Плазмалық мембрана - қалыңдығына кіріктірілген белоктар, иондық арналар және рецепторлық молекулалары бар липидті қос қабат. Бұл жасушаның цитоплазмасын жасушалық кеңістіктен бөлетін механикалық тосқауыл, сонымен бірге сыртқы ортамен жалғыз байланыс. Сондықтан плазмолемма жасушаның ең маңызды құрылымдарының бірі болып табылады және оның функциялары оның өмір сүруіне және басқа жасуша топтарымен әрекеттесуіне мүмкіндік береді.
Цитолемма функцияларына шолу
Жануарлар жасушасында болатын пішіндегі плазмалық мембрана әртүрлі патшалықтардағы көптеген организмдерге тән. Организмдері бір жасушадан тұратын бактериялар мен қарапайымдылардың цитоплазмалық мембранасы болады. Ал жануарлар, саңырауқұлақтар мен өсімдіктер көп жасушалы организмдер ретінде эволюция процесінде оны жоғалтқан жоқ. Дегенмен, тірі организмдердің әртүрлі патшалықтарындацитолемма біршама ерекшеленеді, бірақ оның функциялары бұрынғысынша бірдей. Оларды үш топқа бөлуге болады: шектеу, тасымалдау және байланыс.
Шектеу функциялары тобына жасушаны механикалық қорғау, оның пішінін сақтау, жасушадан тыс ортадан қорғау кіреді. Мембрана белгілі бір белоктардың, иондық арналардың және белгілі бір заттардың тасымалдаушыларының болуына байланысты транспорттық функцияларды атқарады. Цитолемманың коммуникативті қызметтеріне рецепторлық қызмет жатады. Мембрананың бетінде рецепторлық кешендердің жиынтығы орналасады, олар арқылы жасуша гуморальды ақпаратты тасымалдау механизмдеріне қатысады. Дегенмен, плазмолемманың жасушаны ғана емес, оның кейбір мембраналық органоидтарын да қоршап тұруы да маңызды. Оларда ол бүкіл ұяшықтағы рөлді атқарады.
Кедергі функциясы
Плазмалық мембрананың тосқауылдық функциялары көп. Ол химиялық заттардың басым концентрациясы бар жасушаның ішкі ортасын оның өзгеруінен қорғайды. Ерітінділерде диффузия жүреді, яғни олардың құрамындағы белгілі бір заттардың әртүрлі мазмұны бар орталар арасындағы концентрацияның өздігінен теңестірілуі. Плазмалемма сұйықтық пен иондардың кез келген бағытта ағып кетуіне жол бермеу арқылы диффузияны блоктайды. Осылайша, мембрана цитоплазманы белгілі бір концентрациядағы электролиттермен шектейді.
Плазмалық мембрананың тосқауылдық қызметінің екінші көрінісі – күшті қышқылды және күшті сілтілі ортадан қорғау. Плазмалық мембрана салынғанлипидті молекулалардың гидрофобты ұштары сыртқа қарағандай етіп. Сондықтан ол рН мәндері әртүрлі жасушаішілік және жасушадан тыс орталарды жиі ажыратады. Бұл жасушалық өмір үшін өте қажет.
Органелла мембраналарының тосқауылдық қызметі
Плазмалық мембрананың тосқауылдық функциялары да әртүрлі, өйткені олар оның орналасуына байланысты. Атап айтқанда, кариолемма, яғни ядроның липидті қос қабаты оны механикалық зақымданудан қорғайды және ядролық ортаны цитоплазмалық ортадан ажыратады. Сонымен қатар, кариолемма эндоплазмалық ретикулумның мембранасымен ажырамас байланыста болады деп саналады. Сондықтан бүкіл жүйе тұқым қуалайтын ақпараттың біртұтас репозиторийі, белок синтездеу жүйесі және белок молекулаларының трансляциядан кейінгі модификациясының кластері ретінде қарастырылады. Эндоплазмалық тордың мембранасы ақуыз, липидтер және көмірсулар молекулалары қозғалатын жасушаішілік тасымалдау арналарының пішінін сақтау үшін қажет.
Митохондрия мембранасы митохондрияларды, ал пластидті мембрана хлоропласттарды қорғайды. Лизосомалық мембрана сонымен қатар тосқауыл рөлін атқарады: лизосома ішінде агрессивті рН ортасы және реактивті оттегі түрлері бар, олар еніп кетсе, жасуша ішіндегі құрылымдарды зақымдауы мүмкін. Ал мембрана, керісінше, лизосомаларға қатты бөлшектерді «қорытуға» мүмкіндік беретін және ферменттердің әрекет ету аймағын шектейтін әмбебап тосқауыл болып табылады.
плазмалық мембрананың механикалық қызметі
Плазматикалық мембрананың механикалық қызметтері де гетерогенді. Біріншіден, плазмалық мембрана тірек етедіжасушалық формасы. Екіншіден, ол жасушаның деформациялануын шектейді, бірақ пішіні мен сұйықтығының өзгеруіне жол бермейді. Бұл жағдайда мембрананың нығаюы да мүмкін. Бұл протистердің, бактериялардың, өсімдіктердің және саңырауқұлақтардың жасуша қабырғасының қалыптасуына байланысты болады. Жануарларда, соның ішінде адам түрлерінде жасуша қабырғасы ең қарапайым және тек гликокаликспен ұсынылған.
