Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Поверхностный аппарат клетки

Поверхностный аппарат клетки осуществляет непосредственное взаимодействие ее с внешней средой и с соседними клетками. Соответственно этому от выполняет три функции, универсальные для всех разновидностей клеток: барьерную, транспортную и рецепторную. Поверхностный аппарат клетки состоит из трех субсистем: цитоплазматической мембраны, надмембранного комплекса и субмембранного аппарата гиалоплазмы.

Цитоплазматическая мембрана (плазматическая мембрана, плазмалемма) ограничивает клетку снаружи. Она имеет большую толщину из-за слоя периферических белков на внутренней стороне и слоя углеводных компонентов на наружной.

Белки плазматической мембраны осуществляют транспортные и рецепторные функции. Плазматическая мембрана обладает малой вязкостью, что позволяет ее белкам быстро перемещаться в латеральном направлении. Отдельные белки могут вращаться в плоскости мембраны в горизонтальном и вертикальном направлениях, а также могут менять степень погруженности молекулы в липидную фазу. Например, на этом основано явление фоторецепции, связанное с белком опсином. Опсин фоторецепторных клеток в темноте связан с ретиналем, который содержит двойную цис-связь – комплекс называется родопсин. Молекула родопсина способна к латеральному перемещению и вращению в горизонтальной плоскости мембраны. Под действием света ретиналь подвергается фотоизомеризации и переходит в транс-форму. Конформация ретиналя изменяется, и он отделяется от опсина, который в свою очередь, меняет плоскость вращения с горизонтальной на вертикальную. Это приводит к изменению проницаемости мембран для ионов и возникает нервный импульс. Ионные каналы клеток обладают высокой специфичностью для отдельных ионов, для них характерны большая мощность и низкая энергия активации.

Субмембранная система клетки представляет собой специализированную периферическую часть цитоплазмы – цитозоль. С одной стороны, в нем сосредоточены ферментативные системы, связанные с процессами трансмембранного переноса и рецепции. С другой стороны, периферическая гиалоплазма осуществляет свойственные ей функции гликолиза, начальные этапы анаболических процессов и других общих процессов внутриклеточного метаболизма. Кроме того, к плазматической мембране с внутренней стороны клетки прилегают элементы опорно-сократительного аппарата клетки – микротрубочки (тубулин-деиновая система) и актин-миозиновая система. Микротрубочки составляют каркас клетки, препятствуя ее деформации, а фибриллы миозина и актина осуществляют процессы движения, а также временную сборку и разборку мембраны.

Надмембранный комплекс эукариот делится на несколько разновидностей:

1. Гликокаликс – гликопротеиновый комплекс, ассоциированный с плазматической мембраной. Очень сильно гидратирован, имеет желеобразную консистенцию. Основная функция гликокаликса – рецепторная. Углеводная часть гликокаликса является маркером индивидуальной клетки или ткани. Примеры гликокаликса клеток разных тканей:

А) гликокаликс эритроцитов млекопитающих содержит большое количество интегрального гликопротеина – гликофорина, который необходим для создания отрицательного заряда на поверхности эритроцитов, что препятствует их склеиванию;

Б) гликокаликс пре- и постсинаптической мембраны нервных клеток состоит преимущественно из рецепторных ганглиозидов, занимающих почти всю толщу синаптической щели;

В) гликокаликс солевых клеток почек и эпителия кишечника выполняет прежде всего роль ловушки для ионов и питательных веществ, создавая локальное повышение их концентрации в определенных участках, что существенно для процессов реабсорбции. Микроворсинки кишечного эпителия абсорбируют в гликокаликсе гидролитические ферменты из полости кишки, что обеспечивает пристеночное пищеварение.

2. Клеточная стенка растений и внеклеточные структуры клеток беспозвоночных животных – общим принципом их организации является наличие сложного каркаса из параллельно расположенных фибрилл, связанных перемычками (целлюлоза, хитин), и аморфного матрикса, заполняющего промежутки между волокнами каркаса (белки, пектины, гемицеллюлоза).

Надмембранные структуры бактерий представлены клеточной стенкой, которая служит основой для подразделения их на две нетаксономические группы – грамположительные (Гр+) и грамотрицательные (Гр-). Данное деление коррелирует с очень большим числом морфофункциональных, метаболических и генетических признаков. Клеточная стенка прокариот является полифункциональным органоидом, выведенным за пределы цитоплазмы и несущим значительную метаболическую нагрузку клетки.

У Гр+ бактерий клеточная стенка устроена в целом более просто. Непосредственно к цитоплазматической мембране прилегает жесткий муреиновый слой. В тесном контакте с ним находятся тейхоевые кислоты. Им приписывают роль аккумуляторов катионов и регуляторов ионного обмета между клеткой и окружающей средой. Наружные слои клеточной стенки образованы белком в комплексе с липидами. У некоторых видов бактерий обнаружен слой поверхностных белковых глобул, форма, размер и характер расположения которых специфичны для каждого вида. Внутри клеточной стенки, а также непосредственно на ее поверхности помещаются ферменты, расщепляющие субстраты до низкомолекулярных компонентов, которые в дальнейшем транспортируются через плазматическую мембрану внутрь клетки. Здесь же находятся ферменты, синтезирующие внеклеточные полимеры, например, капсульные полисахариды. Полисахаридная капсула, обволакивающая снаружи клеточную стенку ряда бактерий, имеет в основном частноприспособительное значение, и ее присутствие не обязательно для сохранения жизнедеятельности клетки. Капсула обеспечивает прикрепление клеток к поверхности плотных субстратов, аккумулирует некоторые минеральные вещества и у патогенных форм препятствует их фагоцитированию.

У Гр- бактерий клеточная стенка устроена сложнее и ее физиологическое значение несравненно шире. Помимо муреинового слоя ближе к поверхности располагается вторая белково-липидная мембрана, в состав которой входят липополисахариды. Она ковалентно связана с муреином сшивками из молекул липопротеина. Основная функция этой мембраны – роль молекулярного сита. Кроме того, на ее наружной и внутренней поверхностях находятся ферменты. Липополисахариды обеспечивают иммуноспецифичность клетки и отвечают за первые этапы взаимодействия клеток друг с другом и паразитами прокариот – бактериофагами. Пространство, ограниченное наружной и цитоплазматической мембраной, носит название периплазматического и является уникальной принадлежностью Гр- бактерий. В его объеме локализуется целый набор ферментов – фосфатаз, гидролаз, нуклеаз и других. Они расщепляют сравнительно высокомолекулярные питательные субстраты, а также разрушают собственный клеточный материал, выделяемый в окружающую среду из цитоплазмы. Периплазматическое пространство можно уподобить лизосоме эукариот. В зоне периплазмы оказывается возможным не только максимально эффективное протекание ферментных реакций, но и изоляция от цитоплазмы соединений, представляющих угрозу для ее нормального функционирования.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Клеточные мембраны | Клеточное ядро
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2013-12-13; Просмотров: 1244; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.019 сек.