Mitä toimintoja ulompi solukalvo suorittaa lyhyesti? Mitä toimintoja ulompi solukalvo suorittaa? Ulkoisen solukalvon rakenne

Solukalvo kutsutaan myös plasma (tai sytoplasma) kalvoksi ja plasmalemmaksi. Tämä rakenne ei ainoastaan ​​erota solun sisäistä sisältöä ulkoinen ympäristö, mutta se sisältyy myös useimpien soluelinten ja ytimen koostumukseen, mikä puolestaan ​​erottaa ne hyaloplasmasta (sytosolista) - sytoplasman viskoosista nestemäisestä osasta. Sovitaan soittamisesta sytoplasminen kalvo se, joka erottaa solun sisällön ulkoisesta ympäristöstä. Loput termit tarkoittavat kaikkia kalvoja.

Solukalvon (biologisen) kalvon rakenne perustuu kaksinkertaiseen lipidien (rasvojen) kerrokseen. Tällaisen kerroksen muodostuminen liittyy niiden molekyylien ominaisuuksiin. Lipidit eivät liukene veteen, vaan tiivistyvät siihen omalla tavallaan. Yksittäisen lipidimolekyylin yksi osa on polaarinen pää (se vetää puoleensa vettä, ts. hydrofiilinen), ja toinen on pari pitkiä ei-polaarisia häntäjä (tätä molekyylin osaa hylkii vesi, eli se on hydrofobinen). Tämä molekyylirakenne saa ne "piilottamaan" häntänsä vedestä ja kääntämään napapäänsä vettä kohti.

Tämän seurauksena muodostuu lipidikaksoiskerros, jossa ei-polaariset hännät ovat sisäänpäin (vastaanpäin toisiaan) ja polaariset päät ovat ulospäin (ulkoympäristöä ja sytoplasmaa kohti). Tällaisen kalvon pinta on hydrofiilinen, mutta sen sisällä on hydrofobinen.

Solukalvoissa fosfolipidit hallitsevat lipidien joukossa (ne kuuluvat monimutkaisiin lipideihin). Niiden päät sisältävät fosforihappojäännöksen. Fosfolipidien lisäksi on olemassa glykolipidejä (lipidit + hiilihydraatit) ja kolesterolia (sukulainen steroleihin). Jälkimmäinen antaa kalvolle jäykkyyttä, koska se sijaitsee sen paksuudessa jäljellä olevien lipidien pyrstöjen välissä (kolesteroli on täysin hydrofobista).

Sähköstaattisen vuorovaikutuksen vuoksi varautuneisiin lipidipäihin kiinnittyy joitain proteiinimolekyylejä, joista tulee pintakalvoproteiineja. Muut proteiinit ovat vuorovaikutuksessa ei-polaaristen pyrstöjen kanssa, ovat osittain hautautuneita kaksoiskerrokseen tai tunkeutuvat sen läpi.

Siten solukalvo koostuu lipidien kaksoiskerroksesta, pintaproteiineista (perifeerinen), upotetuista (puoliintegraalisista) ja läpäisevistä (integraalisista) proteiineista. Lisäksi jotkin kalvon ulkopuolella olevat proteiinit ja lipidit liittyvät hiilihydraattiketjuihin.

Tämä kalvorakenteen nestemosaiikkimalli esitettiin XX vuosisadan 70-luvulla. Aikaisemmin oletettiin rakenteeltaan sandwich-mallia, jonka mukaan lipidikaksoiskerros sijaitsee sisällä ja sisä- ja ulkopuolelta kalvo on peitetty jatkuvilla pintaproteiinikerroksilla. Kokeellisten tietojen kertyminen kuitenkin kumosi tämän hypoteesin.

Kalvojen paksuus eri soluissa on noin 8 nm. Kalvot (jopa saman eri puolet) eroavat prosentteina erilaisia ​​tyyppejä lipidit, proteiinit, entsymaattinen aktiivisuus jne. Jotkut kalvot ovat nestemäisempiä ja läpäisevämpiä, toiset ovat tiheämpiä.

Taukoja solukalvo sulautuvat helposti lipidikaksoiskerroksen fysikaalis-kemiallisten ominaisuuksien vuoksi. Kalvon tasossa lipidit ja proteiinit (elleivät ne ole ankkuroitu sytoskeletonin) liikkuvat.

Solukalvon toiminnot

Useimmat solukalvoon upotetut proteiinit suorittavat entsymaattista toimintaa (ne ovat entsyymejä). Usein (etenkin soluelinten kalvoissa) entsyymit sijaitsevat tietyssä järjestyksessä siten, että yhden entsyymin katalysoimat reaktiotuotteet siirtyvät toiseen, sitten kolmanteen jne. Muodostuu kuljetin, joka stabiloi pintaproteiineja, koska ne eivät anna entsyymien kellua lipidikaksoiskerrosta pitkin.

Solukalvolla on ympäristöstä rajaava (este)toiminto ja samalla kuljetustoiminto. Voimme sanoa, että tämä on sen tärkein tarkoitus. Sytoplasminen kalvo, jolla on lujuus ja selektiivinen läpäisevyys, ylläpitää solun sisäisen koostumuksen (sen homeostaasin ja eheyden) pysyvyyttä.

Tässä tapauksessa tapahtuu aineiden kuljetusta eri tavoilla. Kuljetus pitoisuusgradienttia pitkin sisältää aineiden siirtämisen alueelta, jolla on suurempi pitoisuus, alueelle, jolla on pienempi pitoisuus (diffuusio). Esimerkiksi kaasut (CO 2, O 2) hajoavat.

On myös kuljetusta pitoisuusgradienttia vastaan, mutta energiankulutuksella.

Kuljetus voi olla passiivista ja helpotettua (kun sitä auttaa jonkinlainen kuljettaja). Passiivinen diffuusio solukalvon läpi on mahdollista rasvaliukoisille aineille.

On olemassa erityisiä proteiineja, jotka tekevät kalvoista sokereita ja muita vesiliukoisia aineita läpäiseviksi. Tällaiset kantajat sitoutuvat kuljetettuihin molekyyleihin ja vetävät ne kalvon läpi. Näin glukoosi kulkeutuu punasolujen sisällä.

Kierteitysproteiinit muodostavat yhdessä huokosen tiettyjen aineiden liikkumista varten kalvon läpi. Tällaiset kantajat eivät liiku, vaan muodostavat kanavan kalvoon ja toimivat samalla tavalla kuin entsyymit sitoen tiettyä ainetta. Siirtyminen tapahtuu proteiinin konformaation muutoksen vuoksi, mikä johtaa kanavien muodostumiseen kalvoon. Esimerkki on natrium-kaliumpumppu.

Eukaryoottisolukalvon kuljetustoiminto toteutuu myös endosytoosin (ja eksosytoosin) kautta. Näiden mekanismien ansiosta suuret biopolymeerimolekyylit, jopa kokonaiset solut, tulevat soluun (ja sieltä pois). Endo- ja eksosytoosi eivät ole ominaisia ​​kaikille eukaryoottisoluille (prokaryooteilla ei ole sitä ollenkaan). Siten endosytoosia havaitaan alkueläimissä ja alemmissa selkärangattomissa; nisäkkäissä leukosyytit ja makrofagit imevät itseensä haitallisia aineita ja bakteereja, eli endosytoosi suorittaa elimistöä suojaavaa toimintaa.

