وصف قصير:

سازونوف ف. 1_1 هيكل غشاء الخلية [مورد إلكتروني] // عالم الحركة ، 2009-2018: [موقع]. تاريخ التحديث: 06.02.2018 ..__. 201_). _وصف هيكل وعمل غشاء الخلية (المرادفات: غشاء البلازما ، غشاء البلازما ، الغشاء الحيوي ، غشاء الخلية ، غشاء الخلية الخارجي ، غشاء الخلية ، الغشاء السيتوبلازمي). هذه المعلومات الأولية ضرورية لعلم الخلايا وفهم العمليات نشاط عصبي: إثارة عصبية ، تثبيط ، عمل المشابك العصبية والمستقبلات الحسية.

غشاء الخلية (البلازما أاللمة أو البلازما حولليما)

تعريف المفهوم

غشاء الخلية (المرادفات: غشاء البلازما ، غشاء البلازما ، الغشاء السيتوبلازمي ، الغشاء الحيوي) هو غشاء ثلاثي البروتين الدهني (أي "البروتين الدهني") الذي يفصل الخلية عن البيئة ويقوم بتبادل وتواصل متحكم فيه بين الخلية وبيئتها.

الشيء الرئيسي في هذا التعريف ليس أن الغشاء يفصل الخلية عن البيئة ، بل هو ذلك فقط يربط خلية مع البيئة. الغشاء نشيط هيكل الخلية يعمل باستمرار.

الغشاء البيولوجي هو غشاء رقيق ثنائي الجزيئات من الفسفوليبيد مغطى بالبروتينات والسكريات. هذا الهيكل الخلوي يكمن وراء الحاجز ، والخصائص الميكانيكية والمصفوفة للكائن الحي (Antonov VF ، 1996).

تمثيل تصويري للغشاء

بالنسبة لي ، يظهر غشاء الخلية كسور شبكي به العديد من الأبواب ، والذي يحيط بمنطقة معينة. يمكن لأي كائنات حية صغيرة أن تتحرك بحرية ذهابًا وإيابًا عبر هذا السياج. لكن لا يمكن للزوار الأكبر الدخول إلا من خلال الأبواب ، وحتى في هذه الحالة لا يمكنهم الدخول جميعًا. الزوار المختلفون لديهم مفاتيح لأبوابهم الخاصة فقط ، ولا يمكنهم المرور عبر أبواب الآخرين. لذلك ، من خلال هذا السياج ، يتدفق الزوار باستمرار ذهابًا وإيابًا ، لأن الوظيفة الرئيسية لسياج الغشاء ذات شقين: فصل المنطقة عن الفضاء المحيط وفي نفس الوقت ربطها بالمساحة المحيطة. لهذا هناك العديد من الثقوب والأبواب في السياج - !

خصائص الغشاء

1. نفاذية.

2. شبه نفاذية (نفاذية جزئية).

3. النفاذية الانتقائية (مرادف: انتقائي).

4. النفاذية النشطة (مرادف: النقل النشط).

5. نفاذية خاضعة للرقابة.

كما ترون ، فإن الخاصية الرئيسية للغشاء هي نفاذه فيما يتعلق بالمواد المختلفة.

6. البلعمة والكريات.

7. خروج الخلايا.

8. وجود جهود كهربائية وكيميائية ، وبصورة أدق ، فرق الجهد بين الجانبين الداخلي والخارجي للغشاء. مجازيًا ، يمكن للمرء أن يقول ذلك "يحول الغشاء الخلية إلى" بطارية كهربائية "عن طريق التحكم في تدفقات الأيونات". تفاصيل: .

9. التغيرات في الإمكانات الكهربائية والكيميائية.

10. التهيج. يمكن للمستقبلات الجزيئية الخاصة الموجودة على الغشاء أن تتصل بمواد الإشارة (التحكم) ، ونتيجة لذلك يمكن أن تتغير حالة الغشاء والخلية بأكملها. المستقبلات الجزيئية تؤدي إلى الحيوية تفاعلات كيميائيةردا على مزيج من ligands (المواد الضابطة) معهم. من المهم ملاحظة أن مادة الإشارة تعمل على المستقبل من الخارج ، بينما تستمر التغييرات داخل الخلية. اتضح أن الغشاء ينقل المعلومات من البيئة إلى البيئة الداخلية للخلية.

11. النشاط الأنزيمي الحفزي. يمكن أن تكون الإنزيمات مغروسة في الغشاء أو مرتبطة بسطحه (داخل الخلية وخارجها) ، وهناك تقوم بنشاطها الأنزيمي.

12. تغيير شكل السطح ومساحته. يسمح هذا للغشاء بتشكيل نتوءات خارجية أو ، على العكس ، انغالات في الخلية.

13. القدرة على تكوين اتصالات مع أغشية الخلايا الأخرى.

14. الالتصاق - القدرة على الالتصاق بالأسطح الصلبة.

قائمة مختصرة من خصائص الغشاء

• نفاذية.
• الالتقام الخلوي ، خروج الخلايا ، كثرة الخلايا.
• الإمكانات.
• التهيج.
• النشاط الأنزيمي.
• جهات الاتصال.
• التصاق.

وظائف الغشاء

1. عزل غير كامل للمحتوى الداخلي عن البيئة الخارجية.

2. الشيء الرئيسي في عمل غشاء الخلية هو تبادل مختلف مواد بين الخلية والبيئة خارج الخلية. هذا بسبب خاصية الغشاء مثل النفاذية. بالإضافة إلى ذلك ، ينظم الغشاء هذا التبادل من خلال تنظيم نفاذه.

3. وظيفة أخرى مهمة للغشاء هي إحداث فرق في الإمكانات الكيميائية والكهربائية بين الجانبين الداخلي والخارجي. نتيجة لذلك ، داخل الخلية لديه جهد كهربائي سلبي -.

4. يتم أيضا من خلال الغشاء تبادل المعلومات بين الخلية وبيئتها. يمكن للمستقبلات الجزيئية الخاصة الموجودة على الغشاء أن ترتبط بمواد التحكم (الهرمونات ، الوسطاء ، المُعدِّلات) وتؤدي إلى تفاعلات كيميائية حيوية في الخلية ، مما يؤدي إلى تغييرات مختلفة في الخلية أو في بنيتها.

فيديو:هيكل غشاء الخلية

محاضرة فيديو:تفاصيل حول هيكل الغشاء والنقل

هيكل الغشاء

غشاء الخلية له عالمي ثلاث طبقات بنية. طبقة الدهون المتوسطة مستمرة ، وتغطيها طبقات البروتين العلوية والسفلية على شكل فسيفساء من مناطق البروتين الفردية. الطبقة الدهنية هي الأساس الذي يضمن عزل الخلية عن البيئة وعزلها عن البيئة. في حد ذاته ، فإنه يمر بمواد قابلة للذوبان في الماء بشكل سيئ للغاية ، ولكنه يمر بسهولة بالمواد القابلة للذوبان في الدهون. لذلك ، يجب تزويد نفاذية الغشاء للمواد القابلة للذوبان في الماء (على سبيل المثال ، الأيونات) بهياكل بروتينية خاصة - و.

يوجد أدناه صور مجهرية لأغشية الخلايا الحقيقية للخلايا الملامسة ، والتي تم الحصول عليها باستخدام مجهر إلكتروني ، بالإضافة إلى رسم تخطيطي يوضح الغشاء ثلاثي الطبقات والطبيعة الفسيفسائية لطبقات البروتين الخاصة به. لتكبير الصورة ، اضغط عليها.

صورة منفصلة للطبقة الدهنية الداخلية (الدهنية) لغشاء الخلية ، متخللة ببروتينات مدمجة متكاملة. تتم إزالة طبقات البروتين العلوية والسفلية حتى لا تتداخل مع النظر في طبقة ثنائية الدهون

الشكل أعلاه: تمثيل تخطيطي غير مكتمل لغشاء الخلية (جدار الخلية) من ويكيبيديا.

لاحظ أنه تم إزالة طبقات البروتين الخارجية والداخلية من الغشاء هنا حتى نتمكن من رؤية الطبقة الدهنية المزدوجة المركزية بشكل أفضل. في غشاء الخلية الحقيقي ، تطفو "جزر" بروتينية كبيرة فوق وتحت الغشاء الدهني (كرات صغيرة في الشكل) ، ويتضح أن الغشاء أكثر سمكًا وثلاث طبقات: بروتين - دهون - بروتين . لذا فهي في الواقع مثل شطيرة من "شريحتين من الخبز" بروتين مع طبقة سميكة من "الزبدة" في المنتصف ، أي. له هيكل من ثلاث طبقات ، وليس طبقة من طبقتين.

