Строение плазмолеммы – оболочки клетки

Строение цитоплазматической мембраны (ЦПМ).

В основе органелл мембранного строения лежит белково-липидный комплекс жидкостно-мозаичная, динамичная цитоплазматическая мембрана (ЦПМ).

Химический состав - состоит из белков (50-55 %) и липидов (40 %).

Схема ультраструктуры: Рис

· двойной слой липидных молекул (билипидная мембрана), в которую местами включены молекулы белков - интегральных и полуинтегральных.

Строение среднего билипидного слоя цитоплазматической мембраны.

Каждый монослой ее образован в основном молекулами фосфолипидов и, частично, холестерина. При этом в каждой липидной молекуле различают две части:

- гидрофильную головку;

- гидрофобные хвосты.

Гидрофобные хвосты липидных слоев молекул связываются друг с другом и образуют билипидный слой. Гидрофильные головки билипидного слоя соприкасаются с внешней или внутренней средой. Билипидная мембрана, а точнее ее глубокий гидрофобный слой, выполняет барьерную функцию, препятствуя проникновению воды и растворенных в ней веществ, а также крупных молекул и частиц.

Гидрофильные головки обеспечивают транспорт жирорастворимых веществ.

Белковые молекулы встроены в билипидный слой мембраны локально и не образуют сплошного слоя. По расположению и функции выделяют три вида белковых молекул.

По локализации в мембране белки подразделяются на:

1. интегральные (пронизывают всю толщу билипидного слоя);

2.полуинтегральные, включающиеся только в монослой липидов (наружный или внутренний);

3. покровные, прилежащие к мембране, но не встроенные в нее.

Белки плазмолеммы выполняют следующие функции.

У всех белков основная функция – строительная, кроме того, каждый вид белков выполняет специфическую роль:

- покровные белки – формообразующая, разграничительная, рецепторная.

- полуинтегральные белки выполняют роль активного транспорта аминокислот в клетку или из клетки.

- интегральные белки участвуют в транспорте электролитов, ионов.

Строение и функции плазмолеммы (цитолеммы)

Плазмолемма - оболочка животной клетки, ограничивающая ее внутреннюю среду и обеспечивающая взаимодействие клетки с внеклеточной средой.

Плазмолемма имеет толщину около 10 нм и более.

Химический состав - состоит из белков 50-55 %, 40 % из липидов, 5-10 % - углеводов (в составе гликокаликса),

Ультраструктура. Плазмолемма состоит из трех слоев, которые четко просматриваются на электроннограммах.

1.наружный (электронноплотный)

2.промежуточный (с низкой электронной плотностью)

3.внутренний (электронноплотный)

Плазмолемму можно представить схематично.

1.Наружный надмембранный слой, или гликокаликс хорошо развит у ряда дифференцированных, зрелых клеток. Представлен молекулами углеводов, имеющими вид разветвленных цепочек. Молекулы углеводов структурно связаны с белками и липидами ЦПМ. Находящиеся на внешней поверхности плазмолеммы белки, в также гидрофильные головки липидов обычно связаны с цепочками углеводов и образуют сложные полимерные молекулы гликопротеиды и гликолипиды. Именно эти макромолекулы и составляют надмембранный слой - гликокаликс. Гликопротеиды обладают антигенными свойствами, т.е. выполняют защитную функцию. Хорошо развит гликокаликс у эпителиальных клеткок, яйцеклетки и сперматозоидов. Кроме того, между молекулами углеводов располагаются белки – рецепторы и белки – ферменты. Таким образом на уровне гликокаликса у эпителия кишечной трубки происходит пристеночное пищеварение.

2. Промежуточный слой плазмоллеммы представлен ЦПМ.

3. Подмембранный (внутренний) слой образован микротрубочками и микрофиламентами. Внутренний слой расположен со стороны цитоплазмы клетки. Он представлен двумя видами структур: микрофилламентами и микротрубочками, которые вместе выполняют роль цитоскелета. Микрофиламенты – это фибриллярные сократительные белки. Кроме того, микрофиламенты сокращаясь участвуют в процессах выведения веществ и включений из цитоплазмы клеток. Микротрубочки дополнительно участвуют в транспорте ионов, электролитов через цитоплазму клеток. Степень развития структур цитоскелета неодинакова у различных клеток. Это определяется функцией клеток. Хорошо развит цитоскелет у эпителиальных - секреторных, всасывающих, нервных клеток.