Endosytoosi on jaettu fagosytoosi(sytoplasma ympäröi suuria hiukkasia) ja pinosytoosi(nestepisaroiden vangitseminen siihen liuenneilla aineilla). Näiden prosessien mekanismi on suunnilleen sama. Imeytyvät aineet solujen pinnalle ovat kalvon ympäröimiä. Muodostuu rakkula (fagosyyttinen tai pinosyyttinen), joka siirtyy sitten soluun.

Eksosytoosi on aineiden (hormonit, polysakkaridit, proteiinit, rasvat jne.) poistamista solusta sytoplasmakalvon avulla. Nämä aineet ovat kalvorakkuloissa, jotka sopivat solukalvoon. Molemmat kalvot sulautuvat yhteen ja sisältö ilmestyy solun ulkopuolelle.

Sytoplasminen kalvo suorittaa reseptoritoimintoa. tehdä tämä hänelle ulkopuolella rakenteita, jotka voivat tunnistaa kemiallisen tai fyysisen ärsykkeen. Jotkut plasmalemman läpi läpäisevistä proteiineista on liitetty ulkopuolelta polysakkaridiketjuihin (muodostavat glykoproteiineja). Nämä ovat omituisia molekyylireseptoreita, jotka sieppaavat hormoneja. Kun tietty hormoni sitoutuu reseptoriinsa, se muuttaa sen rakennetta. Tämä puolestaan ​​laukaisee soluvastemekanismin. Tällöin kanavat voivat avautua ja tietyt aineet voivat alkaa tulla soluun tai sieltä poistua.

Solukalvojen reseptoritoimintaa on tutkittu hyvin hormoninsuliinin vaikutuksen perusteella. Kun insuliini sitoutuu glykoproteiinireseptoriinsa, tämän proteiinin katalyyttinen solunsisäinen osa (adenylaattisyklaasientsyymi) aktivoituu. Entsyymi syntetisoi syklistä AMP:tä ATP:stä. Jo se aktivoi tai tukahduttaa erilaisia ​​solujen aineenvaihdunnan entsyymejä.

Sytoplasmisen kalvon reseptoritoiminto sisältää myös samantyyppisten naapurisolujen tunnistamisen. Tällaiset solut ovat kiinnittyneet toisiinsa erilaisilla solujen välisillä kontakteilla.

Kudoksissa solujen välisten kontaktien avulla solut voivat vaihtaa tietoja keskenään käyttämällä erityisesti syntetisoituja pienimolekyylisiä aineita. Eräs esimerkki tällaisesta vuorovaikutuksesta on kosketuksen esto, kun solut lakkaavat kasvamasta saatuaan tiedon vapaan tilan varatusta.

Solujen väliset kontaktit voivat olla yksinkertaisia ​​(eri solujen kalvot ovat vierekkäin), lukittuminen (yhden solun kalvon invaginaatiot toiseen), desmosomeja (kun kalvot on yhdistetty sytoplasmaan tunkeutuvilla poikittaisilla kuiduilla). Lisäksi on olemassa muunnos solujen välisistä kontakteista välittäjien (välittäjien) - synapsien - vuoksi. Niissä signaali välitetään paitsi kemiallisesti, myös sähköisesti. Synapsit välittävät signaaleja hermosolujen välillä sekä hermosta lihassoluihin.

Cell- itsesäätelevä kudosten ja elinten rakenteellinen ja toiminnallinen yksikkö. Schleiden ja Schwann kehittivät soluteorian elinten ja kudosten rakenteesta vuonna 1839. Sen jälkeen elektronimikroskopian ja ultrasentrifugoinnin avulla pystyttiin selvittämään kaikkien eläin- ja kasvisolujen tärkeimpien organellien rakenne (kuva 1). 1).

Riisi. 1. Eläinsolun rakenteen kaavio

Solun pääosat ovat sytoplasma ja ydin. Jokaista solua ympäröi erittäin ohut kalvo, joka rajoittaa sen sisältöä.

Solukalvoa kutsutaan plasmakalvo ja sille on tunnusomaista selektiivinen läpäisevyys. Tämä ominaisuus mahdollistaa välttämättömät ravintoaineet ja kemiallisia alkuaineita tunkeutuvat soluun ja ylimääräiset tuotteet poistuvat siitä. Plasmakalvo koostuu kahdesta kerroksesta lipidimolekyylejä, jotka sisältävät tiettyjä proteiineja. Tärkeimmät kalvon lipidit ovat fosfolipidejä. Ne sisältävät fosforia, polaarisen pään ja kaksi ei-polaarista pitkäketjuisten rasvahappojen häntää. Kalvon lipidejä ovat kolesteroli ja kolesteryyliesterit. Nestemosaiikkirakennemallin mukaisesti kalvot sisältävät proteiini- ja lipidimolekyylejä, jotka voivat sekoittua suhteessa kaksoiskerrokseen. Jokaiselle kalvotyypille mikä tahansa eläimen solu jolle on ominaista sen suhteellisen vakio lipidikoostumus.

Kalvoproteiinit jaetaan kahteen tyyppiin rakenteensa mukaan: integraaliset ja perifeeriset. Perifeeriset proteiinit voidaan poistaa kalvosta tuhoamatta sitä. Kalvoproteiineja on neljää tyyppiä: kuljetusproteiinit, entsyymit, reseptorit ja rakenneproteiinit. Joillakin kalvoproteiineilla on entsymaattista aktiivisuutta, toiset sitovat tiettyjä aineita ja helpottavat niiden kulkeutumista soluun. Proteiinit tarjoavat useita reittejä aineiden liikkumiselle kalvojen läpi: ne muodostavat suuria huokosia, jotka koostuvat useista proteiinialayksiköistä, jotka mahdollistavat vesimolekyylien ja ionien liikkumisen solujen välillä; muodostavat ionikanavia, jotka ovat erikoistuneet tietyntyyppisten ionien liikkumiseen kalvon läpi tietyissä olosuhteissa. Rakenneproteiinit liittyvät sisäiseen lipidikerrokseen ja tarjoavat solun sytoskeleton. Sytoskeleton tarjoaa mekaanisen lujuuden solukalvolle. Eri kalvoissa proteiinit muodostavat 20-80 % massasta. Kalvoproteiinit voivat liikkua vapaasti lateraalisessa tasossa.

Kalvo sisältää myös hiilihydraatteja, jotka voivat sitoutua kovalenttisesti lipideihin tai proteiineihin. Kalvohiilihydraatteja on kolmenlaisia: glykolipidit (gangliosidit), glykoproteiinit ja proteoglykaanit. Useimmat kalvon lipidit ovat nestemäisiä ja niillä on tietty juoksevuus, ts. kyky siirtyä alueelta toiselle. Kalvon ulkopuolella on reseptorikohtia, jotka sitovat erilaisia ​​hormoneja. Muut kalvon tietyt alueet eivät pysty tunnistamaan ja sitomaan tiettyjä proteiineja ja erilaisia ​​biologisesti aktiivisia yhdisteitä, jotka ovat vieraita näille soluille.

Solun sisätila on täynnä sytoplasmaa, jossa useimmat entsyymikatalysoimat soluaineenvaihdunnan reaktiot tapahtuvat. Sytoplasma koostuu kahdesta kerroksesta: sisäisestä kerroksesta, jota kutsutaan endoplasmaksi, ja perifeeriseksi, ektoplasmaksi, jolla on korkea viskositeetti ja jossa ei ole rakeita. Sytoplasma sisältää kaikki solun tai organellin komponentit. Soluelinten tärkeimmät ovat endoplasminen verkkokalvo, ribosomit, mitokondriot, Golgi-laitteisto, lysosomit, mikrofilamentit ja mikrotubulukset, peroksisomit.