في هذا الشكل ، تتطابق الكرات الزرقاء والبيضاء الصغيرة مع "الرؤوس" المحبة للماء (القابلة للبلل) للدهون ، وتتوافق "الأوتار" المرتبطة بها مع "ذيول" الكارهة للماء (غير القابلة للبلل). من البروتينات ، يتم عرض بروتينات الغشاء المتكاملة من طرف إلى طرف فقط (الكريات الحمراء واللوالب الصفراء). النقاط البيضاوية الصفراء داخل الغشاء عبارة عن جزيئات كوليسترول. سلاسل من الخرز صفراء وخضراء على السطح الخارجي للغشاء عبارة عن سلاسل قليلة السكاريد التي تشكل الكُلَى. يشبه Glycocalyx الكربوهيدرات ("السكر") "الزغب" على الغشاء ، ويتكون من جزيئات بروتين الكربوهيدرات الطويلة التي تبرز منه.

المعيشة عبارة عن "كيس دهون بروتيني" صغير مليء بمحتويات شبه سائلة تشبه الهلام ، تخترقها الأفلام والأنابيب.

تتكون جدران هذا الكيس من طبقة دهنية مزدوجة (دهنية) ، مغطاة من الداخل والخارج بالبروتينات - غشاء الخلية. لذلك ، يقال أن الغشاء يحتوي على هيكل من ثلاث طبقات : بروتينات ، دهون ، بروتينات. يوجد داخل الخلية أيضًا العديد من الأغشية الدهنية المماثلة التي تقسم مساحتها الداخلية إلى مقصورات. العضيات الخلوية محاطة بنفس الأغشية: النواة ، الميتوكوندريا ، البلاستيدات الخضراء. لذا فإن الغشاء عبارة عن بنية جزيئية عالمية متأصلة في جميع الخلايا وجميع الكائنات الحية.

على اليسار - لم يعد نموذجًا حقيقيًا ، ولكنه نموذج مصطنع لقطعة من الغشاء البيولوجي: هذه لقطة فورية لطبقة ثنائية الفوسفوليبيد الدهنية (أي طبقة مزدوجة) في عملية نمذجة الديناميكيات الجزيئية. يتم عرض خلية الحساب للنموذج - 96 جزيء PQ ( Fأوسفاتيديل Xأولين) و 2304 جزيء ماء ، إجمالي 20544 ذرة.

يوجد على اليمين نموذج مرئي لجزيء واحد من نفس الدهن ، يتم من خلاله تجميع طبقة ثنائية الغشاء الدهنية. لها رأس محب للماء (محب للماء) في الأعلى ، وذيولان كارهان للماء (يخافان الماء) في الأسفل. هذا الدهن له اسم بسيط: 1-steroyl-2-docosahexaenoyl-Sn-glycero-3-phosphatidylcholine (18: 0/22: 6 (n-3) cis PC) ، لكنك لست بحاجة إلى حفظه إلا إذا كنت تخطط لإغماء معلمك بعمق معرفتك.

يمكنك إعطاء تعريف علمي أكثر دقة للخلية:

هو نظام غير متجانس منظم ومنظم من البوليمرات الحيوية المحدودة بواسطة غشاء نشط ، يشارك في مجموعة واحدة من عمليات التمثيل الغذائي والطاقة والمعلومات ، وكذلك الحفاظ على النظام بأكمله وإعادة إنتاجه.

يتم اختراق داخل الخلية أيضًا عن طريق الأغشية ، وبين الأغشية لا يوجد ماء ، ولكن يوجد هلام لزج / محلول سائل بكثافة متغيرة. لذلك ، لا تطفو الجزيئات المتفاعلة في الخلية بحرية ، كما هو الحال في أنبوب الاختبار بمحلول مائي ، ولكنها في الغالب تجلس (ثابتة) على الهياكل البوليمرية للهيكل الخلوي أو الأغشية داخل الخلايا. وبالتالي ، تحدث التفاعلات الكيميائية داخل الخلية تقريبًا مثل الجسم الصلب ، وليس في السائل. الغشاء الخارجي الذي يحيط بالخلية مغطى أيضًا بالأنزيمات والمستقبلات الجزيئية ، مما يجعلها جزءًا نشطًا جدًا من الخلية.

غشاء الخلية (غشاء البلازما ، بلازما الدم) عبارة عن غلاف نشط يفصل الخلية عن البيئة ويربطها بالبيئة. © Sazonov V.F. ، 2016.

من هذا التعريف للغشاء ، يترتب على ذلك أنه لا يحد من الخلية فحسب ، بل تعمل بنشاطربطها ببيئتها.

الدهون التي تتكون منها الأغشية خاصة ، لذلك لا يُطلق على جزيئاتها عادة اسم الدهون فقط ، ولكن الدهون ، الفوسفوليبيد ، السفينجوليبيد. فيلم الغشاء مزدوج ، أي أنه يتكون من فيلمين ملتصقين معًا. لذلك ، تكتب الكتب المدرسية أن قاعدة غشاء الخلية تتكون من طبقتين من الدهون (أو " طبقة ثنائية"، أي طبقة مزدوجة). لكل طبقة دهنية فردية ، يمكن ترطيب جانب واحد بالماء ، والآخر لا يمكن ، لذلك ، تلتصق هذه الأغشية ببعضها البعض على وجه التحديد من خلال جوانبها غير المبللة.

غشاء البكتيريا

تتكون قشرة خلية بدائية النواة للبكتيريا سالبة الجرام من عدة طبقات ، كما هو موضح في الشكل أدناه.
طبقات قشرة البكتيريا سالبة الجرام:
1. الغشاء السيتوبلازمي الداخلي المكون من ثلاث طبقات والذي يتلامس مع السيتوبلازم.
2. جدار الخلية ويتكون من مورين.
3. الغشاء السيتوبلازمي الخارجي المكون من ثلاث طبقات والذي له نفس نظام الدهون مع المجمعات البروتينية مثل الغشاء الداخلي.
إن اتصال الخلايا البكتيرية سالبة الجرام مع العالم الخارجي من خلال بنية معقدة من ثلاث خطوات لا يمنحها ميزة في البقاء على قيد الحياة. ظروف قاسيةمقارنة بالبكتيريا موجبة الجرام ، والتي لها قشرة أقل قوة. لا يتحملون درجات الحرارة المرتفعة أيضًا. فرط حموضةوينخفض ​​الضغط.

محاضرة فيديو:غشاء بلازمي. إي. شيفال ، دكتوراه.

محاضرة فيديو:الغشاء كحدود للخلية. أ. إلياسكين

أهمية قنوات الغشاء الأيونية

من السهل أن نفهم أن المواد القابلة للذوبان في الدهون فقط هي التي يمكن أن تدخل الخلية من خلال الغشاء الدهني. هذه هي الدهون والكحول والغازات.على سبيل المثال ، في كريات الدم الحمراء ، يمر الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بسهولة داخل وخارج الغشاء مباشرة. لكن الماء والمواد القابلة للذوبان في الماء (على سبيل المثال ، الأيونات) لا يمكنها ببساطة المرور عبر الغشاء إلى أي خلية. هذا يعني أنهم بحاجة إلى ثقوب خاصة. ولكن إذا قمت للتو بعمل ثقب في الفيلم الدهني ، فسيتم إحكامه على الفور. ماذا أفعل؟ تم العثور على حل في الطبيعة: من الضروري عمل هياكل نقل بروتينية خاصة وتمديدها عبر الغشاء. هذه هي الطريقة التي يتم بها الحصول على قنوات مرور المواد غير القابلة للذوبان في الدهون - القنوات الأيونية لغشاء الخلية.

لذلك ، من أجل إعطاء غشاءها خصائص إضافية للنفاذية للجزيئات القطبية (الأيونات والماء) ، تصنع الخلية بروتينات خاصة في السيتوبلازم ، والتي يتم دمجها بعد ذلك في الغشاء. هم من نوعين: البروتينات الناقلة (على سبيل المثال ، نقل ATPases) و بروتينات تشكيل القناة (صانعو القنوات). يتم تضمين هذه البروتينات في الطبقة الدهنية المزدوجة من الغشاء وتشكل هياكل نقل على شكل ناقلات أو في شكل قنوات أيونية. يمكن الآن أن تمر العديد من المواد القابلة للذوبان في الماء عبر هياكل النقل هذه ، والتي لا يمكن أن تمر عبر غشاء الغشاء الدهني.

