Задание 2.1. Клеточная мембрана является барьерно-транспортной и рецепторной системой клетки

Клеточная мембрана является барьерно-транспортной и рецепторной системой клетки. Функции плазмолеммы: механическая – отделяет цитоплазму от внешней среды; транспортная – избирательно проницаема; рецепторная – благодаря гликокаликсу клетка распознает химические и физические факторы. Плазмолемма может образовывать микроворсинки (выросты мембраны для увеличения площади поверхности клетки), реснички и жгутики (аппараты движения клетки, состоят из базального тельца и микротрубочек). Специализированные структуры плазмолеммы обеспечивают межклеточные контакты: адгезивные (механическое соединение клеток), изолирующие и коммутационные (обеспечивают взаимодействие клеток).

Клеточная мембрана представляет собой двойной слой (бислой) молекул липидов, большинство из которых представляет собой фосфолипиды. Молекулы липидов имеют гидрофильную («головка») и гидрофобную («хвост») части. При образовании мембран гидрофобные участки молекул оказываются обращены внутрь, а гидрофильные — наружу. Толщина мембраны составляет 7—8 нм.

Клеточная мембрана включает различные белки: интегральные (пронизывающие мембрану насквозь), полуинтегральные (погруженные одним концом во внешний или внутренний липидный слой), поверхностные (расположенные на внешней или прилегающие к внутренней сторонам мембраны). Некоторые белки являются точками контакта клеточной мембраны с цитоскелетом внутри клетки. Некоторые из интегральных белков выполняют функцию ионных каналов, различных транспортеров и рецепторов.

Трансмембранный транспорт может быть пассивным и активным. При пассивном транспорте вещества пересекают липидный бислой без затрат энергии по градиенту концентрации путем диффузии. Вариантом этого механизма является облегчённая диффузия, при которой веществу помогает пройти через мембрану какая-либо специфическая молекула. У этой молекулы может быть канал, пропускающий вещества только одного типа. Таким образом в клетку поступают некоторые ионы и вода.

Активный транспорт требует затрат энергии, так как происходит против градиента концентрации. На мембране существуют специальные белки-насосы, в том числе АТФ-аза, которая активно вкачивает в клетку ионы калия (K+) и выкачивают из неё ионы натрия (Na+). Таким образом в клетку поступают аминокислоты и сахара. Более крупные молекулы и частицы попадают в клетку путем фагоцитоза: впячивания участка цитолеммы внутрь и образования пузырька. Также возможен пиноцитоз: захват клеточной поверхностью жидкости. Он происходит путем образования выростов цитоплазмы, окружающих каплю жидкости. Выросты смыкаются и капля оказывается внутри клетки.