Endoplasminen verkkokalvo on järjestelmä toisiinsa yhdistettyjä kanavia ja onteloita, jotka tunkeutuvat koko sytoplasmaan. Se varmistaa aineiden kuljetuksen ympäristöstä ja solujen sisältä. Endoplasminen verkkokalvo toimii myös solunsisäisten Ca2+-ionien varastona ja solun lipidisynteesin pääkohtana.

Ribosomit - mikroskooppisia pallomaisia ​​hiukkasia, joiden halkaisija on 10-25 nm. Ribosomit sijaitsevat vapaasti sytoplasmassa tai kiinnittyvät endoplasmisen retikulumin ja tumakalvon kalvojen ulkopintaan. Ne ovat vuorovaikutuksessa lähetti- ja kuljetus-RNA:n kanssa, ja niissä tapahtuu proteiinisynteesi. Ne syntetisoivat proteiineja, jotka tulevat vesisäiliöön tai Golgin laitteeseen ja vapautuvat sitten ulos. Ribosomit, jotka sijaitsevat vapaasti sytoplasmassa, syntetisoivat proteiinia solun itsensä käyttöön, ja endoplasmiseen retikulumiin liittyvät ribosomit tuottavat proteiinia, joka erittyy solusta. Ribosomit syntetisoivat erilaisia ​​funktionaalisia proteiineja: kantajaproteiineja, entsyymejä, reseptoreita, sytoskeletaalisia proteiineja.

Golgin laite muodostuu putkien, vesisäiliöiden ja rakkuloiden järjestelmästä. Se liittyy endoplasmiseen retikulumiin, ja tänne tulevat biologisesti aktiiviset aineet varastoidaan tiivistetyssä muodossa eritysrakkuloihin. Viimeksi mainitut erotetaan jatkuvasti Golgin laitteesta, kuljetetaan solukalvolle ja sulautuvat siihen, ja rakkuloiden sisältämät aineet poistetaan solusta eksosytoosiprosessin kautta.

Lysosomit - kalvon ympäröimiä hiukkasia, joiden koko on 0,25-0,8 mikronia. Ne sisältävät lukuisia entsyymejä, jotka osallistuvat proteiinien, polysakkaridien, rasvojen, nukleiinihappojen, bakteerien ja solujen hajoamiseen.

Peroksisomit muodostuu sileästä endoplasmisesta retikulumista, muistuttavat lysosomeja ja sisältävät entsyymejä, jotka katalysoivat vetyperoksidin hajoamista, joka hajoaa peroksidaasien ja katalaasien vaikutuksesta.

Mitokondriot sisältävät ulko- ja sisäkalvot ja ovat solun "energiaasema". Mitokondriot ovat pyöreitä tai pitkänomaisia ​​rakenteita, joissa on kaksoiskalvo. Sisäkalvo muodostaa mitokondrioihin ulkonevia laskoksia - cristae. Niissä tapahtuu ATP-synteesi, Krebsin syklin substraattien hapettumista ja monia biokemiallisia reaktioita. Mitokondrioissa tuotetut ATP-molekyylit leviävät kaikkiin solun osiin. Mitokondriot sisältävät pienen määrän DNA:ta, RNA:ta ja ribosomeja, ja niiden osallistuessa tapahtuu uusien mitokondrioiden uusiutuminen ja synteesi.

Mikrofilamentit Ne ovat ohuita proteiinifilamentteja, jotka koostuvat myosiinista ja aktiinista ja muodostavat solun supistumislaitteiston. Mikrofilamentit osallistuvat solukalvon poimujen tai ulkonemien muodostumiseen sekä erilaisten rakenteiden liikkumiseen solujen sisällä.

Mikrotubulukset muodostavat sytoskeleton perustan ja antavat sen vahvuuden. Sytoskeleton antaa soluille niiden ominaispiirteet ulkomuoto ja muoto, toimii solunsisäisten organellien ja erilaisten kappaleiden kiinnittymispaikkana. SISÄÄN hermosolut mikrotubuluskimput osallistuvat aineiden kuljettamiseen solurungosta aksonien päihin. Heidän osallistumisensa myötä mitoottinen kara toimii solunjakautumisen aikana. Niillä on motoristen elementtien rooli eukaryoottien villissä ja flagellassa.

Ydin on solun päärakenne, osallistuu perinnöllisten ominaisuuksien välittämiseen ja proteiinien synteesiin. Ydintä ympäröi ydinkalvo, joka sisältää monia tuman huokosia, joiden kautta ytimen ja sytoplasman välillä vaihdetaan erilaisia ​​aineita. Sen sisällä on ydin. Nukleoluksen tärkeä rooli ribosomaalisen RNA:n ja histoniproteiinien synteesissä on osoitettu. Loput ytimen osat sisältävät kromatiinia, joka koostuu DNA:sta, RNA:sta ja useista erityisistä proteiineista.

Solukalvon toiminnot

Solukalvoilla on ratkaiseva rooli solunsisäisen ja solujen välisen aineenvaihdunnan säätelyssä. Niillä on valikoiva läpäisevyys. Niiden erityinen rakenne mahdollistaa este-, kuljetus- ja sääntelytoimintojen tarjoamisen.

Estetoiminto ilmenee veteen liuenneiden yhdisteiden tunkeutumisen rajoittamisena kalvon läpi. Kalvo on läpäisemätön suurille proteiinimolekyyleille ja orgaanisille anioneille.

Sääntelytoiminto kalvojen tarkoituksena on säädellä solunsisäistä aineenvaihduntaa vasteena kemiallisille, biologisille ja mekaanisille vaikutuksille. Erityiset kalvoreseptorit havaitsevat erilaisia ​​​​vaikutuksia, joiden seurauksena entsyymiaktiivisuus muuttuu.

Kuljetustoiminto biologisten kalvojen läpi voidaan suorittaa passiivisesti (diffuusio, suodatus, osmoosi) tai käyttämällä aktiivista kuljetusta.

Diffuusio - kaasun tai liukoisen aineen liike konsentraatiota ja sähkökemiallista gradienttia pitkin. Diffuusionopeus riippuu solukalvon läpäisevyydestä sekä varautumattomien hiukkasten pitoisuusgradientista ja varautuneiden hiukkasten sähköisistä ja pitoisuusgradienteista. Yksinkertainen diffuusio tapahtuu lipidikaksoiskerroksen tai kanavien kautta. Varautuneet hiukkaset liikkuvat sähkökemiallisen gradientin mukaan ja varaamattomat hiukkaset kemiallisen gradientin mukaan. Esimerkiksi happi, steroidihormonit, urea, alkoholi jne. tunkeutuvat kalvon lipidikerroksen läpi yksinkertaisella diffuusiolla. Erilaiset ionit ja hiukkaset liikkuvat kanavien läpi. Proteiinit muodostavat ionikanavia, ja ne on jaettu portitettuihin ja portittamattomiin kanaviin. Selektiivisyydestä riippuen erotetaan ioniselektiiviset kaapelit, jotka päästävät vain yhden ionin läpi, ja kanavat, joilla ei ole selektiivisyyttä. Kanavissa on aukko ja selektiivinen suodatin, ja ohjatuissa kanavissa on porttimekanismi.

