ЭтикетПриродаПсихологияИменаСтихиЗагадкиЁжефоткиЕщё ▾
РассказыБессмыслицыХозяюшкаЗдоровье

Мембраны клеток

 ← Поделиться

Если можно было бы клетку, как заводную игрушку, разобрать на составные части и разложить их на столе, то больше всего места заняли бы мембраны (от латинского слова membrana — перепонка) — тоненькие, около 10 нм в толщину, белково-липидные пленки, разделяющие в клетке разные отсеки и покрывающие ее снаружи. В шестиграммовой печени мыши, например, умещается несколько квадратных метров мембран! Роль мембран в жизни клетки исключительно важна. В чем же она заключается? Расскажем об этом на примере животной клетки.

Ядро ее отделено от остальной цитоплазмы двумя мембранами. Как и в других случаях, мембрана играет здесь двоякую роль. Она отгораживает ядерное пространство, не допуская проникновения туда других органоидов клетки и очень больших молекул белков. В то же время в ядро легко проникают низкомолекулярные вещества, а также многие белки, в первую очередь ядерные, которые синтезируются в цитоплазме, а функционируют в ядре. В обратном направлении ядерная оболочка должна пропускать через себя РНК и другие вещества, которые синтезируются в ядре и направляются в цитоплазму для управления различными химическими реакциями. Как ядерные мембраны это делают, не совсем еще ясно. В электронный микроскоп в ядерной мембране видны отверстия 40–100 нм, закрытые сложно устроенными крышечками, которые состоят из белков. Вся структура называется ядерной порой. Вероятно, эти поры и пропускают различные молекулы из ядра в цитоплазму и обратно.

Внешняя мембрана ядер непрерывно переходит в мембранную эндоплазматическую сеть — разветвленную систему замкнутых мешочков и канальцев. На внешней стороне этих мембран методом электронной микроскопии обнаружили целый ковер частичек размером около 20–25 нм. Такие мембраны называются шероховатыми в противоположность гладким участкам мембранной сети, на которых частичек нет. Частички эти — рибосомы — место синтеза белков. У большинства клеток поэтому синтез белка происходит преимущественно на поверхности шероховатой эндоплазматической сети. На мембранах этой сети происходит образование и второго важнейшего составляющего мембран — липидов. Здесь же оба компонента собираются в блоки, из которых потом строятся различные клеточные мембраны. Однако, прежде чем попасть на место назначения, продукция эндоплазматической сети накапливается и «дорабатывается» в аппарате Гольджи.

Замечательны мембраны митохондрий, снабжающих клетку энергией. Как и ядро, митохондрии окружены двумя мембранами. Во внутреннюю вмонтированы фрагменты так называемой дыхательной цепи — главной системы превращения энергии. Выработанная энергия запасается тоже на мембранах в виде разности потенциалов. При этом возникает электрическое поле напряженностью 200 тыс. В/см, как в современных ускорителях! Но, вероятно, главную роль в клетке играет наружная мембрана, которая покрывает всю поверхность клетки, так называемая плазматическая. Она устроена очень сложно.

В клетке постоянно идет множество химических реакций. Одни их продукты используются внутри клетки, а другие выводятся наружу. Именно плазматическая мембрана различает эти продукты. Кроме того, чтобы химические реакции в клетках не останавливались, требуется приток все новых и новых веществ. Пропускает их в клетку та же мембрана, четко отличая нужные вещества от ненужных. Но дело не только в том, чтобы отличить нужные вещества, а и в том, чтобы «заставить» их идти в клетку, где их и без того больше, чем снаружи. Для этого необходимо затратить энергию. Клеточная мембрана способна осуществлять такой активный перенос.

Важно не только обеспечить клетку необходимыми веществами, но и создать подходящие условия для их превращений. Если плазматическая мембрана хоть на мгновение исчезнет, клетка останется не защищенной от воздействия внешней среды и большинство химических реакций в ней остановится. Это произойдет потому, что солевой состав наружной среды отличается от внутриклеточного. Так, в клетке ионов калия в сотни раз больше, а ионов натрия в сотни раз меньше, чем снаружи. «Выкачивает» натрий и «накачивает» калий с помощью ферментов и с затратой энергии АТФ тоже плазматическая мембрана.

Чтобы многоклеточный организм нормально функционировал, каждая его клетка должна воспринимать и выполнять общие приказы. Такие приказы могут поступать, например, в виде молекул гормонов. Многие гормоны улавливаются специальными белками — рецепторами клеточной мембраны, и от них уже передаются внутрь клеток соответствующие команды.

Существование любого многоклеточного организма зависит от способности клеточных мембран «узнавать» другие клетки, соединяться с их поверхностью и образовывать упорядоченные структуры — ткани и органы. Если клетки соединяются беспорядочно, разрастаются во все стороны, то возникают опухоли. Наконец, вдоль плазматических мембран нервных клеток и их отростков передаются сигналы в мозг и из мозга.

Схема строения клеточной мембраны.Схема строения клеточной мембраны. Основу ее составляют 2 слоя фосфолнпидов с жирными «хвостами». Среди них плавают белки, некоторые из них (гликопротеиды) несут углеводные цепи.
↑ Наверх