غشاء الخلية. وظائف غشاء الخلية. هيكل غشاء الخلية. الخلية وغشاء الخلية

محدد ( حاجز) - محتويات الخلية منفصلة عن بيئة خارجية;

تنظيم التبادل بين الخلية والبيئة؛

قم بتقسيم الخلايا إلى حجيرات، أو حجيرات، مصممة لمسارات استقلابية متخصصة معينة ( فصل);

إنه موقع بعض التفاعلات الكيميائية (التفاعلات الضوئية لعملية التمثيل الضوئي في البلاستيدات الخضراء، الفسفرة التأكسدية أثناء التنفس في الميتوكوندريا)؛

توفير التواصل بين الخلايا في أنسجة الكائنات متعددة الخلايا؛

ينقل- ينفذ النقل عبر الغشاء.

مستقبل- هي موقع توطين مواقع المستقبلات التي تتعرف على المحفزات الخارجية.

نقل الموادمن خلال الغشاء هي إحدى الوظائف الرئيسية للغشاء، والتي تضمن تبادل المواد بين الخلية والبيئة الخارجية. اعتمادا على تكاليف الطاقة لنقل المواد، هناك:

النقل السلبي، أو الانتشار الميسر؛

النقل النشط (الانتقائي) بمشاركة ATP والإنزيمات.

النقل في التعبئة والتغليف الغشائي. هناك الالتقام الخلوي (داخل الخلية) والإخراج الخلوي (خارج الخلية) - وهي آليات تنقل الجزيئات الكبيرة والجزيئات الكبيرة عبر الغشاء. أثناء الالتقام الخلوي، يشكل الغشاء البلازمي غزوًا، وتندمج حوافه، ويتم ربط الحويصلة في السيتوبلازم. يتم تحديد الحويصلة من السيتوبلازم بواسطة غشاء واحد، وهو جزء من الغشاء السيتوبلازمي الخارجي. يُميّز بين البلعمة والاحتساء. البلعمة هي امتصاص الجزيئات الكبيرة، الصلبة إلى حد ما. على سبيل المثال، بلعمة الخلايا الليمفاوية، والأوالي، وما إلى ذلك. عملية احتساء الخلايا هي عملية التقاط وامتصاص القطرات السائلة مع المواد المذابة فيها.

Exocytosis هو عملية إزالة المواد المختلفة من الخلية. أثناء عملية الاستئصال الخلوي، يندمج غشاء الحويصلة أو الفجوة مع الغشاء السيتوبلازمي الخارجي. تتم إزالة محتويات الحويصلة من سطح الخلية، ويتم تضمين الغشاء في الغشاء السيتوبلازمي الخارجي.

في الصميم سلبينقل الجزيئات غير المشحونة هو الفرق بين تركيزات الهيدروجين والشحنات، أي. التدرج الكهروكيميائي. ستنتقل المواد من منطقة ذات تدرج أعلى إلى منطقة ذات تدرج أقل. تعتمد سرعة النقل على اختلاف التدرج.

الانتشار البسيط هو نقل المواد مباشرة عبر طبقة الدهون الثنائية. من خصائص الغازات أنها جزيئات قطبية غير قطبية أو صغيرة غير مشحونة، قابلة للذوبان في الدهون. يخترق الماء بسرعة من خلال الطبقة الثنائية، لأن. جزيئه صغير ومحايد كهربائيا. يسمى انتشار الماء عبر الأغشية بالتناضح.

الانتشار عبر قنوات الغشاء هو نقل الجزيئات والأيونات المشحونة (Na، K، Ca، Cl) التي تخترق الغشاء بسبب وجود بروتينات خاصة تشكل القناة والتي تشكل مسام الماء.

الانتشار الميسر هو نقل المواد بمساعدة بروتينات النقل الخاصة. كل بروتين مسؤول عن جزيء محدد بدقة أو مجموعة من الجزيئات المرتبطة به، ويتفاعل معه ويتحرك عبر الغشاء. على سبيل المثال، السكريات والأحماض الأمينية والنيوكليوتيدات والجزيئات القطبية الأخرى.