Helpotettu diffuusio - prosessi, jossa aineet kuljetetaan kalvon läpi käyttämällä erityisiä kalvonkuljetusproteiineja. Tällä tavalla aminohapot ja monosakkaridit tunkeutuvat soluun. Tämäntyyppinen kuljetus tapahtuu erittäin nopeasti.

Osmoosi - veden liikkuminen kalvon läpi liuoksesta, jossa on alhaisempi osmoottinen paine, liuokseen, jossa on korkeampi osmoottinen paine.

Aktiivinen kuljetus - aineiden kuljetus pitoisuusgradienttia vastaan ​​kuljetus-ATPaasien (ionipumppujen) avulla. Tämä siirto tapahtuu energian kulutuksen myötä.

Na + /K + -, Ca 2+ - ja H + -pumppuja on tutkittu laajemmin. Pumput sijaitsevat solukalvoilla.

Eräs aktiivinen kuljetusmuoto on endosytoosi Ja eksosytoosi. Näiden mekanismien avulla suuremmat aineet (proteiinit, polysakkaridit, nukleiinihapot), joita ei voida kuljettaa kanavien kautta. Tämä kuljetus on yleisempää suoliston epiteelisoluissa, munuaistiehyissä ja verisuonten endoteelissä.

klo Endosytoosissa solukalvot muodostavat soluun invaginaatioita, jotka vapautuessaan muuttuvat vesikkeleiksi. Eksosytoosin aikana vesikkelit sisältöineen siirtyvät solukalvolle ja sulautuvat siihen, ja rakkuloiden sisältö vapautuu solunulkoiseen ympäristöön.

Solukalvon rakenne ja toiminnot

Ymmärtääksesi prosesseja, jotka varmistavat sähköisten potentiaalien olemassaolon elävissä soluissa, sinun on ensin ymmärrettävä solukalvon rakenne ja sen ominaisuudet.

Tällä hetkellä yleisimmin hyväksytty on S. Singerin ja G. Nicholsonin vuonna 1972 ehdottama kalvon nestemosaiikkimalli. Kalvo perustuu kaksinkertaiseen fosfolipidikerrokseen (kaksoiskerros), jonka molekyylin hydrofobiset fragmentit ovat upotettu kalvon paksuuteen, ja polaariset hydrofiiliset ryhmät ovat suunnattu ulospäin, ne. ympäristöön vesiympäristö(Kuva 2).

Kalvoproteiinit sijaitsevat kalvon pinnalla tai ne voidaan upottaa eri syvyyksiin hydrofobiseen vyöhykkeeseen. Jotkut proteiinit ulottuvat kalvon läpi, ja saman proteiinin erilaisia ​​hydrofiilisiä ryhmiä löytyy solukalvon molemmilta puolilta. Plasmakalvossa olevilla proteiineilla on erittäin tärkeä rooli: ne osallistuvat ionikanavien muodostukseen, toimivat kalvopumppuina ja eri aineiden kuljettajina ja voivat myös suorittaa reseptoritoimintoa.

Solukalvon päätoiminnot: este, kuljetus, säätely, katalyyttinen.

Esteen tehtävänä on rajoittaa vesiliukoisten yhdisteiden diffuusiota kalvon läpi, mikä on välttämätöntä solujen suojaamiseksi vierailta, myrkylliset aineet ja erilaisten aineiden suhteellisen vakiopitoisuuden ylläpitäminen solujen sisällä. Siten solukalvo voi hidastaa eri aineiden diffuusiota 100 000-10 000 000 kertaa.

Riisi. 2. Kolmiulotteinen kaavio Singer-Nicholson-kalvon nestemosaiikkimallista

Kuvassa on globulaarisia integraaliproteiineja upotettuna lipidikaksoiskerrokseen. Jotkut proteiinit ovat ionikanavia, toiset (glykoproteiinit) sisältävät oligosakkaridisivuketjuja, jotka osallistuvat solujen tunnistamiseen keskenään ja solujen välisessä kudoksessa. Kolesterolimolekyylit ovat lähellä fosfolipidipäitä ja kiinnittävät "hännän" viereiset osat. Fosfolipidimolekyylin pyrstöjen sisäiset osat eivät ole rajoittuneita liikkumiseensa, ja ne ovat vastuussa kalvon juoksevuudesta (Bretscher, 1985).

Kalvo sisältää kanavia, joiden kautta ionit tunkeutuvat. Kanavat voivat olla jännitteestä riippuvaisia ​​tai potentiaaliriippumattomia. Jänniteriippuvaiset kanavat auki, kun potentiaaliero muuttuu, ja potentiaalinen riippumaton(hormonisäädelty) avautuu, kun reseptorit ovat vuorovaikutuksessa aineiden kanssa. Kanavat voidaan avata tai sulkea porttien ansiosta. Kalvoon on rakennettu kahden tyyppisiä portteja: aktivointi(syvällä kanavassa) ja inaktivointi(kanavan pinnalla). Portti voi olla jossakin kolmesta tilasta:

• avoin tila (molemmat portit ovat auki);
• suljettu tila (aktivointiportti kiinni);
• inaktivointitila (inaktivointiportti kiinni).

Toinen kalvojen ominaisuus on kyky kuljettaa selektiivisesti epäorgaanisia ioneja, ravinteita ja erilaisia ​​aineenvaihduntatuotteita. On olemassa passiivisia ja aktiivisia aineiden siirto- (kuljetus)järjestelmiä. Passiivinen kuljetus tapahtuu ionikanavien kautta kantajaproteiinien avulla tai ilman sitä, ja sen liikkeellepaneva voima on ionien sähkökemiallisten potentiaalien ero solunsisäisen ja solunulkoisen tilan välillä. Ionikanavien selektiivisyys määräytyy sen geometristen parametrien sekä kanavan ja sen suun seinämiä ympäröivien ryhmien kemiallisen luonteen perusteella.

Tällä hetkellä parhaiten tutkitut kanavat ovat selektiivisesti Na+-, K+-, Ca 2+-ioneja ja myös vettä läpäiseviä kanavia (ns. akvaporiinit). Arvioitu ionikanavan halkaisija erilaisia ​​tutkimuksia, on 0,5-0,7 nm. Kaistanleveys Kanavat voivat vaihdella, yhden ionikanavan läpi voi kulkea 10 7 - 10 8 ionia sekunnissa.

Aktiivinen Kuljetus tapahtuu energiankulutuksella ja se suoritetaan niin sanotuilla ionipumpuilla. Ionipumput ovat kalvoon upotettuja molekyyliproteiinirakenteita, jotka kuljettavat ioneja kohti korkeampaa sähkökemiallista potentiaalia.

Pumput toimivat ATP-hydrolyysin energialla. Tällä hetkellä Na+/K+ -ATPaasi, Ca 2+ -ATPaasi, H + -ATPaasi, H + /K + -ATPaasi, Mg 2+ -ATPaasi, jotka varmistavat vastaavasti Na +, K +, Ca 2+ -ionien liikkeen. , on tutkittu hyvin, H+, Mg2+ eristetty tai konjugoitu (Na+ ja K+; H+ ja K+). Aktiivisen kuljetuksen molekyylimekanismia ei täysin ymmärretä.