بشكل عام ، تسمى أيضًا البروتينات الموجودة في الغشاء متكامل، على وجه التحديد لأنها ، كما كانت ، متضمنة في تكوين الغشاء وتخترقه من خلاله. بروتينات أخرى ، غير متكاملة ، تشكل ، كما كانت ، جزرًا "تطفو" على سطح الغشاء: إما على طول سطحه الخارجي أو على طول سطحه الداخلي. بعد كل شيء ، يعلم الجميع أن الدهون مادة تشحيم جيدة ومن السهل الانزلاق عليها!

الاستنتاجات

1. بشكل عام ، يتكون الغشاء من ثلاث طبقات:

1) الطبقة الخارجية من البروتين "الجزر" ،

2) "البحر" الدهني ذو الطبقتين (طبقة ثنائية الدهون) ، أي فيلم مزدوج الدهون

3) الطبقة الداخلية من بروتين "الجزر".

ولكن هناك أيضًا طبقة خارجية رخوة - كالوكاليكس ، والتي تتكون من بروتينات سكرية تخرج من الغشاء. إنها مستقبلات جزيئية ترتبط بها ضوابط الإشارة.

2. يتم بناء هياكل بروتينية خاصة في الغشاء ، مما يضمن نفاذه للأيونات أو المواد الأخرى. يجب ألا ننسى أنه في بعض الأماكن يتخلل بحر الدهن بروتينات متكاملة. وهي بروتينات متكاملة تشكل خاصًا هياكل النقل غشاء الخلية (انظر القسم 1_2 آليات النقل الغشائي). من خلالهم ، تدخل المواد إلى الخلية ، ويتم إزالتها أيضًا من الخلية إلى الخارج.

3. يمكن أن توجد بروتينات الإنزيم على أي جانب من الغشاء (الخارجي والداخلي) ، وكذلك داخل الغشاء ، مما يؤثر على حالة الغشاء نفسه وحياة الخلية بأكملها.

لذا فإن غشاء الخلية عبارة عن بنية متغيرة نشطة تعمل بنشاط لصالح الخلية بأكملها وتربطها بالعالم الخارجي ، وليس مجرد "غلاف واقي". هذا هو أهم شيء يجب معرفته عن غشاء الخلية.

في الطب ، غالبًا ما تستخدم بروتينات الغشاء "كأهداف" أدوية. تعمل المستقبلات والقنوات الأيونية والإنزيمات وأنظمة النقل كأهداف. في الآونة الأخيرة ، بالإضافة إلى الغشاء ، الهدف ل المواد الطبيةتصبح أيضًا جينات مخبأة في نواة الخلية.

فيديو:مقدمة في الفيزياء الحيوية لغشاء الخلية: هيكل الغشاء 1 (Vladimirov Yu.A.)

فيديو:تاريخ وهيكل ووظائف غشاء الخلية: هيكل الأغشية 2 (Vladimirov Yu.A.)

© 2010-2018 Sazonov V.F.، © 2010-2016 kineziolog.bodhy.

غشاء الخلية

صورة غشاء الخلية. تتوافق الكرات الصغيرة الزرقاء والبيضاء مع "رؤوس" الدهون المحبة للماء ، والخطوط المرتبطة بها تتوافق مع "ذيول" الكارهة للماء. يوضح الشكل البروتينات الغشائية المتكاملة فقط (الكريات الحمراء واللوالب الصفراء). نقاط بيضاوية صفراء داخل الغشاء - جزيئات الكوليسترول سلاسل خرز صفراء وخضراء على السطح الخارجي للغشاء - سلاسل قليلة السكاريد التي تشكل غليكوكلوكس

يشتمل الغشاء البيولوجي أيضًا على بروتينات مختلفة: متكامل (يخترق الغشاء) ، شبه متكامل (مغمور في أحد طرفيه في الطبقة الخارجية أو الداخلية للدهون) ، السطح (الموجود على الجانب الخارجي أو المجاور للجوانب الداخلية للغشاء). بعض البروتينات هي نقاط التلامس بين غشاء الخلية والهيكل الخلوي داخل الخلية وجدار الخلية (إن وجد) بالخارج. تعمل بعض البروتينات المتكاملة كقنوات أيونية وناقلات ومستقبلات مختلفة.

وظائف الأغشية الحيوية

• الحاجز - يوفر التمثيل الغذائي المنظم والانتقائي والسلبي والنشط مع البيئة. على سبيل المثال ، يحمي غشاء البيروكسيسوم السيتوبلازم من البيروكسيدات الخطرة على الخلية. تعني النفاذية الانتقائية أن نفاذية الغشاء إلى ذرات أو جزيئات مختلفة تعتمد على حجمها وشحنتها الكهربائية و الخواص الكيميائية. تضمن النفاذية الانتقائية فصل الأجزاء الخلوية والخلوية عن البيئة وتزويدها بالمواد الضرورية.

• النقل - يتم نقل المواد من خلال الغشاء إلى الخلية وخارجها. يوفر النقل عبر الأغشية: توصيل العناصر الغذائية ، وإزالة المنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي ، وإفراز مواد مختلفة ، وإنشاء التدرجات الأيونية ، والحفاظ على درجة الحموضة المناسبة والتركيز الأيوني في الخلية ، والتي تعتبر ضرورية لتشغيل الانزيمات الخلوية.

الجسيمات التي لسبب ما غير قادرة على عبور طبقة ثنائية الفوسفوليبيد (على سبيل المثال ، بسبب الخصائص المحبة للماء ، لأن الغشاء الموجود بداخله كاره للماء ولا يسمح بمرور المواد المحبة للماء ، أو بسبب حجمها الكبير) ، ولكنها ضرورية الخلية ، يمكن أن تخترق الغشاء من خلال بروتينات حاملة خاصة (ناقلات) وبروتينات قناة أو عن طريق الالتقام الخلوي.

في النقل السلبي ، تعبر المواد طبقة ثنائية الدهون دون إنفاق طاقة ، عن طريق الانتشار. أحد أشكال هذه الآلية هو الانتشار الميسر ، حيث يساعد جزيء معين مادة ما على المرور عبر الغشاء. قد يكون لهذا الجزيء قناة تسمح بنوع واحد فقط من المادة بالمرور.

يتطلب النقل النشط طاقة ، لأنها تحدث مقابل تدرج تركيز. توجد بروتينات مضخة خاصة على الغشاء ، بما في ذلك ATPase ، والتي تضخ بنشاط أيونات البوتاسيوم (K +) في الخلية وتضخ أيونات الصوديوم (Na +) خارجها.

• المصفوفة - توفر موقعًا نسبيًا معينًا واتجاهًا لبروتينات الغشاء ، وتفاعلها الأمثل ؛

• ميكانيكي - يضمن استقلالية الخلية وهياكلها داخل الخلايا ، وكذلك الاتصال بالخلايا الأخرى (في الأنسجة). تلعب جدران الخلايا دورًا مهمًا في توفير الوظيفة الميكانيكية ، وفي الحيوانات - مادة بين الخلايا.

• الطاقة - أثناء عملية التمثيل الضوئي في البلاستيدات الخضراء والتنفس الخلوي في الميتوكوندريا ، تعمل أنظمة نقل الطاقة في أغشيتها ، والتي تشارك فيها البروتينات أيضًا ؛

• مستقبلات - بعض البروتينات الموجودة في الغشاء هي مستقبلات (جزيئات تستقبل بها الخلية إشارات معينة).

على سبيل المثال ، تعمل الهرمونات المنتشرة في الدم فقط على الخلايا المستهدفة التي تحتوي على مستقبلات مقابلة لتلك الهرمونات. ترتبط الناقلات العصبية (المواد الكيميائية التي تنقل النبضات العصبية) أيضًا ببروتينات مستقبلات معينة على الخلايا المستهدفة.

• الأنزيمية - البروتينات الغشائية غالبًا ما تكون إنزيمات. على سبيل المثال ، تحتوي أغشية البلازما للخلايا الظهارية المعوية على إنزيمات هضمية.

• تنفيذ توليد وتوصيل القدرات الحيوية.