النقل النشطيتم تنفيذها بواسطة البروتينات الحاملة (ATPase) ضد التدرج الكهروكيميائي، مع استهلاك الطاقة. مصدرها هو جزيئات ATP. على سبيل المثال، مضخة الصوديوم والبوتاسيوم.

تركيز البوتاسيوم داخل الخلية أعلى بكثير منه خارجها، والصوديوم - والعكس صحيح. ولذلك، تنتشر كاتيونات البوتاسيوم والصوديوم بشكل سلبي على طول تدرج التركيز من خلال مسام الماء في الغشاء. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن نفاذية الغشاء لأيونات البوتاسيوم أعلى من نفاذية أيونات الصوديوم. وبناءً على ذلك، ينتشر البوتاسيوم خارج الخلية بشكل أسرع من انتشار الصوديوم داخل الخلية. ومع ذلك، من أجل الأداء الطبيعي للخلية، هناك حاجة إلى نسبة معينة من 3 أيونات البوتاسيوم و 2 أيونات الصوديوم. لذلك، توجد مضخة صوديوم وبوتاسيوم في الغشاء، والتي تضخ بشكل فعال الصوديوم خارج الخلية، والبوتاسيوم إلى داخل الخلية. هذه المضخة عبارة عن بروتين غشائي قادر على إعادة الترتيب المطابق. ولذلك، فإنه يمكن أن يعلق على نفسه أيونات البوتاسيوم وأيونات الصوديوم (مضاد). العملية كثيفة الاستهلاك للطاقة:

مع داخلتدخل أيونات الصوديوم وجزيء ATP إلى بروتين المضخة وأيونات البوتاسيوم من الخارج.

تتحد أيونات الصوديوم مع جزيء البروتين، ويكتسب البروتين نشاط ATPase، أي. القدرة على التسبب في التحلل المائي ATP، والذي يصاحبه إطلاق الطاقة التي تحرك المضخة.

يرتبط الفوسفات المنطلق أثناء التحلل المائي ATP بالبروتين، أي. فسفوريلات البروتين.

تؤدي الفسفرة إلى حدوث تغيرات تكوينية في البروتين، حيث يصبح غير قادر على الاحتفاظ بأيونات الصوديوم. يتم إطلاق سراحهم ويخرجون من الزنزانة.

يعزز الشكل الجديد للبروتين إضافة أيونات البوتاسيوم إليه.

تؤدي إضافة أيونات البوتاسيوم إلى نزع فسفرة البروتين. يغير شكله مرة أخرى.

يؤدي التغير في تكوين البروتين إلى إطلاق أيونات البوتاسيوم داخل الخلية.

يصبح البروتين جاهزًا مرة أخرى لربط أيونات الصوديوم بنفسه.

في دورة تشغيل واحدة، تضخ المضخة 3 أيونات صوديوم إلى خارج الخلية وتضخ 2 أيونات بوتاسيوم.

السيتوبلازم- مكون إلزامي للخلية، محصور بين الجهاز السطحي للخلية والنواة. وهو مجمع هيكلي معقد غير متجانس يتكون من:

الهيالوبلازم

العضيات (المكونات الدائمة للسيتوبلازم)

الادراج - المكونات المؤقتة للسيتوبلازم.

مصفوفة السيتوبلازم(الهيالوبلازم) هو المحتويات الداخلية للخلية - وهو محلول غرواني عديم اللون وسميك وشفاف. تقوم مكونات المصفوفة السيتوبلازمية بعمليات التخليق الحيوي في الخلية، وتحتوي على الإنزيمات اللازمة لتكوين الطاقة، ويرجع ذلك أساسًا إلى تحلل السكر اللاهوائي.

الخصائص الأساسية للمصفوفة السيتوبلازمية.

يحدد الخصائص الغروية للخلية. جنبا إلى جنب مع الأغشية داخل الخلايا للنظام الفراغي، يمكن اعتباره نظامًا غروانيًا غير متجانس للغاية أو متعدد الأطوار.