Бактерияларда - гликопротеин, өсімдіктерде - целлюлоза, саңырауқұлақтарда - хитинді. Диатомдар тіпті жасуша қабырғасына кремний диоксиді (кремний оксиді) қосады, бұл жасушаның беріктігі мен механикалық төзімділігін айтарлықтай арттырады. Ал бұл үшін әрбір ағзаға жасуша қабырғасы қажет. Ал плазмолемманың өзі протеогликандар, целлюлоза немесе хитин қабатынан әлдеқайда төмен күшке ие. Цитолемманың механикалық рөл атқаратыны сөзсіз.
Сонымен қатар плазмалық мембрананың механикалық функциялары митохондриялардың, хлоропластардың, лизосомалардың, ядроның және эндоплазмалық ретикулумның жасуша ішінде жұмыс істеуіне және өздерін табалдырық астындағы зақымданудан қорғауға мүмкіндік береді. Бұл мембраналық органоидтары бар кез келген жасушаға тән. Сонымен қатар, плазмалық мембранада цитоплазмалық өсінділер бар, олар арқылы жасушааралық байланыстар жасалады. Бұл плазмалық мембрананың механикалық функциясын жүзеге асырудың мысалы. Мембрананың қорғаныс рөлі липидті қос қабаттың табиғи кедергісі мен өтімділігімен де қамтамасыз етіледі.
Цитоплазмалық мембрананың коммуникативті қызметі
Көлік және қабылдау коммуникативті функциялардың қатарына жатады. Мыналарекі сапа да плазмалық мембранаға және кариолеммаға тән. Органеллалардың мембранасында әрқашан рецепторлар бола бермейді немесе тасымалдау арналарымен сіңеді, бірақ кариолеммада және цитолеммада бұл түзілімдер болады. Олар арқылы бұл коммуникативті функциялар жүзеге асырылады.
Тасымалдау екі мүмкін механизммен жүзеге асырылады: энергияны жұмсаумен, яғни белсенді түрде және шығынсыз қарапайым диффузиямен. Бірақ жасуша фагоцитоз немесе пиноцитоз арқылы заттарды тасымалдай алады. Бұл цитоплазманың шығыңқы жерлері арқылы сұйық немесе қатты бөлшектердің бұлтын басып алу арқылы жүзеге асады. Содан кейін жасуша қолымен ұстап тұрғандай сұйықтықтың бір бөлігін немесе тамшысын ұстап алып, оны өзіне тартып, айналасында цитоплазмалық қабат түзеді.
Белсенді тасымалдау, диффузия
Белсенді тасымалдау электролиттер немесе қоректік заттардың селективті сіңірілуінің мысалы болып табылады. Бірнеше суббірліктерден тұратын ақуыз молекулаларымен ұсынылған арнайы арналар арқылы зат немесе гидратталған ион цитоплазмаға енеді. Иондар потенциалды өзгертеді, ал қоректік заттар метаболикалық контурларға салынады. Ал жасушадағы плазмалық мембрананың барлық осы функциялары оның өсуі мен дамуына белсенді түрде ықпал етеді.
Липидтердің ерігіштігі
Жүйке, эндокриндік немесе бұлшықет жасушалары сияқты жоғары сараланған жасушалар демалу және әрекет потенциалын жасау үшін осы иондық арналарды пайдаланады. Ол осмостық және электрохимиялық айырмашылыққа байланысты түзіледі және ұлпалар жиырылу қабілетіне ие болады,импульсті тудырады немесе жүргізеді, сигналдарға жауап береді немесе оларды жібереді. Бұл жасушалар арасындағы ақпарат алмасудың маңызды механизмі, ол бүкіл ағзаның функцияларын жүйкелік реттеудің негізінде жатыр. Жануарлар жасушасының плазмалық мембранасының бұл қызметтері бүкіл ағзаның тіршілік әрекетін, қорғанысын және қозғалысын реттеуді қамтамасыз етеді.
Кейбір заттар тіпті мембранадан өте алады, бірақ бұл тек липофильді майда еритін молекулалардың молекулаларына тән. Олар цитоплазмаға оңай еніп, мембрананың қос қабатында жай ериді. Бұл тасымалдау механизмі стероидты гормондарға тән. Ал пептидтік құрылымның гормондары жасушаға ақпаратты да жіберсе де, мембранадан өте алмайды. Бұған плазмалемманың бетінде рецепторлық (интегралдық) молекулалардың болуына байланысты қол жеткізіледі. Ядроға сигнал берудің байланысты биохимиялық механизмдері липидті заттардың мембрана арқылы тікелей ену механизмімен бірге гуморальды реттеудің қарапайым жүйесін құрайды. Ал плазмалық мембрананың интегралды белоктарының осы қызметтерінің барлығы бір жасушаға ғана емес, бүкіл ағзаға қажет.