Biologian haara nimeltä sytologia tutkii organismien sekä kasvien, eläinten ja ihmisten rakennetta. Tutkijat ovat havainneet, että sen sisällä sijaitsevan solun sisältö on rakennettu melko monimutkaiseksi. Sitä ympäröi ns. pintalaitteisto, joka sisältää ulomman solukalvon, supramembraanirakenteet: glykokalyksin sekä myös sen submembraanikompleksin muodostavat mikrofilamentit, pelikulit ja mikrotubulukset.

Tässä artikkelissa tutkimme ulomman solukalvon rakennetta ja toimintoja, jotka ovat osa erityyppisten solujen pintalaitteistoa.

Mitä toimintoja ulompi solukalvo suorittaa?

Kuten aiemmin on kuvattu, ulkokalvo on osa kunkin solun pintalaitteistoa, joka erottaa onnistuneesti sen sisäisen sisällön ja suojaa soluorganelleja haitallisilta ympäristöolosuhteilta. Toinen tehtävä on varmistaa aineiden vaihto solusisällön ja kudosnesteen välillä, jolloin ulompi solukalvo kuljettaa molekyylejä ja ioneja, jotka tulevat sytoplasmaan, ja auttaa myös poistamaan jätteitä ja ylijäämää. myrkylliset aineet solusta.

Solukalvon rakenne

Kalvot tai plasmakalvot erilaisia ​​tyyppejä solut ovat hyvin erilaisia ​​toisistaan. Pääasiassa niiden kemiallisen rakenteen sekä lipidien, glykoproteiinien, proteiinien suhteellisen pitoisuuden ja vastaavasti niissä olevien reseptorien luonteen perusteella. Ulkoinen, joka määräytyy ensisijaisesti glykoproteiinien yksilöllisen koostumuksen perusteella, osallistuu ympäristön ärsykkeiden tunnistamiseen ja itse solun reaktioihin niiden toimintaan. Jotkut virukset voivat olla vuorovaikutuksessa solukalvojen proteiinien ja glykolipidien kanssa, minkä seurauksena ne tunkeutuvat soluun. Herpes- ja influenssaviruksia voidaan käyttää suojaavan kuoren rakentamiseen.

Ja virukset ja bakteerit, niin sanotut bakteriofagit, kiinnittyvät solukalvoon ja liuottavat sen kosketuspisteessä käyttämällä erityistä entsyymiä. Sitten viruksen DNA-molekyyli siirtyy tuloksena olevaan reikään.

Eukaryoottien plasmakalvon rakenteen piirteet

Muistakaamme, että ulompi solukalvo suorittaa kuljetustoimintoa, eli aineiden siirtoa siihen ja sieltä ulos ulkoiseen ympäristöön. Tällaisen prosessin suorittamiseksi tarvitaan erityinen rakenne. Itse asiassa plasmalemma on pysyvä, universaali pintalaitteiston järjestelmä. Tämä on ohut (2-10 Nm), mutta melko tiheä monikerroksinen kalvo, joka peittää koko kennon. Sen rakennetta tutkivat vuonna 1972 tutkijat, kuten D. Singer ja G. Nicholson, ja he loivat myös nestemosaiikkimallin solukalvosta.

Tärkeimmät sen muodostavat kemialliset yhdisteet ovat proteiinien ja tiettyjen fosfolipidien järjestettyjä molekyylejä, jotka on upotettu nestemäiseen lipidiväliaineeseen ja muistuttavat mosaiikkia. Siten solukalvo koostuu kahdesta kerroksesta lipidejä, joiden ei-polaariset hydrofobiset "hännät" sijaitsevat kalvon sisällä ja polaariset hydrofiiliset päät ovat kohti solun sytoplasmaa ja solujen välistä nestettä.

Lipidikerroksen läpäisevät suuret proteiinimolekyylit, jotka muodostavat hydrofiilisiä huokosia. Niiden kautta ne kuljetetaan vesiliuokset glukoosi ja kivennäissuolat. Jotkut proteiinimolekyylit sijaitsevat sekä ulkopuolella että sisällä sisäpinta plasmalemmas. Siten kaikkien ytimiä sisältävien organismien solujen uloimmalla solukalvolla on hiilihydraattimolekyylejä, jotka on liitetty kovalenttisilla sidoksilla glykolipideihin ja glykoproteiineihin. Hiilihydraattipitoisuus solukalvoissa vaihtelee välillä 2-10%.

Prokaryoottisten organismien plasmalemman rakenne

Prokaryoottien ulompi solukalvo suorittaa samanlaisia ​​tehtäviä kuin ydinorganismien solujen plasmakalvot, nimittäin: ulkoisesta ympäristöstä tulevan tiedon havaitseminen ja välittäminen, ionien ja liuosten kuljettaminen soluun ja sieltä pois, sytoplasman suojaaminen vieraalta. reagenssit ulkopuolelta. Se voi muodostaa mesosomeja - rakenteita, jotka syntyvät, kun plasmakalvo tunkeutuu soluun. Ne voivat sisältää entsyymejä, jotka osallistuvat prokaryoottien metabolisiin reaktioihin, esimerkiksi DNA:n replikaatioon ja proteiinisynteesiin.

Mesosomit sisältävät myös redox-entsyymejä ja fotosynteettiset aineet sisältävät bakterioklorofylliä (bakteereissa) ja fikobiliinia (syanobakteereissa).

Ulkokalvojen rooli solujen välisissä kontakteissa

Jatkamalla vastausta kysymykseen siitä, mitä toimintoja ulompi solukalvo suorittaa, katsotaanpa sen roolia. Kasvisoluissa ulomman solukalvon seinämiin muodostuu huokoset, jotka siirtyvät selluloosakerrokseen. Niiden kautta solun sytoplasma voi poistua ulkopuolelle; tällaisia ​​ohuita kanavia kutsutaan plasmodesmaiksi.

Niiden ansiosta yhteys vierekkäisten kasvisolujen välillä on erittäin vahva. Ihmis- ja eläinsoluissa vierekkäisten solukalvojen välisiä kosketuskohtia kutsutaan desmosomeiksi. Ne ovat ominaisia ​​endoteelisoluille ja epiteelisoluille, ja niitä löytyy myös sydänlihassoluista.

Plasmalemman apumuodostelmat

Kasvien solujen eroa eläinsoluista auttaa ymmärtämään niiden plasmakalvojen rakenteellisia piirteitä, jotka riippuvat ulomman solukalvon toiminnasta. Sen yläpuolella eläinsoluissa on kerros glykokaliksia. Sen muodostavat polysakkaridimolekyylit, jotka liittyvät ulkoisen solukalvon proteiineihin ja lipideihin. Glykokalyksin ansiosta solujen välillä tapahtuu adheesiota (liittymistä yhteen), mikä johtaa kudosten muodostumiseen, joten se osallistuu plasmalemman signalointitoimintoon - ympäristöärsykkeiden tunnistamiseen.

Miten tiettyjen aineiden passiivinen kuljetus tapahtuu solukalvojen läpi?

Kuten aiemmin mainittiin, ulompi solukalvo on mukana prosessissa kuljettaa aineita solun ja ulkoisen ympäristön välillä. Plasmalemman kautta kulkee kahta tyyppiä: passiivinen (diffuusio) ja aktiivinen kuljetus. Ensimmäinen sisältää diffuusion, helpotetun diffuusion ja osmoosin. Aineiden liikkuminen pitoisuusgradienttia pitkin riippuu ennen kaikkea solukalvon läpi kulkevien molekyylien massasta ja koosta. Esimerkiksi pienet ei-polaariset molekyylit liukenevat helposti plasmalemman keskilipidikerrokseen, liikkuvat sen läpi ja päätyvät sytoplasmaan.