بمساعدة الغشاء ، يتم الحفاظ على تركيز ثابت للأيونات في الخلية: تركيز أيون K داخل الخلية أعلى بكثير من تركيزه في الخارج ، وتركيز Na أقل بكثير ، وهو أمر مهم للغاية ، حيث هذا يحافظ على فرق الجهد عبر الغشاء ويولد نبضة عصبية.

• وسم الخلية - توجد مستضدات على الغشاء تعمل كواسمات - "ملصقات" تسمح بتحديد الخلية. هذه هي البروتينات السكرية (أي البروتينات ذات السلاسل الجانبية قليلة السكاريد المتفرعة المرتبطة بها) التي تلعب دور "الهوائيات". نظرًا لعدد لا يحصى من تكوينات السلسلة الجانبية ، فمن الممكن عمل علامة محددة لكل نوع خلية. بمساعدة الواسمات ، يمكن للخلايا التعرف على الخلايا الأخرى والعمل بالتنسيق معها ، على سبيل المثال ، عند تكوين الأعضاء والأنسجة. كما يسمح للجهاز المناعي بالتعرف على المستضدات الأجنبية.

هيكل وتكوين الأغشية الحيوية

تتكون الأغشية من ثلاث فئات من الدهون: الفوسفوليبيدات ، الجليكوليبيدات ، والكوليسترول. تتكون الفسفوليبيدات والجليكوليبيدات (دهون مع كربوهيدرات مرتبطة بها) من "ذيول" هيدروكربونية طويلة مسعورة مرتبطة "برأس" محبة للماء. يعمل الكوليسترول على تقوية الغشاء عن طريق احتلال المساحة الحرة بين ذيول الدهون الكارهة للماء ومنعها من الانحناء. لذلك ، فإن الأغشية التي تحتوي على نسبة منخفضة من الكوليسترول تكون أكثر مرونة ، في حين أن الأغشية التي تحتوي على نسبة عالية من الكوليسترول تكون أكثر صلابة وهشاشة. يعمل الكوليسترول أيضًا بمثابة "سدادة" تمنع حركة الجزيئات القطبية من وإلى الخلية. يتكون جزء مهم من الغشاء من بروتينات تخترقه ومسؤولة عن الخصائص المختلفة للأغشية. يختلف تكوينها واتجاهها في أغشية مختلفة.

غالبًا ما تكون أغشية الخلايا غير متماثلة ، أي أن الطبقات تختلف في تكوين الدهون ، وانتقال جزيء فردي من طبقة إلى أخرى (ما يسمى نعال الشاطئ) صعب.

عضيات الغشاء

هذه هي أقسام مفردة أو مترابطة من السيتوبلازم ، مفصولة عن الهيالوبلازم بواسطة الأغشية. تشمل العضيات أحادية الغشاء الشبكة الإندوبلازمية ، وجهاز جولجي ، والجسيمات الحالة ، والفجوات ، والبيروكسيسومات ؛ إلى غشاءين - النواة ، الميتوكوندريا ، البلاستيدات. في الخارج ، تكون الخلية محدودة بسبب ما يسمى بغشاء البلازما. يختلف هيكل أغشية العضيات المختلفة في تكوين الدهون وبروتينات الغشاء.

النفاذية الاختيارية

تتمتع أغشية الخلايا بنفاذية انتقائية: الجلوكوز والأحماض الأمينية والأحماض الدهنية والجليسرول والأيونات تنتشر ببطء من خلالها ، وتنظم الأغشية نفسها هذه العملية بشكل فعال إلى حد معين - تمر بعض المواد ، بينما لا يمر البعض الآخر. هناك أربع آليات رئيسية لدخول المواد إلى الخلية أو خارجها: الانتشار ، والتناضح ، والنقل النشط ، والخروج أو الالتقام الخلوي. العمليتان الأوليان سلبيتان ، أي لا تتطلب تكاليف الطاقة ؛ الأخيرتان هما عمليتان نشطتان مرتبطة باستهلاك الطاقة.

ترجع النفاذية الانتقائية للغشاء أثناء النقل السلبي إلى قنوات خاصة - بروتينات متكاملة. تخترق الغشاء من خلاله وتشكل نوعًا من الممر. العناصر K و Na و Cl لها قنواتها الخاصة. فيما يتعلق بتدرج التركيز ، تتحرك جزيئات هذه العناصر داخل وخارج الخلية. عندما تتهيج ، تنفتح قنوات أيون الصوديوم ، ويحدث تدفق حاد لأيونات الصوديوم إلى الخلية. ينتج عن هذا عدم توازن في إمكانات الغشاء. بعد ذلك ، تتم استعادة إمكانات الغشاء. تكون قنوات البوتاسيوم مفتوحة دائمًا ، ومن خلالها تدخل أيونات البوتاسيوم الخلية ببطء.

الروابط

• بروس ألبرتس وآخرون.البيولوجيا الجزيئية للخلية. - الطبعة الخامسة. - نيويورك: جارلاند ساينس ، 2007. - ISBN 0-8153-3218-1 - كتاب البيولوجيا الجزيئية باللغة الإنجليزية. لغة

• روبين أ.الفيزياء الحيوية ، كتاب مدرسي في مجلدين. . - الطبعة الثالثة منقحة وموسعة. - موسكو: مطبعة جامعة موسكو ، 2004. - ISBN 5-211-06109-8

• جينيس ر.الأغشية الحيوية. التركيب والوظائف الجزيئية: ترجمة من اللغة الإنجليزية. = الأغشية الحيوية. التركيب والوظيفة الجزيئية (بواسطة روبرت ب. جينيس). - الطبعة الأولى. - موسكو: مير ، 1997. - ISBN 5-03-002419-0

• إيفانوف ف.ج. ، بيرستوفسكي ت.طبقة ثنائية الدهون من الأغشية البيولوجية. - موسكو: نوكا ، 1982.

• أنتونوف ف. ، سميرنوفا إن ، شيفتشينكو إي.الأغشية الدهنية أثناء التحولات الطورية. - موسكو: Nauka ، 1994.

أنظر أيضا

• Vladimirov Yu. A. الأضرار التي لحقت بمكونات الأغشية البيولوجية في العمليات المرضية

مؤسسة ويكيميديا. 2010.

• غشاء (بوابة)
• غشاء الخلية

شاهد ما هو "Cell Membrane" في القواميس الأخرى:

الخلايا - احصل على كوبون خصم عملي في Akademika لمعرض مستحضرات التجميل أو الخلايا المربحة للشراء مع الشحن المجاني للبيع في معرض مستحضرات التجميل

خلايا مولر- خلايا مولر هي خلايا دبقية في شبكية عين الفقاريات. هذه هي ثاني أكثر خلايا الشبكية شيوعًا بعد الخلايا العصبية. يعتبرها بعض المؤلفين أنها خلايا نجمية ليفية متخصصة. أول من وصفه عالم التشريح الألماني هاينريش مولر ... ويكيبيديا

غشاء- الغشاء ، في علم الأحياء ، الطبقة الحدودية داخل الخلية أو الأنسجة الحية أو حولها. تشمل أغشية الخلايا غشاء البلازما المحيط بالخلية ونظام الأغشية داخل الخلية (ENDOPLASMATIC NET) والغشاء المزدوج المحيط بالخلية ... ... القاموس الموسوعي العلمي والتقني

الغشاء البيولوجي- هيكل فوق جزيئي معقد عالي التنظيم يكمن وراء التنظيم المكاني والوظيفي لأي خلية ، والتي تلعب دورًا رئيسيًا في حياتها. [RCTU الدردشة. DI. مندليف ، قسم تكنولوجيا الأغشية] الموضوعات ... دليل المترجم الفني

غشاء- * الغشاء * الغشاء عبارة عن هيكل حدودي رقيق يقع على سطح الخلايا والجزيئات داخل الخلايا ، وكذلك الأنابيب والحويصلات في المحتويات الخلوية. يؤدي وظائف بيولوجية مختلفة ويوفر نفاذية الخلية ... ... علم الوراثة. قاموس موسوعي

غشاء خارجي- الطبقة الخارجية لجدار الخلية (انظر) بكتيريا الجرام. أساس M. n. هي طبقات عديدات السكاريد الدهنية والبروتينات الدهنية التي تشكل مصفوفة يتم فيها إحاطة بروتينات معينة (مصفوفة). جزيئات من 2 بروتينات مصفوفة (بورينات) بالاشتراك مع ... ... قاموس علم الأحياء الدقيقة

