Мембранні структури

Мембрани є основним структурним елементом клітини. Плазматична мембрана відокремлює клітку, її цитоплазму від навколишнього середовища. Усі клітинні органели – ядро, ендоплазматичний ретикулум, апарат Гольджі, мітохондрії, пластиди, мікросоми, лізосоми, різноманітні за структурою і призначенням гранули, які побудовані з мембранних структур. Мембрани являють собою складну систему, наділену ферментативною активністю і здійснюючу координований поліферментний каталіз. При всій розмаїтості будови мембран і їхньої біологічної ролі усі вони побудовані за єдиним принципом і займають від 1/3 до 1/2 маси клітини.

Мембранні структури забезпечують розмежування внутрішньоклітинного простору на особливі відсіки – компартменти, всередині кожного з яких здійснюється свій визначений цикл реакцій, а взаємодія між ними реалізується через регульовану перемінну проникність відповідних мембран.

Основою біологічних мембран усіх типів є ліпідний шар. До складу мембран обов'язково входять фосфоліпіди, холестерин, ліпопротеїди і білки, кількість яких варіюється.

Ліпіди складають 40% сухої маси мембран, причому 80% з них приходиться на частку фосфоліпідів. Саме фосфоліпіди утворюють подвійний молекулярний шар, що відокремлює компартменти клітини один від одного і клітинну цитоплазму від позаклітинного середовища. Фосфоліпіди в бімолекулярному шарі розташовані паралельно один одному й утворюють дві гідрофобні (водовідштовхувальні) поверхні, які протилежать одна до одної. Гідрофільні ж, полярні групи ліпідів, обернені назовні бімолекулярного шару. Таким чином, подвійний гідрофобний шар мембрани є ізолюючим прошарком, що перешкоджає пасивному транспорту води, електролітів, кисню і метаболітів (за винятком жиророзчинних).

Проникність мембрани реалізується за рахунок існування в структурі мембран проміжків в упакуванні молекул фосфоліпідів, появи полярних угруповань у гідрофобному шарі (пасивний транспорт), а також функцією спеціалізованих білків-каналоутворювачів, що здійснюють активний транспорт іонів і метаболітів, у тому числі і проти градієнта концентрацій.

Подвійний ліпідний шар мембран, виконуючи разом з мембранними білками бар’єрно-транспортну функцію, є основою для створення трансмембранної різниці електричних потенціалів (20 мВ) і високого мембранного опору. Нарешті, ліпідна фаза мембран виконує регуляторну функцію.

Товщина біологічних мембран коливається в межах 4,0 – 13,0 нм, вона залежить, насамперед, від щільності упакування ліпідних молекул.

Постійними компонентами структури мембрани є вуглеводи, присутні в ній, головним чином, у вигляді глікопротеїнів.

Практично всі мембрани на 95% складаються з ліпідів і білків, причому більше половини маси мембрани складають білки. Більшість мембранних білків, поряд зі структурною функцією, грають більш-менш активну специфічну роль.

Дата добавления: 2013-12-14