ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Типы биологических мембран из "Структура и функции мембран" Плазматическая мембрана, или плазмалемма, среди различных клеточных мембран занимает особое место. Это поверхностная периферическая структура ограничивает клетку снаружи, что обусловливает ее непосредственную связь с внеклеточной средой. Она является единственной структурой, которая обеспечивает выбор веществ, а также скорость и направленность их перемещения в клетку и из нее. Плазматическая мембрана первой контактирует с питательными, ядовитыми и лекарственными веществами, гормонами, медиаторами, а также другими соединениями и, взаимодействуя с ними, четко их классифицирует. [c.10] У бактерий, как и у животных клеток, плазматическая мембрана обладает свойством избирательной проницаемости и, таким образом, может повышать концентрацию веществ в клетке, увеличивая осмотическое давление до 20 10 кПа (20 атм). Плазмалемма одна не могла бы выдержать такое давление, не опираясь на клеточную стенку. Поэтому, если удалить стенку, в гипертон ических растворах мембрана со временем разрывается. Если резко понизить концентрацию раствора, в котором находятся протопласты, клетки лопаются и их содержимое вытекает раствор, причем плазматическая мембрана остается в виде пустого мешка . Это наблюдение и легло в основу метода получения плазматических мембран бактерий. В отличие от протопласта, термин сферопласт применяется для бактериальных клеток с частично разрушенной клеточной стенкой. [c.11] Плазматическая мембрана бактерий участвует в процессах окисления, а ее складчатые уч стктл — мезосомы — обеспечивают специализированные процессы обмена веществ и репликации ДНК. В определенных участках плазматические мембраны фотосинтезирующих бактерий образуют складки, содержат хлорофиллы и каротины и называются хроматофорами диаметр их достигает 100 нм. [c.11] Эукариоты. Плазматическая мембрана клеток животных на электронно-микроскопических микрофотографиях имеет вид также трехслойной с груктуры толщиной 8 нм (см. рис. 2). Ее складки часто впячиваются в цитоплазму, создавая прямые каналы, связывающие внеклеточное и перинуклеарное пространство, образуют Г-систему, имеющую важное значение в инициации сокращения мышечной клетки. В некоторых клетках плазматическая мембрана образует микроворсинки, везикулы, что приводит к увеличению клеточной поверхности, образованию контактов между клетками, а также увеличению внутриклеточ ных мембранных поверхностей за счет пино- и фагоцитарных пузырьков. [c.11] Изучм1ие физико-химических свойств изолированных стенок растительных клеток показало, что эти структуры способны к многократной адсорбции и десорбции ионов. [c.12] На основании полученных данных была высказана гипотеза о выполнении этими структурами роли своеобразного ионообменного резерва клетки, функционирование которого осуществляется в тесной связи с плазмалеммой. Клеточная стенка формируется при участии плазмалеммы. Оболочка состоит из двух компонентов аморфного пластичного гелеобразного матрикса с высоким содержанием воды и опорной фибриллярной системы. Эти компоненты обеспечивают прочность и эластичность оболочки, а также обусловливают оптическую и механическую анизотропию. [c.13] В состав матрикса входят гемицеллюлоза и пектиновые вещества. Процесс образования матрикса клеточной оболочки хорошо наблюдать у растений при клеточном делении. Клеточная оболочка закладывается как диафрагма, перпендикулярная митотическому веретену, между двумя телофазными ядрами. Она появляется в экваториальной плоскости веретена в виде перегородки, не соприкасающейся с клеточной оболочкой, ее называют клеточной пластинкой. [c.13] Клеточная пластинка образуется в результате слияния капель, видимых под световым микроскопом. Она, растет центробежно до тех пор, пока не достигнет продольных стенок материнской клетки. На электронных микрофотографиях можно видеть, что предшественниками этих капель являются субмикроскопические пузырьки Гольджи диаметром менее 100 нм. Они сливаются в экваториальной плоскости. Между пузырьками видны тяжи эндоплаз-матической сети, которые в дальнейшем, по-видимому, могут обеспечивать прямой контакт между двумя дочерними клетками, образуя систему плазмодесм, пронизывающих клеточную оболочку. [c.13] Когда края клеточной пластинки достигают продольных клеточных стенок, две клетки оказываются разделенными так называемой срединной пластинкой — будущей клеточной оболочкой. С этого момента пластинка начинает утолщаться путем присоединения с обеих сторон новых пузырьков. Вследствие такого типа роста поверхность