Цитоплазмалық мембрана функцияларының кестесі
Плазмалық мембрананың функцияларын көрсетудің ең көрнекі тәсілі - оның тұтас жасуша үшін биологиялық рөлін көрсететін кесте.
| Құрылым | Функция | Биологиялық рөл |
| Липидті қосқабатты түрдегі цитоплазмалық мембранаинтегралды және беткі белоктардың рецепторлық кешендерімен жабдықталған сыртқа қарай орналасқан гидрофобты ұштары | Механикалық | Жасуша пішінін сақтайды, механикалық шекті әсерлерден қорғайды, жасуша тұтастығын сақтайды |
| Көлік | Сұйық тамшыларды, қатты бөлшектерді, макромолекулаларды және гидратталған иондарды энергия шығынымен немесе шығынсыз жасушаға тасымалдайды | |
| Рецептор | Оның бетінде ядроға ақпаратты тасымалдауға қызмет ететін рецепторлық молекулалар бар | |
| Жабысқақ | Цитоплазманың шығыңқы болуына байланысты көрші жасушалар бір-бірімен байланыс түзеді | |
| Электрогендік | Қозғыш тіндердің әрекет потенциалы мен тыныштық потенциалының генерациясын қамтамасыз етеді |
Бұл кестеде плазмалық мембрана қандай қызмет атқаратыны анық көрсетілген. Бірақ бұл рөлдерді тек жасуша мембранасы, яғни бүкіл жасушаны қоршап тұрған липидті қос қабат атқарады. Оның ішінде органоидтар бар, олардың да мембраналары бар. Олардың рөлдері көрсетілуі керек.
плазмалық мембрананың функциялары: схема
Келесі органеллалар жасушада мембраналардың болуымен ерекшеленеді: ядро, кедір-бұдыр және тегіс эндоплазмалық тор, Гольджи кешені, митохондриялар, хлоропластар, лизосомалар. Әрқайсысындабұл органеллалар, мембрана шешуші рөл атқарады. Оны кестелік схеманың мысалы арқылы қарастыруға болады.
| Органелла және мембрана | Функция | Биологиялық рөл |
| Ядро, ядролық мембрана | Механикалық | Ядро цитоплазмасының плазмалық мембранасының механикалық қызметтері оның пішінін сақтауға мүмкіндік береді, құрылымдық зақымданулардың пайда болуын болдырмайды |
| Кедергі | Нуклеоплазма мен цитоплазманың бөлінуі | |
| Көлік | Оның рибосомалар мен хабаршы РНҚ-ның ядродан шығуына және қоректік заттардың, аминқышқылдары мен азотты негіздердің ішкі қабатқа енуіне арналған көлік тесіктері бар | |
| Митохондрия, митохондриялық мембрана | Механикалық | Митохондриялардың пішінін сақтау, механикалық зақымдануды болдырмау |
| Көлік | Иондар мен энергетикалық субстраттар мембрана арқылы тасымалданады | |
| Электрогендік | Жасушадағы энергия өндірісінің негізі болып табылатын трансмембраналық потенциалдың генерациясын қамтамасыз етеді | |
| Хлоропластар, пластидті мембрана | Механикалық | Пластидтердің пішінін қолдайды, олардың механикалық зақымдануын болдырмайды |
| Көлік | Заттардың тасымалдануын қамтамасыз етеді | |
| Эндоплазмалық ретикулум, желінің мембранасы | Механикалық және қоршаған ортаны түзетін | Белок синтезі және олардың трансляциядан кейінгі модификациясы жүретін қуыстың болуын қамтамасыз етеді |
| Гольджи аппараты, везикулалар мен цистерналардың мембранасы | Механикалық және қоршаған ортаны түзетін | Рөлді жоғарыдан қараңыз |
| Лизосомалар, лизосомалық мембрана |
Механикалық Кедергі |
Лизосоманың пішінін сақтау, механикалық зақымдануды және цитоплазмаға ферменттердің шығуын болдырмау, оны литикалық комплекстерден шектеу |
Жануарлар жасушасының мембраналары
Бұл жасушадағы плазмалық мембрананың функциялары, мұнда ол әрбір органелла үшін маңызды рөл атқарады. Сонымен қатар, бірқатар функцияларды біреуге біріктіру керек - қорғаныс. Атап айтқанда, тосқауыл және механикалық функциялар қорғаныс функцияларына біріктірілген. Оның үстіне өсімдік жасушасындағы плазмалық мембрананың функциялары жануар мен бактерия жасушасындағы қызметтермен дерлік бірдей.
Жануарлар жасушасы ең күрделі және жоғары сараланған. Мұнда әлдеқайда көп интегралдық, жартылай интегралдық және беттік белоктар орналасқан. Жалпы, көп жасушалы организмдерде мембрана құрылымы біржасушалыларға қарағанда әрқашан күрделірек болады. Белгілі бір жасушаның плазмалық мембранасы қандай функцияларды орындайтыны оның эпителий, дәнекер немесе деп жіктелуін анықтайды.қозғыш тін.