غشاء بروش- طبقات شبكية العين RPE صبغة الشبكية الظهارية OS الجزء الخارجي من المستقبلات الضوئية هو الجزء الداخلي من المستقبلات الضوئية الطبقة النووية الخارجية OP ... ويكيبيديا

الغشاء (علم الأحياء)

غشاء الخلية- هذا المصطلح له معاني أخرى ، انظر غشاء صورة لغشاء الخلية. تتوافق الكرات الصغيرة الزرقاء والبيضاء مع "رؤوس" الليبيدات المحبة للماء ، والخطوط المرتبطة بها تتوافق مع "ذيول" الكارهة للماء. يظهر الشكل ...... ويكيبيديا

غشاء- (جلد الغشاء اللاتيني) 1) فيلم مشدود أو رقاقة معدنية أو صفيحة معدنية مرنة رقيقة تستشعر ضغط الهواء (التقلبات) وتحولها إلى حركة ميكانيكية (على سبيل المثال ، في الأيرويدات والميكروفونات) أو ... قاموس الكلمات الأجنبية للغة الروسية

غشاء الخلية- (الجلد الغشائي اللاتيني) "الجلد" البيولوجي المحيط ببروتوبلازم الخلية الحية (انظر الخلية). يشارك في تنظيم التمثيل الغذائي بين الخلية وبيئتها. في بعض الخلايا ، يكون غشاء الخلية هو الهيكل الوحيد الذي يخدم ... ... مفاهيم العلوم الطبيعية الحديثة. مسرد للمصطلحات الأساسية

كتب

• بروتينات الغشاء ، الفريق الإبداعي لمعرض "التنفس بعمق". تشمل بروتينات الغشاء بروتينات مدمجة أو مرتبطة بغشاء الخلية أو غشاء عضية الخلية. حوالي 25٪ من البروتينات كلها عبارة عن بروتينات غشائية. خلوي ... اشترِ مقابل 49 روبل كتاب صوتي

الوحدة الهيكلية الأساسية للكائن الحي هي الخلية ، وهي عبارة عن قسم متمايز من السيتوبلازم محاط بغشاء الخلية. نظرًا لحقيقة أن الخلية تؤدي العديد من الوظائف المهمة ، مثل التكاثر والتغذية والحركة ، يجب أن تكون القشرة بلاستيكية وكثيفة.

تاريخ اكتشاف وبحث غشاء الخلية

في عام 1925 ، أجرى جريندل وجوردر تجربة ناجحة لتحديد "ظلال" كريات الدم الحمراء ، أو الأصداف الفارغة. على الرغم من ارتكاب العديد من الأخطاء الجسيمة ، اكتشف العلماء طبقة ثنائية الدهون. واصل دانييلي ، داوسون عملهم في عام 1935 ، وروبرتسون في عام 1960. نتيجة لسنوات عديدة من العمل وتراكم الحجج في عام 1972 ، ابتكر Singer و Nicholson نموذج فسيفساء سائل لهيكل الغشاء. أكدت المزيد من التجارب والدراسات أعمال العلماء.

المعنى

ما هو غشاء الخلية؟ بدأ استخدام هذه الكلمة منذ أكثر من مائة عام ، وترجمت من اللاتينية وتعني "فيلم" ، "جلد". لذا عيّن حد الخلية ، وهو حاجز طبيعي بين المحتويات الداخلية والبيئة الخارجية. يشير هيكل غشاء الخلية إلى شبه نفاذية ، بسبب الرطوبة و العناصر الغذائيةومنتجات الاضمحلال يمكن أن تمر من خلاله بحرية. يمكن أن يسمى هذا الغلاف المكون الهيكلي الرئيسي لتنظيم الخلية.

ضع في اعتبارك الوظائف الرئيسية لغشاء الخلية

1. يفصل بين المحتويات الداخلية للخلية ومكونات البيئة الخارجية.

2. يساعد في الحفاظ على التركيب الكيميائي الثابت للخلية.

3. ينظم التمثيل الغذائي الصحيح.

4. يوفر الترابط بين الخلايا.

5. يتعرف على الإشارات.

6. وظيفة الحماية.

"غلاف البلازما"

غشاء الخلية الخارجي ، الذي يُطلق عليه أيضًا غشاء البلازما ، عبارة عن غشاء فوق الميكروسكوب يبلغ سمكه من خمسة إلى سبعة نانومترات. يتكون أساسًا من مركبات البروتين والفوسفوليد والماء. الفيلم مرن ، ويمتص الماء بسهولة ، كما أنه يستعيد سلامته بسرعة بعد التلف.

يختلف في هيكل عالمي. يحتل هذا الغشاء موقعًا حدوديًا ، ويشارك في عملية النفاذية الانتقائية ، وإفراز منتجات التسوس ، وتوليفها. العلاقة مع "الجيران" والحماية الموثوقة للمحتويات الداخلية من التلف تجعلها مكونًا مهمًا في مسألة مثل بنية الخلية. في بعض الأحيان ، يتضح أن غشاء الخلية للكائنات الحية مغطى بطبقة رقيقة - جليكاليكس ، والتي تحتوي على البروتينات والسكريات. الخلايا النباتية خارج الغشاء محمية بجدار خلوي يعمل كدعم ويحافظ على الشكل. المكون الرئيسي لتكوينه هو الألياف (السليلوز) - عديد السكاريد غير القابل للذوبان في الماء.

وبالتالي ، يؤدي غشاء الخلية الخارجي وظيفة الإصلاح والحماية والتفاعل مع الخلايا الأخرى.

هيكل غشاء الخلية

يتراوح سمك هذه القشرة المتحركة من ستة إلى عشرة نانومتر. يحتوي غشاء الخلية على تركيبة خاصة ، أساسها طبقة ثنائية الدهون. توجد ذيول كارهة للماء ، وهي خاملة في الماء ، من الداخل ، بينما تنقلب الرؤوس المحبة للماء ، التي تتفاعل مع الماء ، إلى الخارج. كل دهن هو فوسفوليبيد ، وهو نتيجة تفاعل مواد مثل الجلسرين والسفينجوزين. السقالة الدهنية محاطة عن كثب بالبروتينات الموجودة في طبقة غير متصلة. البعض منهم مغمور في طبقة الدهون ، والباقي يمر عبرها. نتيجة لذلك ، تتشكل مناطق نفاذية للماء. تختلف الوظائف التي تؤديها هذه البروتينات. بعضها عبارة عن إنزيمات ، والباقي عبارة عن بروتينات نقل تحمل مواد مختلفة من البيئة الخارجية إلى السيتوبلازم والعكس صحيح.

يتخلل غشاء الخلية بروتينات متكاملة وترتبط ارتباطًا وثيقًا بها ، بينما يكون الاتصال بالبروتينات الطرفية أقل قوة. تؤدي هذه البروتينات وظيفة مهمة ، وهي الحفاظ على بنية الغشاء ، واستقبال وتحويل الإشارات من البيئة ، ونقل المواد ، وتحفيز التفاعلات التي تحدث على الأغشية.

مُجَمَّع

أساس غشاء الخلية هو طبقة ثنائية الجزيء. بسبب استمراريتها ، فإن الخلية لها حاجز وخصائص ميكانيكية. في مراحل مختلفة من الحياة ، يمكن أن تتعطل هذه الطبقة الثنائية. نتيجة لذلك ، تتشكل العيوب الهيكلية من خلال المسام المحبة للماء. في هذه الحالة ، يمكن تغيير جميع وظائف عنصر مثل غشاء الخلية. في هذه الحالة ، قد تعاني النواة من تأثيرات خارجية.

الخصائص

يحتوي غشاء الخلية في الخلية ميزات مثيرة للاهتمام. نظرًا لسيولتها ، فإن هذه القشرة ليست بنية صلبة ، ويتحرك الجزء الرئيسي من البروتينات والدهون التي تشكل تركيبتها بحرية على مستوى الغشاء.

بشكل عام ، يكون غشاء الخلية غير متماثل ، لذلك يختلف تكوين طبقات البروتين والدهون. تحتوي أغشية البلازما في الخلايا الحيوانية على طبقة بروتين سكري على جانبها الخارجي ، والتي تؤدي وظائف المستقبلات والإشارات ، وتلعب أيضًا دورًا مهمًا في عملية دمج الخلايا في الأنسجة. غشاء الخلية قطبي ، أي الشحنة الخارجية موجبة وفي الداخل سالبة. بالإضافة إلى كل ما سبق ، فإن غشاء الخلية لديه رؤية انتقائية.