Suuret molekyylit eloperäinen aine tunkeutua sytoplasmaan erityisten kantajaproteiinien avulla. Niillä on lajispesifisyys, ja kun ne yhdistyvät hiukkaseen tai ioniin, ne siirtävät ne passiivisesti kalvon läpi pitoisuusgradienttia pitkin ilman energiankulutusta (passiivinen kuljetus). Tämä prosessi on sellaisen plasmalemman ominaisuuden taustalla kuin selektiivinen läpäisevyys. Prosessin aikana ATP-molekyylien energiaa ei käytetä, vaan solu säästää sen muihin aineenvaihduntareaktioihin.

Kemiallisten yhdisteiden aktiivinen kuljetus plasmalemman läpi

Koska ulompi solukalvo varmistaa molekyylien ja ionien siirtymisen ulkoisesta ympäristöstä soluun ja takaisin, on mahdollista poistaa dissimilaatiotuotteet, jotka ovat myrkkyjä, ulkopuolella, eli solujen väliseen nesteeseen. esiintyy pitoisuusgradienttia vastaan ​​ja vaatii energian käyttöä ATP-molekyylien muodossa. Se sisältää myös kantajaproteiineja, joita kutsutaan ATPaaseiksi, jotka ovat myös entsyymejä.

Esimerkki tällaisesta kuljetuksesta on natrium-kaliumpumppu (natrium-ionit siirtyvät sytoplasmasta ulkoiseen ympäristöön ja kalium-ionit pumpataan sytoplasmaan). Suoliston ja munuaisten epiteelisolut pystyvät siihen. Tämän siirtomenetelmän muunnelmia ovat pinosytoosi- ja fagosytoosiprosessit. Siten tutkittuaan, mitä toimintoja ulompi solukalvo suorittaa, voidaan todeta, että heterotrofiset protistit sekä korkeampien eläinorganismien solut, esimerkiksi leukosyytit, kykenevät pino- ja fagosytoosiprosesseihin.

Biosähköiset prosessit solukalvoissa

On todettu, että plasmakalvon ulkopinnan (se on positiivisesti varautunut) ja negatiivisesti varautuneen sytoplasman seinäkerroksen välillä on potentiaaliero. Sitä kutsuttiin lepopotentiaaliksi, ja se on luontainen kaikille eläville soluille. Ja hermokudoksella ei ole vain lepopotentiaalia, vaan se pystyy myös johtamaan heikkoja biovirtoja, jota kutsutaan viritysprosessiksi. Hermosolujen-neuronien ulkokalvot, jotka saavat ärsytystä reseptoreista, alkavat muuttaa varauksia: natriumionit tulevat massiivisesti soluun ja plasmalemman pinta muuttuu elektronegatiiviseksi. Ja sytoplasman parietaalinen kerros kationien ylimäärän vuoksi vastaanottaa positiivinen varaus. Tämä selittää, miksi hermosolun ulompi solukalvo latautuu, mikä aiheuttaa viritysprosessin taustalla olevien hermoimpulssien johtumisen.

Ei ole mikään salaisuus, että kaikki planeetallamme elävät olennot koostuvat soluista, näistä lukemattomista "" orgaanisista aineista. Soluja puolestaan ​​ympäröi erityinen suojakuori - kalvo, jolla on erittäin tärkeä rooli solun elämässä, ja solukalvon tehtävät eivät rajoitu vain solun suojaamiseen, vaan muodostavat kompleksin mekanismi, joka osallistuu solun lisääntymiseen, ravitsemukseen ja uusiutumiseen.

Mikä on solukalvo

Itse sana "kalvo" on käännetty latinasta "kalvoksi", vaikka kalvo ei ole vain eräänlainen kalvo, johon solu on kääritty, vaan yhdistelmä kahdesta toisiinsa yhdistetystä kalvosta, joilla on erilaiset ominaisuudet. Itse asiassa solukalvo on kolmikerroksinen lipoproteiini (rasvaproteiini) -kalvo, joka erottaa jokaisen solun viereisistä soluista ja ympäristöstä ja suorittaa hallittua vaihtoa solujen ja ympäristön välillä, tämä on akateeminen määritelmä solukalvolle. On.

Kalvon merkitys on yksinkertaisesti valtava, koska se ei vain erota solua toisesta, vaan myös varmistaa solun vuorovaikutuksen sekä muiden solujen että ympäristön kanssa.

Solukalvotutkimuksen historia

Kaksi saksalaista tiedemiestä Gorter ja Grendel antoivat tärkeän panoksen solukalvon tutkimukseen vuonna 1925. Silloin he onnistuivat suorittamaan monimutkaisen biologisen kokeen punasoluilla - erytrosyyteillä, jonka aikana tutkijat saivat niin sanottuja "varjoja", tyhjiä erytrosyyttien kuoria, jotka he pinosivat yhteen pinoon ja mittasivat pinta-alan ja laskivat myös niissä olevien lipidien määrä. Saatujen lipidien määrän perusteella tutkijat päättelivät, että ne sisältyvät tarkasti solukalvon kaksoiskerrokseen.

Vuonna 1935 toinen solukalvotutkijapari, tällä kertaa amerikkalaiset Daniel ja Dawson, vahvistivat sarjan pitkien kokeiden jälkeen proteiinipitoisuuden solukalvossa. Ei ollut muuta tapaa selittää, miksi kalvolla oli niin korkea pintajännitys. Tiedemiehet ovat taitavasti esittäneet voileivän muodossa olevan mallin solukalvosta, jossa leivän roolia ovat homogeeniset lipidi-proteiinikerrokset, joiden välissä öljyn sijaan on tyhjyyttä.

Vuonna 1950 adventin myötä elektroninen teoria Daniel ja Dawson pystyivät vahvistamaan tämän käytännön havainnoilla - solukalvon mikrokuvissa lipidi- ja proteiinipäiden kerrokset ja myös niiden välinen tyhjä tila näkyivät selvästi.

Vuonna 1960 amerikkalainen biologi J. Robertson kehitti teorian solukalvojen kolmikerroksisesta rakenteesta, joka pitkään aikaan pidettiin ainoana oikeana, mutta kanssa edelleen kehittäminen tieteen, alkoi syntyä epäilyksiä sen erehtymättömyydestä. Joten esimerkiksi näkökulmasta katsottuna solujen olisi vaikeaa ja työlästä kuljettaa tarvittavia ravintoaineita koko "voileivän" läpi.

Ja vasta vuonna 1972 amerikkalaiset biologit S. Singer ja G. Nicholson pystyivät selittämään Robertsonin teorian epäjohdonmukaisuudet käyttämällä uutta solukalvon nestemosaiikkimallia. Erityisesti he havaitsivat, että solukalvo ei ole koostumukseltaan homogeeninen, lisäksi se on epäsymmetrinen ja täynnä nestettä. Lisäksi solut ovat jatkuvassa liikkeessä. Ja pahamaineisilla proteiineilla, jotka ovat osa solukalvoa, on erilaiset rakenteet ja toiminnot.

Solukalvon ominaisuudet ja toiminnot

Katsotaanpa nyt, mitä toimintoja solukalvo suorittaa:

Solukalvon estetoiminto on kalvo todellisena rajavartijana, joka vartioi solun rajoja, viivyttää eikä päästä haitallisia tai yksinkertaisesti sopimattomia molekyylejä läpi.

