Мобилен површински уред: структура и функции

Површинскиот апарат на ќелијата е универзален потсистем. Тој ја дефинира границата помеѓу надворешната средина и цитоплазмата. ПКП обезбедува регулирање на нивната интеракција. Дозволете ни понатаму да ги разгледаме карактеристиките на структурната и функционалната организација на површинскиот апарат на ќелијата.

Компоненти

Се разликуваат следните компоненти на површинскиот апарат на еукариотските клетки: плазма мембрана, супрамембрански и субмембрански комплекси. Првиот е претставен како сферично затворен елемент. Плазмолемата се смета за основа на површинскиот клеточен апарат. Супрамембранскиот комплекс (исто така познат како гликокализа) е надворешниот елемент кој се наоѓа над плазматската мембрана. Се состои од различни компоненти. Особено, тие вклучуваат:

1. Јаглехидратни делови од гликопротеини и гликолипиди.
2. Мембрански периферни протеини.
3. Специфични јаглени хидрати.
4. Полу-интегрални и интегрални протеини.

Субмембранскиот комплекс се наоѓа под плазмолемата. Во неговиот состав се разликуваат потпорниот контрастилен систем и периферната хијалоплазма.

Елементи на субмембранскиот комплекс

Со оглед на структурата на површинскиот апарат на клетката, треба посебно да застане на периферната хијалоплазма. Тоа е специјализиран цитоплазматски дел и се наоѓа над плазмолемата. Периферната хијалоплазма е претставена како течна високо диференцирана хетерогена супстанција. Таа содржи различни високо- и нискомолекуларни елементи во растворот. Всушност, тоа е микросредина во која се случуваат специфични и општи метаболички процеси. Периферната хијалоплазма обезбедува перформанси на многу функции на површинскиот апарат.

Поддржувачки-договорни систем

Се наоѓа во периферната хијалоплазма. Во системот на поддршка-договорни, постојат:

1. Микрофибрили.
2. Скелетни фибрили (средни филаменти).
3. Микротубули.

Микрофибрилите се нишки структури. Склетните фибрили се формираат поради полимеризацијата на голем број протеински молекули. Нивниот број и должина се регулирани со посебни механизми. Кога се менуваат, постојат аномалии на клеточните функции. Микротубулите се најоддалечените од плазмалемма. Нивните ѕидови се формираат од страна на протеините тубулини.

Структура и функции на апарат на површинските ќелии

Размената на супстанции се врши поради присуството на транспортни механизми. Структурата на површинскиот апарат на ќелијата овозможува да се изврши движењето на зглобовите на неколку начини. Особено, се вршат следниве видови на транспорт:

1. Едноставна дифузија.
2. Пасивен транспорт.
3. Активно движење.
4. Цитоза (размена во мембрански пакет).

Покрај транспортот, таквите функции на површинските ќелии се:

1. Бариера (демаркација).
2. Рецептор.
3. Идентификување.
4. Функцијата на движењето на клетката со формирање на фило, псевдо и ламелоподија.

Слободно движење

Едноставна дифузија преку површинскиот апарат на ќелијата се изведува исклучиво кога има електричен градиент од двете страни на мембраната. Неговата големина ја одредува брзината и насоката на патувањето. Билипидниот слој може да помине какви било молекули на хидрофобниот тип. Сепак, повеќето биолошки активни елементи се хидрофилни. Според тоа, нивното слободно движење е тешко.

Пасивен транспорт

Овој вид поместување на соединение се нарекува и дифузија на светлина. Исто така се изведува преку површинскиот апарат на клетката во присуство на градиент и без трошок на АТП. Пасивниот транспорт е побрз од слободниот. Во процесот на зголемување на концентрационата разлика во градиент, доаѓа време кога брзината на движење станува постојана.

Носители

Превозот преку површината на клетката обезбедува посебни молекули. Со помош на овие носители, големите молекули од хидрофилниот тип (амино киселини, особено) минуваат низ концентрациониот градиент . Површинскиот апарат на еукариотската клетка вклучува пасивни носачи за различни јони: K +, Na +, Ca +, Cl-, HCO3-. Овие специјални молекули се високо селективни за транспортираните елементи. Покрај тоа, важен имот е високата брзина на движење. Може да достигне 104 или повеќе молекули во секунда.

Активен транспорт

Се карактеризира со поместување на елементите против градиентот. Молекулите се транспортираат од регион со ниска концентрација во области со повисока концентрација. Ова движење вклучува одредени трошоци за АТП. За извршување на активен транспорт, специфични вектори се вклучени во структурата на површинскиот апарат на животинската клетка. Тие се нарекуваат "пумпа" или "пумпи". Многу од овие носители се карактеризираат со активност на ATPase. Ова значи дека тие се способни за расцепување на аденозин трифосфат и екстракција на енергија за нивните активности. Активен транспорт обезбедува создавање на јонски градиенти.

Цитоза

Овој метод се користи за поместување на честички од различни супстанции или големи молекули. Во текот на процесот на цитоза транспортираниот елемент е опкружен со мембрански везикули. Ако движењето се изведува во кафез, тогаш се нарекува ендоцитоза. Според тоа, спротивната насока се нарекува егзоцитоза. Во некои клетки, елементите одат низ. Овој тип на транспорт се нарекува транцитоза или чист.

