksiga, mis sisaldab valke ja polüsahhariide. Taimerakke väljaspool membraani kaitseb rakusein, mis toimib toena ja hoiab kuju. Selle koostise põhikomponent on kiudaine (tselluloos) - polüsahhariid, mis ei lahustu vees.

Seega täidab välimine rakumembraan parandamise, kaitse ja teiste rakkudega suhtlemise funktsiooni.

Rakumembraani struktuur

Selle liikuva kesta paksus varieerub kuuest kuni kümne nanomeetrini. Raku rakumembraanil on eriline koostis, mille aluseks on lipiidide kaksikkiht. Vee suhtes inertsed hüdrofoobsed sabad asuvad seespool, samas kui hüdrofiilsed pead, mis suhtlevad veega, on pööratud väljapoole. Iga lipiid on fosfolipiid, mis on selliste ainete nagu glütserool ja sfingosiin koosmõju tulemus. Lipiidide karkass on tihedalt ümbritsetud valkudega, mis paiknevad mittepidevas kihis. Osa neist on sukeldatud lipiidikihti, ülejäänud läbivad seda. Selle tulemusena moodustuvad vett läbilaskvad alad. Nende valkude funktsioonid on erinevad. Mõned neist on ensüümid, ülejäänud on transportvalgud, mis kannavad erinevaid aineid keskkonnast tsütoplasmasse ja vastupidi.

Rakumembraan on läbi imbunud ja tihedalt seotud integraalsete valkudega, samas kui ühendus perifeersete valkudega on nõrgem. Need valgud täidavad olulist funktsiooni, milleks on membraani struktuuri säilitamine, keskkonna signaalide vastuvõtmine ja muundamine, ainete transportimine ja membraanidel toimuvate reaktsioonide katalüüsimine.

Ühend

Rakumembraani aluseks on bimolekulaarne kiht. Tänu oma järjepidevusele on rakul barjäärid ja mehaanilised omadused. Erinevatel eluetappidel võib see kaksikkiht olla häiritud. Selle tulemusena tekivad läbi hüdrofiilsete pooride struktuursed defektid. Sel juhul võivad sellise komponendi, nagu rakumembraani, absoluutselt kõik funktsioonid muutuda. Sellisel juhul võib tuum välismõjude tõttu kannatada.

Omadused

Raku rakumembraanil on huvitavaid funktsioone. Tänu oma voolavusele ei ole see kest jäik struktuur ning suurem osa selle koostist moodustavatest valkudest ja lipiididest liigub vabalt membraani tasapinnal.

Üldiselt on rakumembraan asümmeetriline, seega on valgu- ja lipiidikihtide koostis erinev. Loomarakkude plasmamembraanide välisküljel on glükoproteiinikiht, mis täidab retseptori- ja signaalifunktsioone ning mängib olulist rolli ka rakkude koeks ühendamise protsessis. Rakumembraan on polaarne, see tähendab, et laeng väljastpoolt on positiivne ja seestpoolt negatiivne. Lisaks kõigele ülaltoodule on rakumembraanil selektiivne ülevaade.

See tähendab, et lisaks veele lastakse rakku ainult teatud rühm molekule ja lahustunud ainete ioone. Sellise aine nagu naatriumi kontsentratsioon enamikus rakkudes on palju madalam kui väliskeskkonnas. Kaaliumioonide puhul on iseloomulik erinev suhe: nende arv rakus on palju suurem kui rakus keskkond. Sellega seoses kipuvad naatriumiioonid tungima läbi rakumembraani ja kaaliumiioonid kipuvad vabanema väljaspool. Nendel asjaoludel aktiveerib membraan spetsiaalse süsteemi, mis täidab "pumpamise" rolli, ühtlustab ainete kontsentratsiooni: naatriumioonid pumbatakse välja raku pinnale ja kaaliumiioonid pumbatakse sissepoole. See funktsioon osa rakumembraani kõige olulisematest funktsioonidest.

See naatriumi- ja kaaliumiioonide kalduvus liikuda pinnalt sissepoole mängib suurt rolli suhkru ja aminohapete transportimisel rakku. Naatriumioonide aktiivse eemaldamise käigus rakust loob membraan tingimused glükoosi ja aminohapete uueks sissevooluks. Vastupidi, kaaliumiioonide rakku ülekandmise protsessis täiendatakse raku seest väliskeskkonda lagunemissaaduste "transporterite" arvu.

Kuidas toimub raku toitmine läbi rakumembraani?

Paljud rakud võtavad aineid selliste protsesside kaudu nagu fagotsütoos ja pinotsütoos. Esimeses variandis luuakse painduva välismembraaniga väike süvend, milles kinnipüütud osake asub. Seejärel süvendi läbimõõt muutub suuremaks, kuni ümbritsetud osake siseneb raku tsütoplasmasse. Fagotsütoosi kaudu toidetakse mõned algloomad, näiteks amööb, aga ka vererakud - leukotsüüdid ja fagotsüüdid. Samamoodi imavad rakud vedelikku, mis sisaldab vajalikke toitaineid. Seda nähtust nimetatakse pinotsütoosiks.

Välismembraan on tihedalt seotud raku endoplasmaatilise retikulumiga.

Paljude koe põhikomponentide tüüpide puhul paiknevad membraani pinnal väljaulatuvad osad, voldid ja mikrovillid. Selle kesta välisküljel olevad taimerakud on kaetud teise, paksu ja mikroskoobi all selgelt nähtavaga. Kiud, millest need on valmistatud, aitavad toetada taimekudesid, näiteks puitu. Loomarakkudel on ka mitmeid väliseid struktuure, mis asuvad rakumembraani peal. Need on oma olemuselt eranditult kaitsvad, näiteks on putukate siserakkudes sisalduv kitiin.

Lisaks rakumembraanile on rakusisene membraan. Selle ülesanne on jagada rakk mitmeks spetsiaalseks suletud sektsiooniks - kambriteks või organellideks, kus tuleb säilitada teatud keskkond.

Seega on elusorganismi põhiüksuse sellise komponendi kui rakumembraani rolli võimatu üle hinnata. Struktuur ja funktsioon viitavad olulisele laienemisele kogupindala rakupind, parandades ainevahetusprotsesse. See molekulaarstruktuur koosneb valkudest ja lipiididest. Eraldades raku väliskeskkonnast, tagab membraan selle terviklikkuse. Selle abiga hoitakse rakkudevahelised sidemed piisavalt tugeval tasemel, moodustades kudesid. Sellega seoses võime järeldada, et raku üks tähtsamaid rolle on rakumembraanil. Selle struktuur ja funktsioonid on erinevates rakkudes sõltuvalt nende eesmärgist radikaalselt erinevad. Nende omaduste kaudu saavutatakse rakumembraanide mitmekülgne füsioloogiline aktiivsus ja nende roll rakkude ja kudede olemasolus.