هذا يعني أنه بالإضافة إلى الماء ، يُسمح فقط لمجموعة معينة من الجزيئات والأيونات من المواد الذائبة بالدخول إلى الخلية. تركيز مادة مثل الصوديوم في معظم الخلايا أقل بكثير من تركيزه في البيئة الخارجية. بالنسبة إلى أيونات البوتاسيوم ، هناك نسبة مختلفة مميزة: عددها في الخلية أعلى بكثير منه في البيئة. في هذا الصدد ، تميل أيونات الصوديوم إلى اختراق غشاء الخلية ، وتميل أيونات البوتاسيوم إلى الانطلاق في الخارج. في ظل هذه الظروف ، ينشط الغشاء نظامًا خاصًا يؤدي دور "الضخ" ، مما يؤدي إلى تسوية تركيز المواد: يتم ضخ أيونات الصوديوم إلى سطح الخلية ، ويتم ضخ أيونات البوتاسيوم إلى الداخل. يتم تضمين هذه الميزة في أهم وظائف غشاء الخلية.

يلعب ميل أيونات الصوديوم والبوتاسيوم للتحرك إلى الداخل من السطح دورًا كبيرًا في نقل السكر والأحماض الأمينية إلى الخلية. في عملية الإزالة النشطة لأيونات الصوديوم من الخلية ، يخلق الغشاء ظروفًا لتدفقات جديدة من الجلوكوز والأحماض الأمينية بالداخل. على العكس من ذلك ، في عملية نقل أيونات البوتاسيوم إلى الخلية ، يتم تجديد عدد "ناقلات" نواتج الاضمحلال من داخل الخلية إلى البيئة الخارجية.

كيف تتغذى الخلية من خلال غشاء الخلية؟

تأخذ العديد من الخلايا المواد من خلال عمليات مثل البلعمة والكثافة. في الشكل الأول ، يتم إنشاء فجوة صغيرة بواسطة غشاء خارجي مرن ، حيث يقع الجسيم الملتقط. ثم يصبح قطر التجويف أكبر حتى يدخل الجسيم المحيط في سيتوبلازم الخلية. من خلال البلعمة ، يتم تغذية بعض البروتوزوا ، مثل الأميبا ، وكذلك خلايا الدم - الكريات البيض والخلايا البلعمية. وبالمثل ، تمتص الخلايا السوائل التي تحتوي على العناصر الغذائية الضرورية. هذه الظاهرة تسمى كثرة الخلايا.

يرتبط الغشاء الخارجي ارتباطًا وثيقًا بالشبكة الإندوبلازمية للخلية.

في العديد من أنواع مكونات الأنسجة الأساسية ، توجد النتوءات والطيات والميكروفيلي على سطح الغشاء. تُغطى الخلايا النباتية الموجودة على السطح الخارجي لهذه القشرة بخلايا أخرى ، سميكة ويمكن رؤيتها بوضوح تحت المجهر. الألياف المصنوعة منها تساعد في دعم الأنسجة. أصل نباتي، على سبيل المثال ، الخشب. تحتوي الخلايا الحيوانية أيضًا على عدد من الهياكل الخارجية الموجودة أعلى غشاء الخلية. إنها وقائية بطبيعتها حصريًا ، ومثال على ذلك الكيتين الموجود في الخلايا الغشائية للحشرات.

بالإضافة إلى غشاء الخلية ، يوجد غشاء داخل الخلايا. وتتمثل وظيفتها في تقسيم الخلية إلى عدة مقصورات متخصصة مغلقة - مقصورات أو عضيات ، حيث يجب الحفاظ على بيئة معينة.

وبالتالي ، من المستحيل المبالغة في تقدير دور هذا المكون من الوحدة الأساسية للكائن الحي مثل غشاء الخلية. تتضمن البنية والوظائف توسعًا كبيرًا في مساحة سطح الخلية الكلية ، وتحسين عمليات التمثيل الغذائي. يتكون هذا التركيب الجزيئي من البروتينات والدهون. بفصل الخلية عن البيئة الخارجية ، يضمن الغشاء سلامتها. بمساعدتها ، يتم الحفاظ على الروابط بين الخلايا على مستوى قوي بما فيه الكفاية ، وتشكيل الأنسجة. في هذا الصدد ، يمكننا أن نستنتج أن أحد أهم الأدوار في الخلية يلعبه غشاء الخلية. تختلف البنية والوظائف التي تؤديها اختلافًا جذريًا في الخلايا المختلفة ، اعتمادًا على الغرض منها. من خلال هذه الميزات ، يتم تحقيق مجموعة متنوعة من النشاط الفسيولوجي لأغشية الخلايا ودورها في وجود الخلايا والأنسجة.

3. المستويات التطورية المشروطة لتنظيم النظم البيولوجية.

4. التمثيل الغذائي. الاستيعاب في الكائنات غيرية التغذية ومراحلها.

5. التمثيل الغذائي. التشتت. مراحل التشوه في خلية غيرية التغذية. التدفق داخل الخلايا: المعلومات والطاقة والمادة.

6. الفسفرة المؤكسدة (من). التفكك وأهميته الطبية. الحمى وارتفاع الحرارة. أوجه التشابه والاختلاف.

9. الأحكام الرئيسية للنظرية الخلوية لشلايدن وشوان. ما هي الإضافات التي قدمها فيرشو لهذه النظرية؟ الحالة الحالية لنظرية الخلية.

10. التركيب الكيميائي للخلية

11. أنواع التنظيم الخلوي. هيكل الخلايا المؤيدة وحقيقية النواة. تنظيم المواد الوراثية في الكائنات الأولية وحقيقيات النوى.

12. أوجه التشابه والاختلاف بين الخلايا النباتية والحيوانية. عضيات للأغراض الخاصة والعامة.

13. أغشية الخلايا البيولوجية. خصائصها وهيكلها ووظائفها.

14. آليات نقل المواد عبر الأغشية البيولوجية. خروج الخلايا والبطانة. التنافذ. تورغور. تحلل البلازما وانحلال البلازما.

15. الخصائص الفيزيائية والكيميائية للهيالوبلازم. أهميتها في حياة الخلية.

16. ما هي العضيات؟ ما هو دورهم في الخلية؟ تصنيف العضيات.

17. عضيات الغشاء. الميتوكوندريا ، هيكلها ووظائفها.

18. مجمع جولجي ، هيكله ووظائفه. الجسيمات المحللة. هيكلها ووظائفها. أنواع الجسيمات الحالة.

19. إبس ، أصنافها ، دورها في عمليات تخليق المواد.

20. العضيات غير الغشائية. الريبوسومات ، هيكلها ووظائفها. Polysomes.

21. الهيكل الخلوي للخلية وهيكلها ووظائفها. Microvilli ، أهداب ، سوط.

22. الأساسية. أهميتها في حياة الخلية. المكونات الرئيسية وخصائصها الهيكلية والوظيفية. كروماتين حقيقي وكروماتين متغاير.

23. النواة ، هيكلها ووظائفها. منظم نووي.

24. ما هي البلاستيدات؟ ما هو دورهم في الخلية؟ تصنيف البلاستيدات.

25. ما هي الادراج؟ ما هو دورهم في الخلية؟ تصنيف الادراج.

26. أصل الاتحاد الأوروبي. الخلايا. نظرية التكافل الداخلي لأصل عدد من عضيات الخلية.

27. تركيب ووظائف الكروموسومات.

28. مبادئ تصنيف الكروموسومات. تصنيفات دنفر والباريسية للكروموسومات وجوهرها.

29. طرق البحث الخلوي. الفحص المجهري الضوئي والإلكتروني. المستحضرات الدائمة والمؤقتة للأشياء البيولوجية.

13. أغشية الخلايا البيولوجية. خصائصها وهيكلها ووظائفها.

غشاء بلازمي , أو البلازما ،- الغشاء الأكثر ديمومة والأساسية والشامل لجميع الخلايا. إنه أنحف فيلم (حوالي 10 نانومتر) يغطي الخلية بأكملها. تتكون البلازما من جزيئات البروتينات والفوسفوليبيدات (الشكل 1.6).

