Типы клеточных мембран

Эукариотические клетки содержат различные мембранные органеллы, причем каждая мембрана уникальна по своему составу, особенностям структурной организации и по характеру выполняемых функций. Рассмотрим кратко основные типы клеточных мембранных структур (рис.1).

Плазматическая мембрана образует границу, на которой осуществляется контакт клетки с ее окружением. Она содержит компоненты, участвующие в межклеточных контактах и взаимодействиях, в системах гормонального ответа и транспорта как малых, так и больших молекул из клетки и внутрь нее. Плазматическая мембрана чрезвычайно эластична, благодаря чему животные клетки могут довольно сильно изменять свою форму без разрыва мембраны. Большинство растительных и бактериальных клеток, в отличие от животных, не способно менять свою форму, так как они окружены толстой, прочной и малоупругой оболочкой – клеточной стенкой.

Плазматическая мембрана неоднородна по своему составу, она состоит из специализированных участков (апикальный, базолатеральный и синусоидный) которые имеют различное окружение. Плазматическая мембрана может иметь и специализированные структуры, например, микроворсинки, которые значительно увеличивают площадь поверхности мембраны, в результате чего повышается эффективность мембранного транспорта.

Ядерная мембрана состоит из двух мембран, расстояние между которыми составляет от 40 до 70 нм. В некоторых местах наружная и внутренняя мембраны ядра смыкаются; здесь имеются поры, диаметр которых достигает 80 нм. Интересно, что расположение пор меняется на протяжении жизни клетки: в фазе роста они распределены беспорядочно по всей поверхности ядра, в остальных фазах клеточного цикла собираются в определенных местах, а во время деления – вовсе исчезают. Полагают, что поры позволяют комплексам мРНК-белок переходить из ядра в цитоплазму, а регуляторным белкам в обратном направлении.

Ядерная мембрана выполняет не только защитную роль, но и служит передатчиком информации между ядром и остальной частью клетки.

Рис.1. Схематическое изображение органелл эукариотических клеток

животных и растений на основании данных электронной микроскопии

Митохондрии осуществляют окислительное фосфорилирование, в результате чего в ходе окисления субстратов (NADH, сукцинат) образуется АТФ. Эти органеллы являются субклеточными частицами, которые образованы двумя мембранами – наружной и внутренней, разделенны-ми некоторым промежутком. Наружная мембрана – гладкая, ее толщина

равна примерно 7 нм, тогда как внутренняя мембрана образует многочисленные складки (кристы) и содержит ферменты, участвующие в транспорте электронов и синтезе АТФ. Внутренняя область митохондрий называется матриксом.

Эндоплазматический ретикулум (ЭР) – это сложная сеть цистернообразных или трубчатых структур, которая занимает значительную часть внутреннего объема клетки. Основная роль ЭР состоит в том, что он служит местом биосинтеза белков (шероховатый ЭР, где расположены рибосомы), которые затем секретируются, включаются в лизосомы или в плазматическую мембрану. Области ЭР, не содержащие рибосом, называют гладким ЭР. Здесь протекают реакции детоксикации, биосинтез стеролов, десатурация жирных кислот.

Аппарат Гольджи представляет собой сеть уплощенных мешков (цистерн), собранных в стопки. Основная его функция заключается в посттрансляционной модификации гликопротеинов, синтезированных в ЭР и предназначенных для секреции, включения в плазматическую мембрану или доставки в лизосомы. Эти органеллы содержат ферменты гликозидазы и ликозилтрансферазы, которые вступают в действие последовательно, по мере того как белок, подвергаемый роцессингу, перемещается от начала аппарата Гольджи (цис -область) до его конца (транс -область). Фактически аппарат Гольджи состоит из совокупности отдельных мембран, образующих истерны.

Лизосомы ответственны за деградацию макромолекул и содержат ряд гидролитических ферментов, таких как протеазы и липазы. В лизосомах происходит также расщепление клеточных компонентов в ходе их жизненного цикла.

Пероксисомы содержат окислительные ферменты, участвующие в деградации малых молекул, таких, как аминокислоты, ксантин, жирные кислоты. Их название связано с присутствием в них фермента каталазы, которая разлагает перекиси, образующиеся как побочные продукты приокислении.

Хлоропласты – это органеллы, содержащие фотосинтетический аппарат. Они имеют наружную оболочку, образуемую двумя мембранами, и внутреннюю область – строму. В строме находятся тилакоидные мембраны, где локализованы компоненты системы фотосинтеза.

Дата добавления: 2014-01-04