Функции плазмолеммы:

1. Разграничивающая (барьерная);

2. Антигенная - защитная.

Клеточные рецепторы, а возможно и другие мембранные белки гликопротеиды гликокаликса, благодаря своей химической и пространственной специфичности, придают специфичность данному типу клеток данного организма и составляют трансплантационные антигены или антигены гистосовместимости.

3. Участие в образовании межклеточных контактов.

Виды контактов:

Простое - сближение клеток синцитий до 15-20 нм. (происходит взаимодействие гликокаликсов соседних клеток)

Плотное - оболочки максимально сближены, сливаются, обеспечивают механическое сближение, (миокардиоциты)

Десмосомы - небольшая площадка до 0,5 мкм, электронноплотная.

Щелевидное соединение (нексус) - 0,5 - 3 мкм, где между оболочками до 2-3 нм в цитоплазме обоих клеток имеются каналы, состоящие из белковых комплексов (коннексомы).

Синапсы - участки контактов двух клеток, специализированных для односторонней передачи возбуждения или торможения.

4. Рецепторная.

Эту роль выполняют рецепторные белки, а также гликопротеиды, которые формируют на поверхности мембраны специфические структуры. Пример: штифтики у ре-цепторных вкусовых луковиц, «булавы» - у чувствительных обонятельных клеток и т.д. Существуют специфические рецепторы к гормонам, медиаторам, антигенам, или к определённым белкам.

Есть рецепторы, отвечающие за взаимное распознавание клеток, развитие иммунитета. Есть рецепторы, реагирующие на физические факторы, родопсин - фоторецепторный белок ястпоен в плазмолемму светочувствительных клеток.

Значительная часть поверхностных гликопротеидов и гликолипидов выполняют в норме рецепторные функции, воспринимают гормоны и другие биологически активные вещества. Такие клеточные рецепторы передают воспринимаемые сигналы на внутриклеточные ферментные системы, усиливая или угнетая обмен веществ, и тем самым оказывают влияние на функции клеток.

5.Транспортная функция.

Помимо барьерной функции, предохраняющей внутреннюю среду клетки, плазмолемма выполняет транспортные функции, обеспечивающие обмен клетки с окружающей средой.

Различают следующие способы транспорта веществ:

· пассивный транспорт - способ диффузии веществ через плазмолемму (ионов, некоторых низкомолекулярных веществ) без затраты энергии;

· активный транспорт веществ с помощью белков-переносчиков с затратой энергии (аминокислот, нуклеотидов и других);

· везикулярный транспорт через посредство везикул (пузырьков), который подразделяется на эндоцитоз - транспорт веществ в клетку, и экзоцитоз - транспорт веществ из клетки.

В свою очередь эндоцитоз подразделяется на:

· фагоцитоз - захват и перемещение в клетку крупных частиц (клеток или фрагментов, бактерий, макромолекул и так далее);

· пиноцитоз - перенос воды и небольших молекул.

Процесс фагоцитоза подразделяется на несколько фаз:

· адгезия (прилипание) объекта к цитолемме фагоцитирующей клетки;

· поглощение объекта путем образования вначале углубления (инвагинации), а затем и образования пузырьков - фагосомы и передвижения ее в гиалоплазму.

пассивный транспорт (Н2О, ионы низкомолекулярных веществ).

активный перенос (против градиента концентрации с затратой энергии за счет расщепления АТФ (АК, углеводы)). Эти процессы сопряжены с транспортом ионов, принимают участие специальные белки - переносчики - полуинтегральные белки

транспорт крупных биополимеров путем фагоцитоза и пиноцитоэа

6.Участие во внутриклеточном пищеварении.

Этапы: сорбция, образование впячивания внутрь клетки, отшнуровывание, слияние с первичными лизосомами, образование фагоцитарных вакуолей (фагосом), расщепление до мономеров, транспорт их в гиалоплазму, реутилизация их (включение в обмен клетки).

Участие в образовании органелл спец. назначения: микроворсинок, ресничек, жгутиков, псевдоподии при передвижении клетки.

Дата добавления: 2014-01-13