Клеточные мембраны

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Клеточная мембрана представляет собой двойной слой (бислой) молекул класса липидов, большинство из которых представляет собой так называемые сложные липиды — фосфолипиды. Молекулы липидов имеют гидрофильную («головка») и гидрофобную («хвост») часть. При образовании мембран гидрофобные участки молекул оказываются обращены внутрь, а гидрофильные — экспонированы наружу. Мембраны — структуры инвариабельные, весьма сходные у разных организмов. Некоторое исключение составляют, пожалуй, археи, у которых мембраны образованы глицерином и терпеноидными спиртами. Толщина мембраны составляет около 10 нм.

Изображение клеточной мембраны. Маленькие голубые и белые шарики соответсвуют гидрофильным «головкам» липидов, а присоединенные к ним линии — гидрофобным «хвостам». На рисунке показаны только интегральные мембранные белки (красные глобулы и желтые спирали). Желтые овальные точки внутри мембраны — молекулы холестерола.

Биологическая мембрана может включать и различные протеины: интегральные (пронизывающие мембрану насквозь), полуинтегральные (погруженные одним концом во внешний или внутренний липилный слой), поверхностные (расположенные на внешней или прилегающие к внутренней сторонам мембраны). Некоторые интегральные протеины выполняют функцию ионных каналов, различных транспортеров и рецепторов.

[править] Функции биомембран

Одна из важнейших функций биомембраны — барьерная, в частности, клеточная мембрана или плазматическая мембрана отделяет содержимое клетки от внешней среды. Биомембраны также разделяют клетку на специализированные замкнутые отсеки — компартменты или органеллы, в которых поддерживаются определенные условия внутриклеточной среды. Например, мембрана пероксисом защищает цитоплазму от опасных для клетки пероксидов.

Еще одно важное свойство биомембраны — избирательная проницаемость. Это значит, что проницаемость мембраны для различных атомов или молекул зависит от их размеров, электрического заряда и химических свойств. Избирательная проницаемость определяет успешное отделение клетки и клеточных компартментов от окружающей среды и снабжение их необходимыми веществами.

Частицы, по какой-либо причине не способные пересечь мембранный барьер (например, из-за крупных размеров), но необходимые для клетки, могут проникнуть через специальные транспортеры и протеиновые каналы или путем эндоцитоза.

[править] Структура и состав биомембран

Мембраны состоят из липидов трех классов: фосфолипиды, гликолипиды и холестерол. Фосфолипиды и гликолипиды состоят из двух длинных гидрофобных углеводородных «хвостов», которые связаны с заряженной гидрофильной «головой». Холестерол придает мембране жесткость, занимая свободное пространство между гидрофобными хвостами липидов и не позволяя им изгибаться. Поэтому мембраны с малым содержанием холестерола более гибкие, а с большим — более жесткие и хрупкие.

Клеточные мембраны часто асимметричны, то есть слои отличаются по составу липидов, переход отдельной молекулы из одного слоя в другой (так называемый флип-флоп) затруднен. Различается состав и ориентация мембранных белков.

[править] Мембраные органеллы

Это замкнутые одиночные или связанные друг с другом участки цитоплазмы, отделённые от гиалоплазмы мембранами. К одномембранным органеллам относятся эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли, пероксисомы; к двумембранным — ядро, митохондрии, пластиды. Снаружи клетка ограничена так называемой плазматической мембраной. Строение мембран различных органелл отличается по составу липидов и мембранных белков.

[править] Ссылки

Bruce Alberts, et al. Molecular Biology Of The Cell. — 4th ed. — New York: Garland Science, 2002. ISBN 0-8153-3218-1 - учебник по молекулярной биологии на англ. языке