إنه يوفر تغييراً في لزوجة السيتوبلازم، والانتقال من هلام (أكثر سمكا) إلى محلول ملحي (أكثر سيولة)، والذي يحدث تحت تأثير العوامل الخارجية والداخلية.

يوفر التدوير والحركة الأميبية وانقسام الخلايا وحركة الصبغة في الكروماتوفور.

يحدد قطبية موقع المكونات داخل الخلايا.

يوفر الخصائص الميكانيكية للخلايا - المرونة والقدرة على الاندماج والصلابة.

العضيات- هياكل خلوية دائمة تضمن أداء الخلية لوظائف محددة. اعتمادًا على ميزات الهيكل ، هناك:

العضيات الغشائية - لها بنية غشائية. يمكن أن تكون ذات غشاء واحد (ER، جهاز جولجي، الجسيمات الحالة، فجوات الخلايا النباتية). غشاء مزدوج (الميتوكوندريا، البلاستيدات، النواة).

العضيات غير الغشائية - لا تحتوي على بنية غشائية (الكروموسومات، الريبوسومات، مركز الخلية، الهيكل الخلوي).

عضيات ذات أغراض عامة - مميزة لجميع الخلايا: النواة، الميتوكوندريا، مركز الخلية، جهاز جولجي، الريبوسومات، ER، الجسيمات الحالة. إذا كانت العضيات مميزة لأنواع معينة من الخلايا، فإنها تسمى عضيات خاصة (على سبيل المثال، اللييفات العضلية التي تتعاقد مع الألياف العضلية).

الشبكة الأندوبلازمية- بنية واحدة متواصلة، يشكل غشاؤها العديد من الغزوات والطيات التي تشبه الأنابيب والفجوات الدقيقة والصهاريج الكبيرة. ترتبط أغشية EPS، من ناحية، بالغشاء السيتوبلازمي الخلوي، ومن ناحية أخرى، بالقشرة الخارجية للغشاء النووي.

هناك نوعان من EPS - خشن وسلس.

في ER الخام أو الحبيبي، ترتبط الصهاريج والأنابيب بالريبوسومات. هو الجانب الخارجي للغشاء، ولا يوجد أي اتصال مع الريبوسومات في EPS أملس أو حبيبي. هذا هو داخل الغشاء.

غشاء الخليةويسمى أيضًا غشاء البلازما (أو السيتوبلازم) والغشاء البلازمي. لا يفصل هذا الهيكل المحتويات الداخلية للخلية عن البيئة الخارجية فحسب، بل يدخل أيضًا في تكوين معظم عضيات الخلية والنواة، ويفصلها بدوره عن الهيالوبلازم (السيتوسول) - الجزء السائل اللزج من السيتوبلازم. دعونا نتفق على الدعوة تذكر الذكرياتالذي يفصل محتويات الخلية عن البيئة الخارجية. تشير المصطلحات المتبقية إلى جميع الأغشية.

أساس بنية غشاء الخلية (البيولوجي) هو طبقة مزدوجة من الدهون (الدهون). يرتبط تكوين مثل هذه الطبقة بخصائص جزيئاتها. الدهون لا تذوب في الماء، ولكنها تتكثف فيه بطريقتها الخاصة. جزء واحد من جزيء دهني واحد هو رأس قطبي (ينجذب للماء، أي محب للماء)، والآخر عبارة عن زوج من الذيول الطويلة غير القطبية (هذا الجزء من الجزيء يتنافر مع الماء، أي كاره للماء). . هذا الهيكل للجزيئات يجعلها "تخفي" ذيولها من الماء وتدير رؤوسها القطبية نحو الماء.

ونتيجة لذلك، يتم تشكيل طبقة ثنائية الدهون، حيث تكون الذيول غير القطبية في الداخل (تواجه بعضها البعض)، والرؤوس القطبية تواجه الخارج (إلى البيئة الخارجية والسيتوبلازم). سطح هذا الغشاء محب للماء، ولكن بداخله كاره للماء.

