плазмената мембрана

Cell - основната хистологично елемент. Еукариотна клетка се състои от три основни отделения: плазмена мембрана, ядрото и цитоплазмата с структурирани клетъчни единици (органели, включване). Важно за организацията на клетки са биологичните мембрани, които изграждат всяка клетка komparmenta и много органели. Клетъчни мембрани са фундаментално подобна организация. Извън ограничава всяка клетка плазмена мембрана.

Плазмената мембрана на модела на течност-мозайка, плазмената мембрана с мозайка подреждане на протеини и липиди. В равнината на мембранните протеини притежават страничен мобилност. Интегрални мембранни протеини са преразпределени във взаимодействието с периферни протеини, цитоскелетни елементи, молекули в мембраната на съседни клетки и извънклетъчни матрични компоненти. Основните функции на плазмената мембрана. селективна пропускливост, клетъчно-клетъчни взаимодействия, ендоцитоза, екзоцитоза.

Съставът на плазмената мембрана включват липиди, холестерол, протеини и въглехидрати.

Липиди (фосфолипиди, сфинголипиди, гликолипиди) съставляват 45% от теглото на мембрана.

Фосфолипиди. Молекулата се състои от фосфолипид част полярен (хидрофилен) (глава) и неполярен (хидрофобни) двойно въглеводород опашката. Водната фаза на фосфолипидни молекули автоматично се агрегират опашка към опашка, образуваща рамка на биологична мембрана под формата на двойни слоеве (двуслойни). По този начин, в мембраната фосфолипидни двуслойни опашки, насочени навътре и главата обърната навън.

Сфинголипиди - липиди съдържащи дълговерижни основа (сфингозин или подобна група); сфинголипиди в значителни количества са в миелираните нервни влакна мембрани, модифицираните слоеве plasmolemma Schwann клетки и oligodendrogliotsitov ЦНС.

Гликолипиди - молекули, съдържащи олигозахаридни липиди присъстват във външната двуслойна и техните захарни остатъци, насочени към повърхността на клетката. Гликолипиди представляват 5% от външната монослой от липидни молекули.

Холестеролът е от първостепенно значение не само като компонент на биологични мембрани, въз основа на холестерола се синтезира стероидни хормони - пол, глюкокортикоид, минералокортикоидния.

Протеините представляват повече от 50% от теглото на мембрана. Протеини plasmolemma разделени в неразделна и периферна.

Интегрални мембранни протеини са неподвижно закрепени в липидния двоен слой. Примери на интегрални мембранни протеини - протеин йонен канал и рецепторни протеини (мембранни рецептори). протеинова молекула, преминаваща през цялата дебелина на мембраната и стърчаща от него както на външната и вътрешната повърхност, - трансмембранен протеин.

Периферни мембранни протеини (глобуларни и фибриларни) са разположени върху една повърхност на клетъчната мембрана (външната или вътрешна) и не-ковалентно свързани с интегрални мембранни протеини. Примери на периферни мембранни протеини, свързани с външната повърхност на мембраната може да служи като рецептор и адхезионни протеини. Примери на периферни мембранни протеини, свързани с вътрешната повърхност на мембраната, - протеини, свързани с цитоскелет (например, дистрогликана, лента 4.1 протеин, протеин киназа С), протеини втората система намаления.

Въглехидрати (главно олигозахариди) са част от мембранни гликопротеини и гликолипиди, представляващи 2-10% от теглото си. На клетъчната повърхност въглехидрати взаимодействат лектини. Олигозахаридни вериги свързани ковалентно към гликопротеини и гликолипиди plamolemmy, действат върху външната повърхност на повърхността на клетъчната мембрана и образуват дебелината на кожата на 5 - нм - гликокаликса. Гликокаликса участват в процесите на разпознаване клетка-клетка, взаимодействията клетка-клетка, мембрана храносмилането.

Не-полярни вещества (например, холестерол и негови производни) свободно проникват през биологични мембрани. Поради тази причина, ендоцитоза и екзоцитоза полярни съединения (например пептидни хормони) възникнат чрез мембранни везикули и секреция на стероидни хормони - без участие на тези мехурчета. По същата причина, рецептори неполярни молекули (например стероидни хормони) са разположени вътре в клетката.