молодой клеточной оболочки становится бугристой. Центральная часть пузырьков, образующих срединную пластинку, характеризуется высокой концентрацией уронидов и пектиновой кислоты. [c.13] Вторым компонентом клеточной оболочки являются опорные фибриллы, состоящие из целлюлозы. Они синтезируются в матриксе снаружи от плазмалеммы. Синтез целлюлозы в матриксе катализирует плазмалемма. [c.13] Цитоплазматические мембраны. Применение электронных микроскопов в исследованиях клеточных структур привело к обнаружению целого ряда мембранных структур, расположенных внутри клетки. Правда, не только электронно-микроскопические исследования, но и биохимические привели к идентификации отдельных типов внутриклеточных мембран. Так было с лизосомальными мембранами. Лизосомы, клеточные структуры, достигающие в диаметре до 3 мкм, хорошо видны и в световом микроскопе. Но только применение дифференциального центрифугирования в сочетании с тонким энзимологическим анализом дало возможность идентифицировать их как индивидуальные мембранные структуры. Можно сказать, что лизосомы являются первыми субклеточными структурами, открытыми не морфологическими, а биохимическими методами. [c.14] В настоящее время известен целый ряд типов цитоплазматических мембран. [c.14] Эн д о пл аз м ат ический ретикулум (ЭР). Цитозоль клетки — жидкая субстанция цитоплазмы—пронизана большим количеством мембранных структур, образующих сеть трубочек, пузырьков, цистерн. Эти мембраны, называемые эидоплазматическим ретикулумом, являются структурами, которые разделяют жидкие фазы клеточного содержимого на отдельные компартменты, а также структурируют белки-ферменты. Эти мембраны являются одними из главных элементов организации метаболических процессов. [c.14] Комплекс Гольджи состоит из группы плоских вакуолеобразных цистерн (диктиосом) и системы сферических пузырьков разного размера, образованных мембранами. Вся структура носит полярный характер. Существует проксимальный, или формирующий, полюс, где образуются новые цистерны, и дистальный, или секретирующий, полюс, где происходит фрагментация цистерн с образованием пузырьков. Мембраны комплекса Гольджи могут быть перфорированы, причем отверстия располагаются либо только по периферии, либо покрывают три четверти всей поверхности цистерн и даже более. [c.16] В комплексе Гольджи имеется своего рода градиент , идущий от одного его конца к другому, вдоль которого наблюдаются изменения как в строении мембран, так и в синтезе и сборке различных веществ. При выделении комплекса Гольджи существуют определенные методические трудности. При гомогенизации гладкие липопротеидные мембраны Гольджи разрушаются и попадают в микросом-ную фракцию. [c.16] Для выделения этого типа мембран применяют разные методы. В частности, существуют методы, связанные с использованием различных реагентов, причем некоторые из них, например глютаральдегид, по-видимому, в известной мере стабилизируют структуру системы. Однако этот реагент может и видоизменять некоторые клеточные структуры. Другие методы основаны на индукции синтеза липидов с низкой электронной плотностью, которые способствуют выделению структуры комплекса Гольджи и одновременно служат его маркерами. В целом современные методы дают возможность получать фракции, обогащенные компонентами комплекса Гольджи. [c.16] В характере мембран Гольджи существуют значительные различия, о чем свидетельствует то, что именно на их поверхности протекают биохимические реакции, результатом которых является одновременная выработка нескольких разных продуктов секреции. Среди данных, свидетельствующих об изменениях свойств этих мембран, следует привести наблюдения, показавшие ослабление осмиофиль-ности цистерн в направлении от проксимального конца к дистальному. [c.17] На некоторых препаратах при помощи особых фиксаторов, содержащих перманганаты, можно продемонстрировать различия в содержимом цистерн. В ряде случаев локальная дифференцировка мембран достигает такой высокой степени, что включения одного типа обнаруживаются в пузырьках другого типа. Сравнительно недавно стали применять метод импрегнации, включающий реакцию 0з04 с йодидом цинка. Этот метод позволяет проводить различия между некоторыми мембранными системами цитоплазмы высказывалось мнение, что он может оказаться полезным для распознавания мембран комплекса Гольджи, выделенных из разных тканей. [c.17] Мембраны комплекса Гольджи обеспечивают депонирование модификацию, упаковку и транспортировку секрета, участвуют в синтезе и транспортировке гликопротеидов и липопротеидов. в синтезе лизосом. [c.17] Вернуться к основной статье