يتم ترتيب جزيئات الفوسفوليبيد في صفين - نهايات مسعورة إلى الداخل ، ورؤوس محبة للماء إلى البيئة المائية الداخلية والخارجية. في بعض الأماكن ، تتخلل الطبقة الثنائية (الطبقة المزدوجة) من الدهون الفوسفورية جزيئات البروتين (بروتينات متكاملة). توجد داخل جزيئات البروتين هذه قنوات - مسام تمر من خلالها المواد القابلة للذوبان في الماء. تتخلل جزيئات البروتين الأخرى نصف طبقة ثنائية الدهون من جانب واحد أو آخر (بروتينات شبه متكاملة). على سطح أغشية الخلايا حقيقية النواة توجد بروتينات محيطية. يتم تجميع جزيئات الدهون والبروتينات معًا عن طريق التفاعلات المحبة للماء.

خصائص ووظائف الأغشية.جميع أغشية الخلايا عبارة عن هياكل سائلة متحركة ، حيث لا ترتبط جزيئات الدهون والبروتينات بالروابط التساهمية ويمكنها التحرك بسرعة كبيرة في مستوى الغشاء. نتيجة لذلك ، يمكن للأغشية تغيير تكوينها ، أي أن لديها سيولة.

الأغشية هي هياكل ديناميكية للغاية. تتعافى بسرعة من التلف ، كما أنها تتمدد وتتقلص مع الحركات الخلوية.

تختلف أغشية أنواع الخلايا المختلفة اختلافًا كبيرًا في التركيب الكيميائي والمحتوى النسبي للبروتينات والبروتينات السكرية والدهون فيها ، وبالتالي في طبيعة المستقبلات الموجودة فيها. لذلك يتميز كل نوع من أنواع الخلايا بالشخصية الفردية التي يتم تحديدها بشكل أساسي البروتينات السكرية.تشارك البروتينات السكرية المتفرعة السلسلة البارزة من غشاء الخلية التعرف على العواملالبيئة الخارجية ، وكذلك في الاعتراف المتبادل بالخلايا ذات الصلة. على سبيل المثال ، تتعرف البويضة والحيوانات المنوية على بعضهما البعض عن طريق البروتينات السكرية الموجودة على سطح الخلية ، والتي تتلاءم معًا كعناصر منفصلة من بنية كاملة. هذا الاعتراف المتبادل هو مرحلة ضرورية تسبق الإخصاب.

لوحظ ظاهرة مماثلة في عملية تمايز الأنسجة. في هذه الحالة ، الخلايا المتشابهة في التركيب بمساعدة التعرف على أقسام من البلازما توجه نفسها بشكل صحيح بالنسبة لبعضها البعض ، وبالتالي ضمان التصاقها وتكوين الأنسجة. المرتبطة بالاعتراف تنظيم النقلالجزيئات والأيونات عبر الغشاء ، بالإضافة إلى الاستجابة المناعية التي تلعب فيها البروتينات السكرية دور المستضدات. وبالتالي يمكن أن تعمل السكريات كجزيئات إعلامية (على غرار البروتينات والأحماض النووية). تحتوي الأغشية أيضًا على مستقبلات محددة وناقلات الإلكترون ومحولات الطاقة والبروتينات الإنزيمية. تشارك البروتينات في ضمان نقل جزيئات معينة داخل الخلية أو خارجها ، أو إجراء الاتصال الهيكلي للهيكل الخلوي بأغشية الخلية ، أو تعمل كمستقبلات لتلقي وتحويل الإشارات الكيميائية من البيئة.

أهم خصائص الغشاء هي أيضًا النفاذية الاختيارية.هذا يعني أن الجزيئات والأيونات تمر عبرها بسرعات مختلفة ، وكلما زاد حجم الجزيئات ، كان مرورها أبطأ عبر الغشاء. تحدد هذه الخاصية غشاء البلازما حاجز تناضحي.يتمتع الماء والغازات المذابة فيه بأقصى قوة اختراق ؛ تمر الأيونات عبر الغشاء ببطء أكبر. يسمى انتشار الماء عبر الغشاء التنافذ.

توجد عدة آليات لنقل المواد عبر الغشاء.

انتشار- تغلغل المواد عبر الغشاء على طول تدرج التركيز (من المنطقة التي يكون تركيزها فيها أعلى إلى المنطقة التي يكون تركيزها فيها أقل). يتم نقل المواد المنتشر (الماء ، الأيونات) بمشاركة بروتينات الغشاء ، التي لها مسام جزيئية ، أو بمشاركة مرحلة الدهون (للمواد القابلة للذوبان في الدهون).

مع انتشار سهلترتبط بروتينات حاملة غشاء خاصة بشكل انتقائي بأيون أو جزيء أو آخر وتحملها عبر الغشاء على طول تدرج تركيز.

النقل النشطيرتبط بتكاليف الطاقة ويعمل على نقل المواد مقابل تدرج تركيزها. هويتم تنفيذه بواسطة بروتينات حاملة خاصة ، والتي تشكل ما يسمى بـ مضخات الأيونات.الأكثر دراسة هي مضخة Na / K في الخلايا الحيوانية ، حيث تضخ أيونات Na + بشكل نشط ، بينما تمتص أيونات K. نتيجة لذلك ، يتم الحفاظ على تركيز كبير من K - و Na + أقل مقارنة بالبيئة في الخلية. تستهلك هذه العملية طاقة ATP.

نتيجة للنقل النشط بمساعدة مضخة غشاء ، يتم أيضًا تنظيم تركيز Mg 2 و Ca 2+ في الخلية.

في عملية النقل النشط للأيونات إلى الخلية ، تخترق السكريات المختلفة والنيوكليوتيدات والأحماض الأمينية عبر الغشاء السيتوبلازمي.

لا تمر الجزيئات الكبيرة من البروتينات والأحماض النووية والسكريات المتعددة ومجمعات البروتين الدهني وما إلى ذلك عبر أغشية الخلايا ، على عكس الأيونات والمونومرات. يحدث نقل الجزيئات الكبيرة ومجمعاتها وجزيئاتها إلى الخلية بطريقة مختلفة تمامًا - من خلال الالتقام الخلوي. في الالتقام (إندو ...- في الداخل) يلتقط قسم معين من غشاء البلازما المادة خارج الخلية ، كما هو الحال ، ويغلفها في فجوة غشائية نشأت نتيجة انقلاب الغشاء. بعد ذلك ، يتم توصيل هذه الفجوة بجسيم حلزوني ، حيث تقوم إنزيماته بتكسير الجزيئات الكبيرة إلى مونومرات.

عملية الالتقام العكسي هي خروج الخلايا (exo ...- الخارج). بفضله ، تزيل الخلية المنتجات داخل الخلايا أو البقايا غير المهضومة المحاطة بالفجوات أو pu-

فقاعات. تقترب الحويصلة من الغشاء السيتوبلازمي وتندمج معها وتطلق محتوياتها في البيئة. كيف تفرز إنزيمات الجهاز الهضمي والهرمونات والهيميسليلوز وما إلى ذلك.

وهكذا ، فإن الأغشية البيولوجية ، بصفتها العناصر الهيكلية الرئيسية للخلية ، لا تعمل فقط كحدود فيزيائية ، بل أسطح وظيفية ديناميكية. على أغشية العضيات ، يتم تنفيذ العديد من العمليات الكيميائية الحيوية ، مثل الامتصاص النشط للمواد ، وتحويل الطاقة ، وتوليف ATP ، إلخ.

وظائف الأغشية البيولوجيةما يلي:

يحددون محتويات الخلية من البيئة الخارجية ومحتويات العضيات من السيتوبلازم.

أنها توفر نقل المواد داخل وخارج الخلية ، من السيتوبلازم إلى العضيات والعكس بالعكس.

تلعب دور المستقبلات (استقبال وتحويل الإشارات من البيئة ، والتعرف على مواد الخلية ، وما إلى ذلك).

إنها محفزات (توفر عمليات كيميائية غشائية).

المشاركة في تحويل الطاقة.

لا يخفى على أحد أن جميع الكائنات الحية على كوكبنا تتكون من خلاياها ، هذه "" المواد العضوية التي لا تعد ولا تحصى. الخلايا ، بدورها ، محاطة بغلاف حماية خاص - غشاء يلعب دورًا مهمًا جدًا في حياة الخلية ، ولا تقتصر وظائف غشاء الخلية على حماية الخلية ، ولكنها تمثل الآلية الأكثر تعقيدًا المعنية. في تكاثر الخلايا والتغذية والتجديد.