Полярните вещества (например, протеини и йони) не може да проникне през биологични мембрани. Ето защо полярни молекули рецептори (например пептидни хормони) са интегрирани в плазмената мембрана, и сигнализация за други клетъчни отделения изпълнява втора медиатори. Поради тази причина, трансмембранен транспорт на полярни съединения се извършва специални системи, вградени в биологичните мембрани.

Междуклетъчни информация взаимодействие

Рецептор сигнал → → (втори посредник) → отговор

Сигнали. Сигнализация от клетка в клетка сигнализация молекула се извършва (първи посредник), генерирани в някои клетки и специфичен ефект върху други клетки - целевата клетка. Специфична характеристика се определя излагане сигнални молекули, присъстващи в целевите клетки рецептори, лиганди се свързват само себе си. Всички сигнализиращи молекули (лиганди) - в зависимост от техните физически и химически характер - разделени в полярен (или по-скоро - хидрофилен) и неполярен (или по-точно - на мастноразтворими).

Рецепторите се регистрират за клетката пристига сигнал и предаване на втори посредник. Разграничаване мембрана и ядрени рецептори.

Мембранни рецептори - гликопротеини. Те контролират пропускливост plasmolemma чрез промяна на конформацията на протеини йонни канали (например, п-ацетилхолин рецептор), контролирано доставяне на молекули в клетката (например, холестерол), свързват молекули извънклетъчната матрица с елементи на цитоскелета (например, интегрини) открива присъствието на информационни сигнали (например невротрансмитери , светлинни лъчи, обонятелните молекули, антигени, цитокини, пептидни хормони). Мембранни рецептори записани входящи клетки да предава своя сигнал и вътреклетъчни химични съединения, които медиират крайния ефект (втори посредници). Функционално мембранни рецептори са разделени на каталитично свързани с йонни канали и работи чрез G-протеин.

Ядрени рецептори - протеини са стероидни хормонни рецептори (минерални и глюкокортикоиди, естроген, прогестерон, тестостерон), ретиноиди, хормони на щитовидната жлеза, жлъчни киселини, витамин D3. Всеки рецептор има laganda свързващ участък и част, която взаимодейства със специфични ДНК последователности. С други думи, ядрени рецептори - лиганд активирани transkriptitsionnye фактори. Човешкия геном съдържа повече от 30 ядрени рецептори, лиганди, които са на етапа на идентификация (осиротели рецептори).

Vneretseptornye ниско молекулно сигнал. Някои ниско молекулно сигнали (например, азотен оксид и въглероден оксид) действие на целевата клетка, заобикаляйки рецепторите.

Азотният оксид (NO) - газообразен посредник междуклетъчните взаимодействия образувани от L-аргинин с участието на NO-синтаза ензим. Прицелните клетки активира гуанилатциклаза, което води до повишаване на нивото на втори месинджър - цГМФ.

въглероден окис (СО, CO). Като сигнална молекула CO играе важна роля в имунната, сърдечно-съдовата система и периферната нервна система.

Втори посредници. вътреклетъчни сигнални молекули (вторични посредници) предаващи информация за мембранни рецептори върху ефектори (задвижвания молекула) медиират клетъчен отговор на сигнала. Стимули като светлина, мирис, хормони и други химически сигнали (лиганди) инициира реакция на прицелните клетки чрез промяна на нивото във втората вътреклетъчни медиатори. Втората (вътреклетъчна) представя множество медиатори клас съединения. Те включват циклични нуклеотиди (сАМР и цГМФ), инозитол трифосфат, диацилглицерол, Са2 +.

Отговори на прицелните клетки. клетъчни функции се изпълняват на различни нива на генетична информация (например, транскрипция, пост-транслационна модификация) и много различни (например, промяна на активността на работен режим, стимулиране или потискане, препрограмиране синтези и т.н.).

Ендоцитозата - абсорбционни (интернализация) вода клетка, вещества, частици и микроорганизми. За изпълнения включват ендоцитоза пиноцитоза, фагоцитоза, рецептор-медиирана ендоцитоза за образуване на везикули граничи клатрин и клатрин независим ендоцитоза включващи кавеоли.

