Cellens overfladeapparat er et universelt undersystem. De definerer grænsen mellem det ydre miljø og cytoplasmaet. PAC giver regulering af deres interaktion. Lad os yderligere overveje træk ved den strukturelle og funktionelle organisation af cellens overfladeapparat.
Components
Der skelnes mellem følgende komponenter i overfladeapparatet af eukaryote celler: plasmamembranen, supramembranen og submembrankomplekserne. Den første præsenteres i form af et sfærisk lukket element. Plasmalemmaet betragtes som grundlaget for det cellulære overfladeapparat. Epimembrankomplekset (også kaldet glycocalyx) er et eksternt element placeret over plasmamembranen. Den indeholder forskellige komponenter. Disse omfatter især:
- Kulhydratdele af glykoproteiner og glykolipider.
- Membranperifere proteiner.
- Specifikke kulhydrater.
- Semi-integrale og integrale proteiner.
Submembrankomplekset er placeret under plasmalemmaet. Den indeholder muskuloskeletale systemet og perifer hyaloplasma.
Elementer af undermembranenkompleks
I betragtning af strukturen af cellens overfladeapparat bør man dvæle separat ved den perifere hyaloplasma. Det er en specialiseret cytoplasmatisk del og er placeret over plasmamembranen. Perifer hyaloplasma præsenteres som et stærkt differentieret flydende heterogent stof. Det indeholder en række høj- og lavmolekylære grundstoffer i opløsning. Faktisk er det et mikromiljø, hvor specifikke og generelle metaboliske processer finder sted. Den perifere hyaloplasma udfører mange funktioner af overfladeapparatet.
Muskuloskeletale system
Det er placeret i den perifere hyaloplasma. I bevægeapparatet er der:
- Microfibriller.
- Skeletfibriller (mellemfilament).
- Mikrotubuli.
Mikrofibriller er filamentøse strukturer. Skeletfibriller dannes på grund af polymerisationen af en række proteinmolekyler. Deres antal og længde reguleres af specielle mekanismer. Når de ændrer sig, opstår der anomalier i cellulære funktioner. Mikrotubuli er længst væk fra plasmalemmaet. Deres vægge er dannet af tubulinproteiner.
Struktur og funktioner af cellens overfladeapparat
Stoffskiftet udføres på grund af tilstedeværelsen af transportmekanismer. Strukturen af cellens overfladeapparat giver mulighed for at udføre bevægelsen af forbindelser på flere måder. Især følgende typertransport:
- Simpel spredning.
- Passiv transport.
- Aktiv bevægelse.
- Cytose (membranpakket udveksling).
Ud over transport, funktioner af cellens overfladeapparat som:
- Barriere (afgrænsning).
- Receptor.
- Identifikation.
- Funktionen af cellebevægelse gennem dannelse af filo-, pseudo- og lamellopodia.
Fri bevægelse
Simpel diffusion gennem cellens overfladeapparat udføres udelukkende i nærvær af en elektrisk gradient på begge sider af membranen. Dens størrelse bestemmer hastigheden og bevægelsesretningen. Bilipidlaget kan passere alle molekyler af den hydrofobe type. Imidlertid er de fleste af de biologisk aktive elementer hydrofile. Derfor er deres frie bevægelighed vanskelig.
Passiv transport
Denne type sammensatte bevægelser kaldes også faciliteret diffusion. Det udføres også gennem cellens overfladeapparat i nærvær af en gradient og uden forbrug af ATP. Passiv transport er hurtigere end gratis transport. I processen med at øge koncentrationsforskellen i gradienten kommer der et øjeblik, hvor bevægelseshastigheden bliver konstant.
Carriers
Transport gennem cellens overfladeapparat leveres af specielle molekyler. Ved hjælp af disse bærere passerer store molekyler af den hydrofile type (især aminosyrer) langs koncentrationsgradienten. OverfladeEukaryot celleapparat inkluderer passive bærere for forskellige ioner: K+, Na+, Ca+, Cl-, HCO3-. Disse specielle molekyler er kendetegnet ved høj selektivitet for de transporterede grundstoffer. Derudover er deres vigtige egenskab en høj bevægelseshastighed. Den kan nå op på 104 eller flere molekyler i sekundet.
Aktiv transport
Det er kendetegnet ved at bevæge elementer mod en gradient. Molekyler transporteres fra et område med lav koncentration til områder med højere koncentration. En sådan bevægelse indebærer en vis udgift til ATP. Til implementering af aktiv transport er specifikke bærere inkluderet i strukturen af dyrecellens overfladeapparat. De blev kaldt "pumper" eller "pumper". Mange af disse bærere er kendetegnet ved deres ATPase-aktivitet. Det betyder, at de er i stand til at nedbryde adenosintrifosfat og udvinde energi til deres aktiviteter. Aktiv transport skaber iongradienter.
Cytosis
Denne metode bruges til at flytte partikler af forskellige stoffer eller store molekyler. I processen med cytose er det transporterede element omgivet af en membranvesikel. Hvis bevægelsen udføres ind i cellen, kaldes det endocytose. Følgelig kaldes den omvendte retning eksocytose. I nogle celler passerer elementer igennem. Denne type transport kaldes transcytose eller diacyose.
