2.2. Мембранна організація клітини.
Терміном “мембрана” (від лат. membrana – шкірочка) цитологи спочатку позначали зовнішню оболонку клітини. Пізніше вона отримала назву плазматичної мембрани. За допомогою електронного мікроскопу та біохімічних методів дослідження вдалося встановити її молекулярну будову. З’ясувалося, що таку ж мембранну конструкцію мають більшість структур клітини, наприклад, хлоропласти, вакуолі, мітохондрії тощо. Мембранна будова клітин притамана всім без винятку типам клітин бактерій, грибів, рослин та тварин. Мембрани відокремлюють клітини від навколишнього середовища, ділять вміст клітини на окремі ділянки. Клітинні мембрани мають унікальну властивість вибіркового поглиння та виведення речовин, що зумовлює організацію та підтримання метаболізму. Можна без перебільшення сказати, що явище життя підтримується саме мембранними структурами клітини.
Щоб зрозуміти складні механізми метаболічних процесів, необхідно в першу чергу з’ясувати структуру та функціонування клітинної мембрани.
2.2.1. Структура мембрани.
Клітина на 80% складається з води і вода оточує клітину. Всі біохімічні реакції звичайно протікають в розчинах. Тому, щоб мати можливість регулювати обмін речовин, необхідно відокремлювати водні розчини та підтримувати в них необхідні концентрації речовин. Крім того вода виконує транспортну функцію, “приносячи” до клітин білки, жири, вуглеводи, різні іони та “уносячи” метаболіти.
Для забезпечення впорядкованого обміну речовин клітинна мембрана повинна мати дві протилежні властивості – притягувати до себе молекули води і одночасно не пропускати вільно речовини, що розчинені в ній. Таким чином, водний розчин, що оточує мембрану, може містить широкий набір речовин, але пропущені через мембрану будуть лише ті, які необхідні в даний час і в потрібній кількості.
Фосфоліпідний бішар. Основним структурним компонентом мембран є ліпіди. На їх долю в клітині припадає близько 50%. Саме ліпіди мають водовідштовхуючі властивості, тобто вони гідрофобні. Але щоб утримати воду необхідно надати ліпіду гідрофільності, тобто зарядити будь-яким електричним зарядом хоча б частину молекули. Такі одночасно протилежні властивості – гідрофобність та гідрофільність – мають фосфоліпіди (рис.28). Фосфатний залишок має два негативних кисневих заряди, завдяки яким полярні молекули води притягуються своїми позитивними кінцями.