Плазмолемма

Структурата на површинскиот апарат на клетката вклучува плазма мембрана формирана претежно од липиди и протеини во сооднос од околу 1: 1. Првиот "сендвич модел" на овој елемент беше предложен во 1935 година. Според теоријата, основа на плазмолемата е формирана од липидните молекули поставени во два слоја (билипиден слој). Тие се претвораат со опашки (хидрофобни површини) едни на други, а надворешни и навнатре - со хидрофилни глави. Овие површини на билипидниот слој ги покриваат протеинските молекули. Овој модел беше потврден во педесеттите години на минатиот век со ултраструктурни студии спроведени со употреба на електронски микроскоп. Особено, беше откриено дека површинскиот апарат на животинска клетка содржи трислојна мембрана. Неговата дебелина е 7.5-11 nm. Таа содржи средно светло и два темни периферни слоеви. Првиот кореспондира со хидрофобниот регион на липидните молекули. Темните области, пак, се континуирани површински слоеви на протеините и хидрофилните глави.

Други теории

Различни електронски микроскопски студии спроведени во доцните 50-ти - раните 60-ти. Се посочува на универзалноста на трислојната мембранска организација. Ова се рефлектираше во теоријата на Џ. Робертсон. Во меѓувреме, до крајот на 60-тите години. Многу акумулирани факти, кои не беа објаснети од аспект на постојниот "сендвич модел". Ова им даде поттик на развојот на нови шеми, меѓу кои и модели базирани на присуство на хидрофобни-хидрофилни врски на протеини и липидни молекули. Една од нив беше теоријата на "липопротеински килим". Во согласност со тоа, мембраната содржи два вида на протеини: интегрални и периферни. Последните се врзани со електростатички интеракции со поларните глави на липидните молекули. Сепак, тие никогаш не формираат континуиран слој. Клучна улога во формирањето на мембраната им припаѓа на глобуларните протеини. Тие се нурнати во него делумно и се нарекуваат полу-интеграл. Движењето на овие протеини се изведува во липидната течна фаза. Ова обезбедува лабилност и динамичност на целиот мембрански систем. Во моментов, овој модел се смета за најчест.

Липиди

Клучните физико-хемиски карактеристики на мембраната се обезбедени од слој претставен со елементи - фосфолипиди, кои се состојат од неполярен (хидрофобен) опаш и поларна (хидрофилна) глава. Најчести од овие се фосфоглицеридите и сфинголипидите. Вториот главно се концентрирани во надворешниот монослој. Тие имаат врска со олигосахаридните синџири. Поради фактот што врските се протегаат надвор од надворешниот дел на плазмолемата, таа добива асиметрична форма. Гликолипидите играат важна улога во реализацијата на рецепторската функција на површинскиот уред. Повеќето мембрани исто така содржат холестерол (холестерол) - стероиден липид. Нејзината количина е различна, што во голема мера ја одредува флуидноста на мембраната. Колку е поголем холестеролот, толку е поголем. Нивото на ликвидност, исто така, зависи од односот на незаситени и заситени остатоци од масни киселини. Колку повеќе од нив, толку е поголемо. Течноста влијае на активноста на ензимите во мембраната.

Протеини

Липидите главно ги одредуваат бариерните својства. Протеините, за разлика од нив, придонесуваат за исполнување на клучните функции на клетката. Особено, станува збор за регулиран транспорт на соединенија, регулирање на метаболизмот, приемот и така натаму. Молекулите на протеините се дистрибуираат во липидниот двослоен мозаик. Тие можат да се движат во дебелина. Ова движење е контролирано, најверојатно, од самата клетка. Микрофиламентите се вклучени во механизмот на движење. Тие се прикачуваат на индивидуалните интегрални протеини. Мембранските елементи се разликуваат во зависност од нивната локација во однос на билипидниот слој. Затоа, протеините можат да бидат периферни и интегрални. Првите се локализирани надвор од слојот. Тие имаат слаба врска со површината на мембраната. Интегралните протеини се целосно нурнати во него. Тие имаат силна врска со липидите и не се ослободуваат од мембраната без оштетување на билипидниот слој. Протеините кои се провлекуваат преку нив се нарекуваат трансмембрански. Интеракцијата помеѓу протеинските молекули и липидите од различна природа ја осигурува стабилноста на плазмалемма.

Гликокаликс

Липопротеините имаат странични синџири. Олигосахаридните молекули можат да се врзат за липиди и да формираат гликолипиди. Нивните јагленохидратни делови заедно со слични елементи на гликопротеините даваат негативен полнеж на клеточната површина и ја формираат основата на гликокаликсот. Таа е претставена со лабав слој со електронски умерен густина. Гликокаликс го покрива надворешниот дел на плазмолемата. Неговите јагленохидратни локации го промовираат препознавањето на соседните клетки и супстанцијата меѓу нив, а исто така и со нив обезбедуваат лепливи врски. Во гликокаликсот постојат и рецептори на хормони и гитокомпатибилност, ензими.

Напредно

Мембранските рецептори се претставени главно од гликопротеини. Тие имаат способност да воспостават високо специфични врски со лиганди. Рецепторите присутни во мембраната, исто така, можат да го регулираат движењето на некои молекули во клетката, пропустливоста на плазмалемма. Тие можат да ги претворат сигналите на надворешната средина во внатрешните, да ги поврзат елементите на меѓуклеточната матрица и цитоскелетот. Некои истражувачи веруваат дека составот на гликокаликсот исто така вклучува и полуинтегрирани протеински молекули. Нивните функционални области се наоѓаат во супермарбелниот регион на површинскиот клеточен апарат.