3.Мембрани

Будова:біологічна мембрана включає і різні білки : інтегральні (пронизують мембрану наскрізь), полуінтегральние (занурені одним кінцем у зовнішній чи внутрішній ліпідний шар), поверхневі (розташовані на зовнішній або прилеглі до внутрішньої сторонам мембрани). Деякі білки є точками контакту клітинної мембрани з цитоскелетом всередині клітини, і клітинною стінкою (якщо вона є) зовні. Деякі з інтегральних білків виконують функцію іонних каналів, різних транспортерів і рецепторів.

Функції

• бар'єрна - забезпечує регульований, виборчий, пасивний та активний обмін речовин з навколишнім середовищем. Наприклад, мембрана пероксисом захищає цитоплазму від небезпечних для клітини пероксидів. Виборча проникність означає, що проникність мембрани для різних атомів або молекул залежить від їх розмірів, електричного заряду і хімічних властивостей. Виборча проникність забезпечує відділення клітини і клітинних компартментов від навколишнього середовища і постачання їх необхідними речовинами.

• транспортна - через мембрану відбувається транспорт речовин у клітину і з клітки. Транспорт через мембрани забезпечує: доставку поживних речовин, видалення кінцевих продуктів обміну, секрецію різних речовин, створення іонних градієнтів, підтримання в клітці відповідного pH і іонної концентрації, які потрібні для роботи клітинних ферментів.

Частинки, з якої-небудь причини не здатні перетнути фосфоліпідний бислой (наприклад, через гідрофільних властивостей, так як мембрана всередині гідрофобна і не пропускає гідрофільні речовини, або через великих розмірів), але необхідні для клітини, можуть проникнути крізь мембрану через спеціальні білки-переносники (транспортери) і білки-канали або шляхом ендоцитозу. При пасивному транспорті речовини перетинають ліпідний бислой без витрат енергії, шляхом дифузії. Варіантом цього механізму є полегшенадифузія, при якій речовини допомагає пройти через мембрану яка-небудь специфічна молекула. У цієї молекули може бути канал, що пропускає речовини тільки одного типу.Активний транспорт вимагає витрат енергії, так як відбувається проти градієнта концентрації. На мембрані існують спеціальні білки-насоси, в тому числі АТФаза, яка активно вкачувати в клітку іони калію (K +) і викачують з неї іони натрію (Na +).

• матрична - забезпечує певну взаєморозташування і орієнтацію мембранних білків, їх оптимальна взаємодія.

• механічна - забезпечує автономність клітини, її внутрішньоклітинних структур, також з'єднання з іншими клітинами (в тканинах). Велику роль у забезпечення механічної функції мають клітинні стінки, а у тварин - міжклітинний речовина.

• енергетична - при фотосинтезі в хлоропластах і клітинному диханні в мітохондріях в їх мембранах діють системи перенесення енергії, в яких також беруть участь білки;

• рецепторна - деякі білки, що знаходяться в мембрані, є рецепторами (молекулами, за допомогою яких клітина сприймає ті чи інші сигнали).

Наприклад, гормони, що циркулюють в крові, діють тільки на такі клітини-мішені, у яких є відповідні цим гормонам рецептори. Нейромедіатори (хімічні речовини, що забезпечують проведення нервових імпульсів) теж зв'язуються з особливими рецепторними білками клітин-мішеней.

• ферментативна - мембранні білки нерідко є ферментами. Наприклад, плазматичні мембрани епітеліальних клітин кишечника містять травні ферменти.

• здійснення генерації та проведення біопотенціалів.

За допомогою мембрани в клітці підтримується постійна концентрація іонів: концентрація іона К + всередині клітини значно вище, ніж зовні, а концентрація Na + значно нижче, що дуже важливо, оскільки це забезпечує підтримання різниці потенціалів на мембрані і генерацію нервового імпульсу.

• маркування клітини - на мембрані є антигени, що діють як маркери - "ярлики", що дозволяють пізнати клітку. Це глікопротеїни (тобто білки з приєднаними до них розгалуженими олігосахаридних бічними ланцюгами), які відіграють роль "антен". Через незліченної безлічі конфігурації бічних ланцюгів можливо зробити для кожного типу клітин свій особливий маркер. За допомогою маркерів клітини можуть розпізнавати інші клітини і діяти узгоджено з ними, наприклад, при формуванні органів і тканин. Це ж дозволяє імунній системі розпізнавати чужорідні антигени.