Solukalvon kuljetustoiminto - kalvo ei ole vain rajavartija soluportilla, vaan myös eräänlainen tullitarkastuspiste, jonka kautta hyödyllisiä aineita vaihdetaan jatkuvasti muiden solujen ja ympäristön kanssa.

Matriisitoiminto - se on solukalvo, joka määrittää sijainnin suhteessa toisiinsa ja säätelee niiden välistä vuorovaikutusta.

Mekaaninen toiminta - on vastuussa yhden solun rajoittamisesta toisesta ja samalla solujen oikeasta yhdistämisestä toisiinsa, niiden muodostamisesta homogeeniseksi kudokseksi.

Solukalvon suojaava toiminta on perusta solun suojakilven rakentamiselle. Luonnossa esimerkki tästä toiminnosta olisi kovapuu, tiheä kuori, suojaava kuori, kaikki kiitos suojaava toiminto kalvot.

Entsymaattinen toiminta on toinen tärkeä toiminto, jota tietyt proteiinit suorittavat solussa. Esimerkiksi tämän toiminnon ansiosta ruoansulatusentsyymien synteesi tapahtuu suoliston epiteelissä.

Lisäksi kaiken tämän lisäksi solukalvon kautta tapahtuu solujen vaihtoa, joka voi tapahtua kolmessa eri reaktiossa:

• Fagosytoosi on solujen vaihtoa, jossa kalvoon upotetut fagosyyttisolut sieppaavat ja sulattavat erilaisia ravinteita.
• Pinosytoosi on prosessi, jossa solukalvo sieppaa sen kanssa kosketuksissa olevia nestemolekyylejä. Tätä varten kalvon pinnalle muodostuu erityisiä lonkeroita, jotka näyttävät ympäröivän nestepisaran muodostaen kuplan, jonka kalvo myöhemmin "nielee".
• Eksosytoosi on käänteinen prosessi, kun solu vapauttaa eritystoiminnallista nestettä pintaan kalvon läpi.

Solukalvon rakenne

Solukalvossa on kolme lipidien luokkaa:

• fosfolipidit (jotka ovat rasvojen ja fosforin yhdistelmä),
• glykolipidit (rasvojen ja hiilihydraattien yhdistelmä),
• kolesteroli

Fosfolipidit ja glykolipidit puolestaan ​​koostuvat hydrofiilisestä päästä, johon ulottuu kaksi pitkää hydrofobista häntää. Kolesteroli miehittää näiden pyrstöjen välisen tilan ja estää niitä taipumasta; tämä kaikki tekee joissakin tapauksissa tiettyjen solujen kalvosta erittäin jäykän. Kaiken tämän lisäksi kolesterolimolekyylit järjestävät solukalvon rakenteen.

Mutta olkoon niin, tärkeä osa Solukalvon rakenne on proteiini, tai pikemminkin erilaisia ​​proteiineja, joilla on erilaisia ​​​​tärkeitä rooleja. Huolimatta kalvon sisältämien proteiinien monimuotoisuudesta, niitä yhdistää jokin - rengasmaiset lipidit sijaitsevat kaikkien kalvoproteiinien ympärillä. Rengasmaiset lipidit ovat erityisiä rakenteellisia rasvoja, jotka toimivat eräänlaisena suojakuorena proteiineille, joita ilman ne eivät yksinkertaisesti toimisi.

Solukalvon rakenteessa on kolme kerrosta: solukalvon perusta on homogeeninen nestemäinen bilipidikerros. Proteiinit peittävät sen molemmin puolin kuin mosaiikki. Juuri proteiinit ovat edellä kuvattujen toimintojen lisäksi myös erikoisina kanavina, joiden kautta kalvon läpi kulkevat aineet, jotka eivät pysty tunkeutumaan kalvon nestekerroksen läpi. Näitä ovat esimerkiksi kalium- ja natriumionit, joiden tunkeutumiseen kalvon läpi luonto tarjoaa erityisiä ionikanavia solukalvoissa. Toisin sanoen proteiinit varmistavat solukalvojen läpäisevyyden.

Jos katsomme solukalvoa mikroskoopin läpi, näemme lipidikerroksen, joka muodostuu pienistä pallomaisista molekyyleistä, joiden päällä proteiinit uivat kuin meressä. Nyt tiedät, mitkä aineet muodostavat solukalvon.

Video solukalvosta

Ja lopuksi opetusvideo solukalvosta.

Elävän organismin perusrakenneyksikkö on solu, joka on solukalvon ympäröimä erilaistunut osa sytoplasmasta. Koska solu suorittaa monia tärkeitä toimintoja, kuten lisääntyminen, ravitsemus, liike, kalvon on oltava muovinen ja tiheä.

Solukalvon löytämisen ja tutkimuksen historia

Vuonna 1925 Grendel ja Gorder suorittivat onnistuneen kokeen tunnistaakseen punasolujen "varjot" eli tyhjiä kalvoja. Useista vakavista virheistä huolimatta tutkijat löysivät lipidikaksoiskerroksen. Heidän työtään jatkoivat Danielli, Dawson vuonna 1935 ja Robertson vuonna 1960. Monien vuosien työn ja argumenttien kertymisen tuloksena Singer ja Nicholson loivat vuonna 1972 nestemosaiikkimallin kalvorakenteesta. Lisäkokeet ja -tutkimukset vahvistivat tutkijoiden teokset.

Merkitys

Mikä on solukalvo? Tätä sanaa alettiin käyttää yli sata vuotta sitten; latinasta käännettynä se tarkoittaa "kalvoa", "ihoa". Näin määritellään solun raja, joka on luonnollinen este sisäisen sisällön ja ulkoisen ympäristön välillä. Solukalvon rakenne viittaa puoliläpäisevyyteen, jonka ansiosta kosteus ja ravinteet ja hajoamistuotteet voivat kulkea sen läpi vapaasti. Tätä kuorta voidaan kutsua soluorganisaation päärakennekomponentiksi.

Tarkastellaan solukalvon päätoimintoja

1. Erottelee solun sisäisen sisällön ja ulkoisen ympäristön komponentit.

2. Auttaa ylläpitämään solun jatkuvaa kemiallista koostumusta.

3. Säätelee asianmukaista aineenvaihduntaa.

4. Tarjoaa viestinnän solujen välillä.

5. Tunnistaa signaalit.

6. Suojaustoiminto.

"Plasma Shell"

Ulompi solukalvo, jota kutsutaan myös plasmakalvoksi, on ultramikroskooppinen kalvo, jonka paksuus vaihtelee viidestä seitsemään nanomillimetriä. Se koostuu pääasiassa proteiiniyhdisteistä, fosfolideista ja vedestä. Kalvo on elastinen, imee helposti vettä ja palauttaa nopeasti eheytensä vaurioiden jälkeen.

Sillä on universaali rakenne. Tämä kalvo on reuna-asemassa, osallistuu selektiivisen läpäisevyyden prosessiin, hajoamistuotteiden poistamiseen ja syntetisoi niitä. Suhde "naapureihinsa" ja luotettava sisäisen sisällön suojaaminen vaurioilta tekee siitä tärkeän komponentin sellaisessa asiassa kuin solun rakenne. Eläinorganismien solukalvo on joskus peitetty ohuella kerroksella - glykokaliksilla, joka sisältää proteiineja ja polysakkarideja. Kalvon ulkopuolella olevia kasvisoluja suojaa soluseinä, joka toimii tukena ja säilyttää muotonsa. Sen koostumuksen pääkomponentti on kuitu (selluloosa) - polysakkaridi, joka on veteen liukenematon.

