Биологические мембраны

В высокодифференцированной структуре растительной клетки можно выделить три главные зоны:

протоплазму

клеточную стенку

вакуоль

Протоплазма ограничена наружной мембраной называемой плазмолеммой, отделяющей её от клеточной стенки. От вакуоли протоплазма отделена также мембраной, называемой тонопластом.

Протоплазма содержит и систему внутренних мембран. Внутренние мембраны разделяют протоплазму на отдельные участки с разной метеболитической деятельностью. Что дает возможность осуществляться в одной клетке разным реакциям.

Свойство клетки быть как бы разделенной на отдельные участки с разной метаболитической активностью называется компартментализацией.

Все мембраны клетки, имеющие в принципе одинаковое молекулярное строение подразделяют на:

общие и специализированные.

К общим относятся: плазмалемма и тонопласт; к специализированным – мембраны эндоплазматической сети, комплекс Гольджи, мембраны ядра, хлоропластов и митохондрий.

В состав мембран входят: липиды и белки.

Основным признаком мембранных липидов является их амфипатичность, т.е. наличие двух разнокачественных групп в их составе.

Неполярная - гидрофобная часть, представленная остатками высших жирных кислот.

Полярная – гидрофильная часть, представленная остатками фосфорной кислоты (*), серной кислоты (сульфолипиды), *

Разделенные молекулы липидов на две функционально различные части - неполярную, не несущую зарядов (хвосты из жирных кислот) и заряженную полярную головку – предопределяет их специфические свойства и взаимную *.

Основу мембраны составляет двойной слой фосфолипидов.

Липиды, входящие в состав мембранного биослоя не закреплены жестко. А непрерывно меняются местами. Перемещения липазных молекул бывают двух типов: 1) в пределах своего монослоя – латеральная диффузия и 2) путем перестановки двух липазных молекул, противостоящих друг другу в двух монослоях (*).

При латеральной диффузии молекулы липидов претерпевают миллионы перестановок в секунду, а скорость её составляет 5-10 мкс/с. Перестановки молекул липидов из одного монослоя в другой происходят значительно реже.

Белки. Белки, входящие в состав мембран имеют глобулярную структуру и по расположению в липидных слоях и прочности связи с ним разделяются на три группы.

Белки первой группы являются гидрофобными, неглубоко погруженными в липидный слой.

Белки второй группы имеют одну часть молекулы гидрофобную, а другую – гидрофильную. Эти белки более прочно связаны с липидами.

Белки третьей группы имеют два гидрофильных *, соединенных гидрофобным мостиком. Белки этой группы пронизывают биомолекулярный слой липидов.

Функции мембран. Одной из важнейших функций мембран является регуляция переноса и обмена веществ как между клеткой и окружающей средой, так и между различными частями и органеллами внутри клетки с помощью внутриклеточных мембран.

В целом же мембраны осуществляют:

перенос веществ и ионов

* биосинтеза

генерирование и проведение электрического тока, импульсов

участвуют в регуляторных механизмах клетки

транспирация энергии и т.д.

Мембраны участвуют и в определенной последовательности реакций метаболитических процессов. Это обусловлено пространственным взаимоотношением ферментов, катализирующих определенную цепь реакций.