ما هو غشاء الخلية

تُرجمت كلمة "غشاء" نفسها من اللاتينية على أنها "فيلم" ، على الرغم من أن الغشاء ليس مجرد نوع من الفيلم يتم لف الخلية به ، ولكنه مزيج من فيلمين مترابطين ولهما خصائص مختلفة. في الواقع ، غشاء الخلية عبارة عن غلاف مكون من ثلاث طبقات من البروتين الدهني (بروتين دهني) يفصل كل خلية عن الخلايا المجاورة والبيئة ، ويقوم بتبادل متحكم فيه بين الخلايا والبيئة ، وهذا هو التعريف الأكاديمي لماهية الخلية الغشاء.

إن قيمة الغشاء هائلة ببساطة ، لأنه لا يفصل خلية عن أخرى فحسب ، بل يضمن أيضًا تفاعل الخلية مع الخلايا الأخرى ومع البيئة.

تاريخ أبحاث غشاء الخلية

قدم عالمان ألمانيان Gorter و Grendel مساهمة مهمة في دراسة غشاء الخلية في عام 1925. عندها تمكنوا من إجراء تجربة بيولوجية معقدة على خلايا الدم الحمراء - كريات الدم الحمراء ، تلقى خلالها العلماء ما يسمى بـ "الظلال" ، وهي قذائف فارغة من كريات الدم الحمراء ، تم طيها في كومة واحدة وقياس مساحة السطح ، وكذلك تحسب كمية الدهون فيها. بناءً على كمية الدهون التي تم الحصول عليها ، توصل العلماء إلى استنتاج مفاده أنها كافية فقط للطبقة المزدوجة من غشاء الخلية.

في عام 1935 ، قام زوج آخر من الباحثين في غشاء الخلية ، هذه المرة الأمريكان دانيال وداوسون ، بعد سلسلة من التجارب الطويلة ، بتحديد محتوى البروتين في غشاء الخلية. خلاف ذلك ، كان من المستحيل تفسير سبب ارتفاع التوتر السطحي في الغشاء. قدم العلماء بذكاء نموذجًا لغشاء الخلية على شكل شطيرة ، حيث يتم لعب دور الخبز بواسطة طبقات بروتين دهني متجانسة ، وبينها بدلاً من الزبدة هو الفراغ.

في عام 1950 ، مع ظهور النظرية الإلكترونية لدانيال وداوسون ، كان من الممكن بالفعل تأكيد الملاحظات العملية - على الصور المجهرية لغشاء الخلية ، كانت طبقات من الدهون ورؤوس البروتين وأيضًا مساحة فارغة بينهما مرئية بوضوح.

في عام 1960 ، طور عالم الأحياء الأمريكي J. مزيد من التطويرالعلم ، بدأت الشكوك حول عصمته بالظهور. لذلك ، على سبيل المثال ، من وجهة نظر الخلايا ، سيكون من الصعب والمرهق نقل المواد المفيدة الضرورية عبر "الشطيرة" بأكملها

وفقط في عام 1972 ، تمكن عالما الأحياء الأمريكيان S. Singer و G.Nicholson من شرح التناقضات في نظرية روبرتسون بمساعدة نموذج فسيفساء سائل جديد لغشاء الخلية. على وجه الخصوص ، وجدوا أن غشاء الخلية ليس متجانسًا في التركيب ، علاوة على أنه غير متماثل ومليء بالسائل. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الخلايا في حركة مستمرة. والبروتينات سيئة السمعة التي يتكون منها غشاء الخلية لها هياكل ووظائف مختلفة.

خصائص ووظائف غشاء الخلية

الآن دعونا نلقي نظرة على الوظائف التي يؤديها غشاء الخلية:

وظيفة الحاجز لغشاء الخلية - الغشاء ، كحارس حدود حقيقي ، يقف حراسًا على حدود الخلية ، مما يؤخر ، ولا يسمح بمرور الجزيئات الضارة أو ببساطة غير المناسبة

وظيفة النقل لغشاء الخلية - الغشاء ليس فقط حارس حدود عند بوابات الخلية ، ولكنه أيضًا نوع من نقاط التفتيش الجمركية ، والتي يمر من خلالها تبادل المواد المفيدة مع الخلايا الأخرى والبيئة باستمرار.

وظيفة المصفوفة - غشاء الخلية هو الذي يحدد الموقع بالنسبة لبعضهم البعض ، وينظم التفاعل بينهم.

الوظيفة الميكانيكية - مسؤولة عن تقييد خلية من أخرى وبالتوازي عن الاتصال الصحيح للخلايا مع بعضها البعض ، لتكوينها في نسيج متجانس.

الوظيفة الوقائية لغشاء الخلية هي الأساس لبناء درع واقي للخلية. في الطبيعة ، يمكن أن تتجسد هذه الوظيفة في الخشب الصلب ، والجلد الكثيف ، والقشرة الواقية ، وكل ذلك بسبب الوظيفة الوقائية للغشاء.

الوظيفة الأنزيمية هي وظيفة مهمة أخرى تؤديها بعض بروتينات الخلية. على سبيل المثال ، بسبب هذه الوظيفة ، يحدث تخليق إنزيمات الجهاز الهضمي في ظهارة الأمعاء.

بالإضافة إلى كل هذا ، يتم استقلاب الخلية من خلال غشاء الخلية ، والذي يمكن أن يحدث من خلال ثلاث تفاعلات مختلفة:

• البلعمة عبارة عن تبادل خلوي تلتقط فيه الخلايا البلعمية الموجودة في الغشاء وتهضم العناصر الغذائية المختلفة.
• كثرة الخلايا - هي عملية الالتقاط بواسطة غشاء الخلية ، جزيئات السوائل التي تتلامس معها. للقيام بذلك ، تتشكل محلاق خاصة على سطح الغشاء ، والتي يبدو أنها تحيط بقطرة من السائل ، مكونة فقاعة ، "يبتلعها" الغشاء فيما بعد.
• خروج الخلايا - هو عملية عكسية ، عندما تطلق الخلية سائل وظيفي إفرازي عبر الغشاء إلى السطح.

هيكل غشاء الخلية

هناك ثلاث فئات من الدهون في غشاء الخلية:

• الفسفوليبيدات (مزيج من الدهون و) ،
• جليكوليبيدات (مزيج من الدهون والكربوهيدرات) ،
• الكوليسترول.

تتكون الفسفوليبيدات والجليكوليبيدات بدورها من رأس محب للماء ، يمتد فيه ذيلان طويلين كارهين للماء. من ناحية أخرى ، يحتل الكوليسترول الفراغ بين هذه الذيل ويمنعها من الانحناء ، كل هذا في بعض الحالات يجعل غشاء بعض الخلايا شديد الصلابة. بالإضافة إلى كل هذا ، فإن جزيئات الكوليسترول تنظم بنية غشاء الخلية.

ولكن مهما كان الأمر ، فإن أهم جزء من بنية غشاء الخلية هو البروتين ، أو بالأحرى بروتينات مختلفة تلعب أدوارًا مهمة مختلفة. على الرغم من تنوع البروتينات الموجودة في الغشاء ، إلا أن هناك شيئًا يوحدها - توجد الدهون الحلقية حول جميع بروتينات الغشاء. الدهون الحلقية هي دهون منظمة خاصة تعمل كنوع من الغلاف الواقي للبروتينات ، والتي بدونها لن تعمل ببساطة.

يتكون هيكل غشاء الخلية من ثلاث طبقات: أساس غشاء الخلية عبارة عن طبقة دهنية سائلة متجانسة. تغطيها البروتينات على كلا الجانبين مثل الفسيفساء. تلعب البروتينات ، بالإضافة إلى الوظائف الموضحة أعلاه ، دور القنوات الغريبة التي تمر عبرها المواد عبر الغشاء غير القادرة على اختراق الطبقة السائلة للغشاء. وتشمل هذه ، على سبيل المثال ، أيونات البوتاسيوم والصوديوم ؛ لاختراقها من خلال الغشاء ، توفر الطبيعة قنوات أيونية خاصة لأغشية الخلايا. بمعنى آخر ، توفر البروتينات نفاذية أغشية الخلايا.

إذا نظرنا إلى غشاء الخلية من خلال مجهر ، فسنرى طبقة من الدهون تكونت من جزيئات كروية صغيرة تطفو عليها البروتينات مثل البحر. الآن أنت تعرف ما هي المواد التي تشكل جزءًا من غشاء الخلية.

غشاء الخلية ، فيديو

وأخيرا فيديو تعليمي عن غشاء الخلية.

هذه المقالة متاحة في اللغة الإنجليزية – .