Siten ulomman solukalvon tehtävänä on korjata, suojata ja vuorovaikuttaa muiden solujen kanssa.

Solukalvon rakenne

Tämän liikkuvan kuoren paksuus vaihtelee kuudesta kymmeneen nanomillimetriin. Solun solukalvolla on erityinen koostumus, jonka perustana on lipidikaksoiskerros. Veden suhteen inertit hydrofobiset hännät sijaitsevat sisäpuolella, kun taas hydrofiiliset päät, jotka ovat vuorovaikutuksessa veden kanssa, osoittavat ulospäin. Jokainen lipidi on fosfolipidi, joka on seurausta aineiden, kuten glyserolin ja sfingosiinin, vuorovaikutuksesta. Lipidirunkoa ympäröivät tiiviisti proteiinit, jotka on järjestetty epäjatkuvaksi kerrokseksi. Jotkut niistä upotetaan lipidikerrokseen, loput kulkevat sen läpi. Tämän seurauksena muodostuu vettä läpäiseviä alueita. Näiden proteiinien suorittamat toiminnot ovat erilaisia. Jotkut niistä ovat entsyymejä, loput kuljetusproteiineja, jotka kuljettavat erilaisia ​​aineita ulkoisesta ympäristöstä sytoplasmaan ja takaisin.

Solukalvo läpäisee integraaliset proteiinit ja yhdistää ne tiiviisti, ja yhteys perifeeristen proteiinien kanssa on heikompi. Näillä proteiineilla on tärkeä tehtävä, joka on ylläpitää kalvon rakennetta, vastaanottaa ja muuntaa signaaleja ympäristöstä, kuljettaa aineita ja katalysoida kalvoilla tapahtuvia reaktioita.

Yhdiste

Solukalvon perusta on bimolekulaarinen kerros. Jatkuvuuden ansiosta kennossa on sulku- ja mekaanisia ominaisuuksia. Eri elämänvaiheissa tämä kaksoiskerros voi hajota. Tämän seurauksena muodostuu hydrofiilisten huokosten rakenteellisia vikoja. Tässä tapauksessa täysin kaikki sellaisen komponentin, kuten solukalvon, toiminnot voivat muuttua. Ydin voi kärsiä ulkoisista vaikutuksista.

Ominaisuudet

Solun solukalvolla on mielenkiintoisia ominaisuuksia. Sujuvuuden vuoksi tämä kalvo ei ole jäykkä rakenne, ja suurin osa sen muodostavista proteiineista ja lipideistä liikkuu vapaasti kalvon tasolla.

Yleensä solukalvo on epäsymmetrinen, joten proteiini- ja lipidikerrosten koostumus vaihtelee. Eläinsolujen plasmakalvojen ulkopuolella on glykoproteiinikerros, joka suorittaa reseptori- ja signalointitoimintoja ja toimii myös iso rooli solujen kudoksiksi yhdistämisprosessin aikana. Solukalvo on polaarinen, eli ulkoinen varaus on positiivinen ja sisäpuolen varaus on negatiivinen. Kaiken edellä mainitun lisäksi solukalvolla on selektiivinen näkemys.

Tämä tarkoittaa, että veden lisäksi soluun pääsee vain tietty ryhmä molekyylejä ja liuenneiden aineiden ioneja. Aineen, kuten natriumin, pitoisuus useimmissa soluissa on paljon pienempi kuin ulkoisessa ympäristössä. Kaliumioneilla on erilainen suhde: niiden määrä solussa on paljon suurempi kuin solussa ympäristöön. Tässä suhteessa natriumioneilla on taipumus tunkeutua solukalvon läpi, ja kaliumioneja taipumus vapautua ulkopuolelle. Näissä olosuhteissa kalvo aktivoi erityisen järjestelmän, jolla on "pumppaava" rooli ja joka tasoittaa aineiden pitoisuutta: natriumioneja pumpataan solun pinnalle ja kaliumioneja pumpataan sisään. Tämä ominaisuus kuuluu solukalvon tärkeimpiin toimintoihin.

Tällä natrium- ja kalium-ionien taipumuksella liikkua sisäänpäin pinnasta on suuri rooli sokerin ja aminohappojen kuljettamisessa soluun. Prosessissa, jossa natriumioneja poistetaan aktiivisesti solusta, kalvo luo olosuhteet glukoosin ja aminohappojen uusille saannille. Päinvastoin, kun kaliumioneja siirretään soluun, solun sisältä ulkoiseen ympäristöön hajoamistuotteiden "kuljettajien" määrä täydentyy.

Miten solujen ravitsemus tapahtuu solukalvon läpi?

Monet solut imevät aineita prosessien, kuten fagosytoosin ja pinosytoosin, kautta. Ensimmäisessä vaihtoehdossa joustava ulkokalvo luo pienen syvennyksen, johon siepattu hiukkanen päätyy. Syvennyksen halkaisija kasvaa sitten, kunnes suljettu hiukkanen tulee solun sytoplasmaan. Fagosytoosin kautta syötetään joitain alkueläimiä, kuten ameboja, samoin kuin verisoluja - leukosyyttejä ja fagosyytit. Samoin solut imevät nestettä, joka sisältää tarvittavat ravintoaineet. Tätä ilmiötä kutsutaan pinosytoosiksi.

Ulkokalvo on tiiviisti yhteydessä solun endoplasmiseen retikulumiin.

Monilla pääkudoskomponenteilla on ulkonemia, taitoksia ja mikrovilloja kalvon pinnalla. Tämän kuoren ulkopuolella olevat kasvisolut peitetään toisella, paksulla ja selvästi näkyvällä mikroskoopilla. Kuitu, josta ne on valmistettu, auttaa muodostamaan tukea kasvikudoksille, kuten puulle. Eläinsoluilla on myös useita ulkoisia rakenteita, jotka sijaitsevat solukalvon päällä. Ne ovat luonteeltaan yksinomaan suojaavia, esimerkkinä tästä on hyönteisten ihosolujen sisältämä kitiini.

Solukalvon lisäksi on solunsisäinen kalvo. Sen tehtävänä on jakaa solu useisiin erikoistuneisiin suljettuihin osastoihin - osastoihin tai organelleihin, joissa on säilytettävä tietty ympäristö.

Siten on mahdotonta yliarvioida sellaisen elävän organismin perusyksikön komponentin roolia kuin solukalvo. Rakenne ja toiminnot viittaavat merkittävään laajenemiseen kokonaisalue solun pinta, aineenvaihduntaprosessien parantaminen. Tämä molekyylirakenne koostuu proteiineista ja lipideistä. Kalvo erottaa solun ulkoisesta ympäristöstä ja varmistaa sen eheyden. Sen avulla solujen väliset yhteydet säilyvät melko vahvalla tasolla muodostaen kudoksia. Tässä suhteessa voimme päätellä, että solukalvolla on yksi tärkeimmistä rooleista solussa. Sen rakenne ja sen suorittamat toiminnot eroavat radikaalisti eri soluissa niiden tarkoituksesta riippuen. Näiden ominaisuuksien avulla saavutetaan erilaisia ​​solukalvojen fysiologisia aktiivisuuksia ja niiden rooleja solujen ja kudosten olemassaolossa.