4. Строение цитоплазматической мембраны у бактерий. Особенности химического состава, функции.

Цитоплазматическая мембрана (ЦПМ) — обязательный структурный элемент, нарушение целостности которого приводит к полной потере клеткой жизнеспособности; это тонкая, гибкая, полупроницаемая структура, окружающая цитоплазму бактериальной клетки. Она располагается непосредственно под клеточной стенкой (или капсулой, если она есть) и играет ключевую роль в жизнедеятельности клетки.

У бактерий, в отличие от эукариот, отсутствуют мембранные органеллы, поэтому цитоплазматическая мембрана выполняет множество функций, включая метаболические, энергетические и транспортные.

2. Строение цитоплазматической мембраны

Структурная модель — «жидкостно-мозаичная модель» (по Singer и Nicolson, 1972)

Цитоплазматическая мембрана построена по принципу двуслойной фосфолипидной бимембраны, в которую встроены белки.

Основные компоненты: 1.​ Фосфолипиды​

○​ Организованы в виде двойного слоя (бимембрана): полярные гидрофильные «головки» обращены наружу, а гидрофобные «хвосты» — внутрь.

○​ Основу составляют фосфатидилэтаноламин, фосфатидилглицерин, кардиолипин и др.​ У архей вместо фосфолипидов могут быть эфирные липиды или другие типы молекул.​

2.​ Белки мембраны​

○​ Интегральные (встроенные) — пронизывают мембрану полностью; выполняют функции транспортных каналов, рецепторов, ферментов.

○​ Периферические — расположены на внутренней или наружной поверхности мембраны; участвуют в регуляции и взаимодействии с другими структурами.​

3.​ Отсутствие стеролов​

○​ В отличие от эукариот, бактериальная ЦПМ не содержит холестерина.

○​ Исключение: Mycoplasma и некоторые другие бактерии, которые получают стеролы из внешней среды.

3. Химический состав цитоплазматической мембраны

Липиды придают мембране гибкость, а белки обеспечивают специфические функции, такие как ферментативная активность и перенос веществ.

4. Функции цитоплазматической мембраны ЦПМ выполняет широкий спектр важнейших функций в бактериальной клетке:

1.​ Барьерная (защитная) функция

○​ Обеспечивает избирательную проницаемость, отделяя цитоплазму от внешней среды. ○​ Поддерживает осмотический баланс.​

2.​ Транспорт веществ

○​ Процесс активного и пассивного транспорта (диффузия, облегчённая диффузия, активный перенос).

○​ Присутствуют белки-переносчики, каналы, насосы (например, протонная помпа, натрий-калиевый насос у некоторых бактерий).

○​ Эндоцитоза и экзоцитоза у бактерий нет.​

3.​ Энергетическая функция

○​ Мембрана может содержать электронтранспортную дыхательную цепь, в таком случае она будет участвовать в процессах окислительного фосфорилирования и в ней будут локализоваться ферменты дыхательной цепи, АТФ-синтетазы.

○​ У фотосинтезирующих бактерий здесь расположены пигменты и фотосистемы.​

4.​ Биосинтетическая функция

○​ Синтез компонентов клеточной стенки (пептидогликана). ○​ Участие в биосинтезе липидов и некоторых белков.​

5.​ Секреторная функция

○​ Участвует в секреции экзоферментов, токсинов и других молекул.

○​ У грамотрицательных бактерий существуют специальные системы секреции (I—VII типа).​

6.​ Рецепторная функция

○​ Обнаружение и передача сигналов из внешней среды.