Plasmolemma
Strukturen af cellens overfladeapparat omfatter plasmaeten membran, der overvejende er dannet af lipider og proteiner i et forhold på ca. 1:1. Den første "sandwichmodel" af dette element blev foreslået i 1935. Ifølge teorien er grundlaget for plasmolemmaet dannet af lipidmolekyler stablet i to lag (bilipidlag). De vender deres haler (hydrofobe områder) til hinanden og udad og indad - hydrofile hoveder. Disse overflader af det bilipide lag er dækket af proteinmolekyler. Denne model blev bekræftet i 1950'erne af ultrastrukturelle undersøgelser udført ved hjælp af et elektronmikroskop. Det blev især fundet, at overfladeapparatet på en dyrecelle indeholder en trelagsmembran. Dens tykkelse er 7,5-11 nm. Den har et mellemlys og to mørke perifere lag. Den første svarer til den hydrofobe region af lipidmolekyler. Mørke områder er til gengæld kontinuerlige overfladelag af protein og hydrofile hoveder.
Andre teorier
Forskellige elektronmikroskopiundersøgelser udført i slutningen af 50'erne - begyndelsen af 60'erne. pegede på universaliteten af trelagsorganiseringen af membraner. Dette afspejles i J. Robertsons teori. I mellemtiden i slutningen af 1960'erne der er ophobet en hel del fakta, som ikke er blevet forklaret ud fra den eksisterende "sandwichmodel". Dette gav skub til udviklingen af nye skemaer, herunder modeller baseret på tilstedeværelsen af hydrofobe-hydrofile bindinger mellem protein- og lipidmolekyler. Blandten af dem var teorien om "lipoprotein tæppe". I overensstemmelse med det indeholder membranen to typer proteiner: integrale og perifere. Sidstnævnte er forbundet med elektrostatiske interaktioner med polære hoveder på lipidmolekyler. De danner dog aldrig et sammenhængende lag. Kugleformede proteiner spiller en nøglerolle i membrandannelse. De er delvist nedsænket i det og kaldes semi-integrale. Bevægelsen af disse proteiner udføres i lipidvæskefasen. Dette sikrer labiliteten og dynamikken i hele membransystemet. I øjeblikket anses denne model for at være den mest almindelige.
Lipider
Membranens fysiske og kemiske nøglekarakteristika er tilvejebragt af et lag repræsenteret af elementer - phospholipider, bestående af en ikke-polær (hydrofob) hale og et polært (hydrofilt) hoved. De mest almindelige af disse er phosphoglycerider og sphingolipider. Sidstnævnte er hovedsageligt koncentreret i det ydre monolag. De er knyttet til oligosaccharidkæder. På grund af det faktum, at leddene rager ud over den ydre del af plasmalemmaet, får det en asymmetrisk form. Glycolipider spiller en vigtig rolle i implementeringen af overfladeapparatets receptorfunktion. De fleste membraner indeholder også kolesterol (kolesterol) - et steroidlipid. Dens mængde er forskellig, hvilket i høj grad bestemmer membranens fluiditet. Jo mere kolesterol, jo højere er det. Væskeniveauet afhænger også af forholdet mellem umættede og mættede rester frafedtsyrer. Jo flere af dem, jo højere er det. Væske påvirker aktiviteten af enzymer i membranen.
Proteiner
Lipider bestemmer hovedsageligt barriereegenskaberne. Proteiner bidrager derimod til udførelsen af cellens nøglefunktioner. Vi taler især om reguleret transport af forbindelser, regulering af stofskiftet, modtagelse og så videre. Proteinmolekyler er fordelt i lipid-dobbeltlaget i et mosaikmønster. De kan bevæge sig i dybden. Denne bevægelse styres tilsyneladende af cellen selv. Mikrofilamenter er involveret i bevægelsesmekanismen. De er knyttet til individuelle integrerede proteiner. Membranelementer adskiller sig afhængigt af deres placering i forhold til bilipidlaget. Proteiner kan derfor være perifere og integrerede. De første er lokaliseret uden for laget. De har en svag binding til membranoverfladen. Integrale proteiner er fuldstændig nedsænket i det. De har en stærk binding til lipider og frigives ikke fra membranen uden at beskadige bilipidlaget. Proteiner, der trænger igennem det, kaldes transmembrane. Interaktionen mellem proteinmolekyler og lipider af forskellig natur sikrer stabiliteten af plasmalemmaet.
Glycocalyx
Lipoproteiner har sidekæder. Oligosaccharidmolekyler kan binde sig til lipider og danne glykolipider. Deres kulhydratdele giver sammen med lignende elementer af glykoproteiner celleoverfladen en negativ ladning og danner grundlaget for glykokalyxen. Hanrepræsenteret af et løst lag med en moderat elektrontæthed. Glykokalyxen dækker den ydre del af plasmalemmaet. Dets kulhydratsteder bidrager til genkendelsen af naboceller og stoffer mellem dem og giver også klæbende bindinger med dem. Glykokalyxen indeholder også hormon- og hetokompatibilitetsreceptorer, enzymer.
Ekstra
Membranreceptorer repræsenteres hovedsageligt af glykoproteiner. De har evnen til at etablere meget specifikke bindinger med ligander. De receptorer, der er til stede i membranen, kan desuden regulere bevægelsen af visse molekyler ind i cellen, plasmamembranens permeabilitet. De er i stand til at konvertere signaler fra det ydre miljø til interne, for at binde elementer af den ekstracellulære matrix og cytoskelettet. Nogle forskere mener, at semi-integrale proteinmolekyler også er inkluderet i glycocalyx. Deres funktionelle steder er placeret i det supramembrane område af overfladecelleapparatet.
