3. Хімічний склад, будова і функції клітинних мембран

Клітинні мембрани складаються з двох шарів ліпідів, у яких розташовані білкові молекули. До зовнішнього боку мембран можуть прикріплюватися вуглеводневі компоненти. Зовнішню частину кожного із шарів ліпідів утворюють їх гідрофільні головки, а внутрішню — гідрофобні хвости. Мембранні білки виконують різні функції та можуть розташовуватися на поверхні ліпідного шару, в одному із шарів або пронизувати обидва шари. Дві сторони мембрани можуть відрізнятися між собою за складом і властивостями. Мембранні білки й ліпіди можуть вільно переміщуватися в площині мембрани (крім тих випадків, коли вони жорстко закріплені).

Більша частина мембранних ліпідів належить до групи фосфоліпідів. Саме вони надають обом шарам мембрани «рухливих» властивостей — можливість молекул мембранних ліпідів і білків відносно вільно переміщуватися в межах мембрани. Інша група ліпідів, до якої належить, наприклад, холестерол, робить мембрану більш «жорсткою» і знижує можливість руху молекул у межах мембрани.

Найважливішими функціями біологічних мембран є бар’єрна, транспортна й рецепторна. Мембрани є бар’єрами з вибірковою проникністю, які регулюють обмін речовин між клітиною й навколишнім середовищем, а також між окремими компонентами всередині клітини. Бар’єрні функції мембран виконують, у першу чергу, ліпіди. Саме вони утворюють основу мембранної «стінки». Більшу частину транспортних функцій виконують білки. Вони можуть утворювати в мембрані наскрізні канали або транспортувати деякі речовини у зв’язаному вигляді (утворюючи з ними тимчасові сполуки). Разом з вуглеводами білки утворюють рецепторні комплекси, які відіграють важливу роль у обміні речовин між клітиною та навколишнім середовищем. До того ж, ці комплекси є головним інструментом міжклітинних узаємодій.

3. Транспорт речовин через мембрани

Різновид транспорту	Механізм	Що транспортується
Дифузія	Самостійне переміщення речовин через мембрану в напрямку меншої їх концентрації, яке не потребує витрат енергії	Кисень, вуглекислий газ
Полегшена дифузія	Переміщення речовин через мембрану в напрямку меншої їх концентрації, яке здійснюється білками-переносниками	Малі органічні молекули (глюкоза, деякі амінокислоти тощо)
Активний транспорт	Переміщення речовин через мембрану, яке здійснюється з допомогою спеціальних білкових комплексів і з витратами енергії. Частіше за все відбувається в напрямку більшої концентрації	Йони та великі молекули, для яких мембрана є непроникною
Цитоз	Переміщення через мембрану об’єктів у мембранній упаковці. Мембранний транспорт у клітину називається ендоцитозом. Мембранний транспорт із клітини — екзоцитозом. Транспорт твердих часток — фагоцитоз, транспорт рідких речовин і крапель — піноцитоз	Великі молекули або їх комплекси (у тому числі віруси й бактерії)