Пиноцитоза - процес абсорбиращата течност и разтворено вещество за образуване на малки мехурчета. Е разглежда като неспецифично пиноцитоза абсорбционни метод екстрацелуларна течност и веществата, съдържащи се в него, когато определен регион на invaginates на клетъчната мембрана, за формиране на отвора и след това флакона, съдържащ извънклетъчния флуид.

Рецептор-медиирана ендоцитоза се характеризира чрез абсорбция от извънклетъчната течност на специфични макромолекули свързват специфични рецептори, намиращи се в plasmolemma. Последователността от събития е както следва рецептор-медиирана ендоцитоза: взаимодействието на лиганда с концентрацията на мембрана → рецепторен комплекс "лиганд-рецептор" върху повърхността граничи ями Ц образуване → граничи клатрин балон потапяне във флакона с клетъчно-облицовани. Има СТРаза дейност chemomechanical Динамин протеин на кръстопътя на plasmolemma и граничещи балон форми т.нар молекулна пружина, която в разцепването на GTP изправя и избутва флакона от plasmolemma. По същия начин, клетка абсорбира трансферин, холестерол, LDL, заедно с много други молекули.

Клатрин независим ендоцитоза. Чрез клатрин независим ендоцитоза възниква абсорбция на много предмети и молекули, например, трансформиращ растежен фактор рецептор TGFP, което токсини, вируси и т.н. Един от начините за клатрин независим ендоцитоза -. 50-80 нм абсорбция диаметър - кавеоли. Кавеоли характеристика на повечето видове клетки; особено многобройни в ендотелни клетки, където те са включени в транспорта на големи макромолекули.

Фагоцитоза - поглъщане на големи частици (например, микроорганизми или клетъчни отломки). Фагоцитоза се извършва специални клетки - фагоцити (макрофаги, неутрофили). По време на фагоцитозата произвежда големи ендоцитозните везикули - фагозоми. Фагозоми предпазител с лизозомите и форма фаголизозомата. Фагоцитоза, пиноцитоза разлика индуцира сигнали, действащи върху рецепторите в plasmolemma фагоцити. Тези сигнали са opsoniruyuschie fagotsitiruemuyu частиците.

Екзоцитоза (секреция) - процес, когато вътреклетъчни секреторни везикули (например, синаптичните) и секреторни гранули предпазител с plasmolemma и тяхното съдържание е освободен от клетката. През екзоцитоза са следните последователни етапи: движат везикулите за subplazmolemmalnoe пространство, комуникация и създаване - Към част plasmolemma, мембранно сливане, освобождаване на съдържанието на гранули (балон) и възстановяване (разделяне) на Мембранните пелети (от английски док докинг.).

Мембранни капсули съдържат вещества за отделяне от клетката (секреция екзоцитоза) на. Тези мехурчета се образуват в Golgi комплекс.

Гранули - секреторни везикули с електронно-плътен съдържание присъства в хромафинови клетки (катехоламин) мачта (хистамин) и някои ендокринни клетки (хормони).

Съставна и регулиран секреция. Процесът на отделяне може да бъде спонтанно и контролирано. Една част непрекъснато се слива везикули с клетъчната мембрана (конститутивна секреция), докато другата част се съхранява при plasmolemma мехурчета, но процесът и сливането на мембранни капсули се извършва само под въздействието на сигнала, често се дължи на повишен 2+ концентрация Са в цитозол (регулация екзоцитоза) на ,

Видове секреция (merokrinovy ​​или екринната, апокринните и холокринен) ще се разглежда по-нататък.

Трансцитозата - транспорт на макромолекули в цялата клетка, в която е налице бързо и ефективно превключване ендоцитоза да екзоцитоза. Трансцитозата обикновено се провежда с участието на кавеоли. Кавеоли-носители образуват дискретни мехурчета, пътуващи между апикална и базални части на клетките са изложени на всеки оборот (транспорт диск) процес на синтез разделяне. Трансцитозата се характеризира, например, ендотелни клетки, където транспортирането на макромолекули в клетки от лумена в тъканта.