1.1. Ультраструктурные компоненты клетки

1.1.1. Фибриллярные ультраструктуры.

Расположение макромолекул в линейном порядке приводит к образованию фибриллярных ультраструктур. Такое расположение не обязательно связано с линейной формой элементарных составляющих ее молекул. Многие, если не все, волокнистые ультраструктуры образуются в результате упорядоченного линейного расположения глобулярных макромолекул. Это уже четвертичные структуры. В связи с изучением фибриллярных структур возникает ряд физико - химических проблем, например проблемы прочности и эластичности. Устойчивость фибриллярных структур не обязательно связана с линейным расположением ее составляющих и с числом межмолекулярных связей. Между этим свойством, числом и природой валентностей составляющих существует некоторая, весьма неопределенная связь. Прочность волокна определяется не столько силами первичных связей, сколько числом и природой вторичных боковых связей, поддерживающих определенный порядок внутри филаментов. Для разрушения такой структуры необходимы разрывы определенного числа боковых связей. Прочность отдельной молекулы зависит от ее основных валентностей, Отдельные молекулы могут «сломаться»; прочность группы молекул зависит от боковых связей, препятствующих скольжению молекул в отношении друг друга

1.1.2. Пластинчатые и мембранные ультраструктуры.

Полимеризованные макромолекулы могут образовывать тонкие пленки на поверхностях раздела фаз, например, на границе между каплей жидкости и цитоплазмой (вакуоль). Так образуются белковые или липопротеиновые пленки, обладающие особыми механическими свойствами. В клетках очень распространены мембранные ультраструктуры. Их функциональная роль крайне важна. В данной работе мы не раз будем возвращаться к их молекулярному состоянию и поведению, Встречается несколько типов таких мембран. Многие из этих мембран очень тонки, но обладают постоянной толщиной, К такому типу относятся мембраны, ограничивающие некоторые вакуоли (секреторные вакуоли). другие мембраны асимметричны и нерегулярны по толщине. Тип мембраны определяется не только химическим составом молекул, но и их упорядоченным рас положением.

Один из особенно важных типов мембран — мембраны, состоящие из слоя липидов или фосфолипидов, упорядоченного строения, расположенного между двумя тонкими протеиновыми слоями. Примером может служить плазматическая мембрана клетки. Эти липидные или фосфолипидные пленки обладают очень большой химической устойчивостью, сочетающийся с механической устойчивостью протеиновых слоев мембраны. Липидная пленка очень устойчива к действию энзимов, но механически очень непрочна, однако она способна быстро восстановлению. Давно предполагается, что противоположные ферментативные реакции могут в клетке сосуществовать бок о бок благодаря тому, что тонкие липидные пленки отделяют области, где протекают реакции. Именно такие липопротеиновые мембраны и обеспечивают сопротивляемость клеток по отношению к окружающей среде. Хотя они и крайне тонки (от 60 до 80 Å), они образуют очень эффективные химические и механические барьеры.

1.1.3. Зернистые ультраструктуры.

Многие макромолекулярные образования имеют глобулярное строение, что ведет к появлению зерен различного объема. Эти гранулы могут или прикрепляться к мембранам, или оставаться изолированными в цитоплазме — в последнем случае они ведут себя как коацерваты. Будучи в жидкой среде во взвешенном состоянии, они не сливаются.