في أغشية الخلايا، تسود الدهون الفوسفاتية بين الدهون (وهي دهون معقدة). تحتوي رؤوسهم على بقايا حمض الفوسفوريك. بالإضافة إلى الدهون الفوسفاتية، هناك الدهون السكرية (الدهون + الكربوهيدرات) والكوليسترول (ينتمي إلى الستيرول). هذا الأخير يعطي صلابة الغشاء، حيث يقع في سمكه بين ذيول الدهون المتبقية (الكوليسترول كاره للماء تمامًا).

بسبب التفاعل الكهروستاتيكي، ترتبط بعض جزيئات البروتين بالرؤوس المشحونة للدهون، والتي تصبح بروتينات غشائية سطحية. تتفاعل بروتينات أخرى مع ذيول غير قطبية، وتغوص جزئيًا في الطبقة الثنائية، أو تخترقها من خلالها.

هكذا، غشاء الخليةيتكون من طبقة مزدوجة من الدهون والبروتينات السطحية (المحيطية) والمغمورة (شبه المتكاملة) والبروتينات المخترقة (المتكاملة). بالإضافة إلى ذلك، ترتبط بعض البروتينات والدهون الموجودة على السطح الخارجي للغشاء بسلاسل الكربوهيدرات.

هذا نموذج الفسيفساء السائلة لهيكل الغشاءتم طرحه في السبعينيات من القرن العشرين. قبل ذلك، تم افتراض نموذج شطيرة للهيكل، والذي بموجبه توجد طبقة ثنائية الدهون في الداخل، وفي الداخل والخارج يتم تغطية الغشاء بطبقات مستمرة من البروتينات السطحية. ومع ذلك، فإن تراكم البيانات التجريبية دحض هذه الفرضية.

سمك الأغشية خلايا مختلفةحوالي 8 نانومتر. تختلف الأغشية (حتى الجوانب المختلفة لأحدها) عن بعضها البعض نسبة مئوية أنواع مختلفةالدهون والبروتينات والنشاط الأنزيمي، وما إلى ذلك. بعض الأغشية أكثر سيولة وأكثر نفاذية، والبعض الآخر أكثر كثافة.

تندمج الفواصل الموجودة في غشاء الخلية بسهولة بسبب الخصائص الفيزيائية والكيميائية لطبقة الدهون الثنائية. في مستوى الغشاء، تتحرك الدهون والبروتينات (ما لم يتم تثبيتها بواسطة الهيكل الخلوي).

وظائف غشاء الخلية

تؤدي معظم البروتينات المغمورة في غشاء الخلية وظيفة إنزيمية (وهي إنزيمات). في كثير من الأحيان (خاصة في أغشية عضيات الخلية) يتم ترتيب الإنزيمات بتسلسل معين بحيث تنتقل منتجات التفاعل المحفزة بواسطة إنزيم واحد إلى الثاني، ثم الثالث، وما إلى ذلك. ويتم تشكيل ناقل يعمل على تثبيت البروتينات السطحية، لأنها لا السماح للإنزيمات بالسباحة على طول طبقة الدهون الثنائية.

يؤدي غشاء الخلية وظيفة تحديد (حاجز) من البيئة وفي نفس الوقت وظيفة النقل. ويمكن القول أن هذا هو غرضها الأهم. يحافظ الغشاء السيتوبلازمي، الذي يتمتع بالقوة والنفاذية الانتقائية، على ثبات التركيب الداخلي للخلية (توازنها وسلامتها).

في هذه الحالة، يحدث نقل المواد طرق مختلفة. يتضمن النقل على طول تدرج التركيز حركة المواد من منطقة ذات تركيز أعلى إلى منطقة ذات تركيز أقل (الانتشار). لذلك، على سبيل المثال، تنتشر الغازات (CO 2، O 2).

هناك أيضًا نقل ضد تدرج التركيز، ولكن مع إنفاق الطاقة.

النقل سلبي وخفيف الوزن (عندما يساعده أحد الناقلين). من الممكن الانتشار السلبي عبر غشاء الخلية للمواد القابلة للذوبان في الدهون.

هناك بروتينات خاصة تجعل الأغشية نفاذية للسكريات والمواد الأخرى القابلة للذوبان في الماء. ترتبط هذه الناقلات بالجزيئات المنقولة وتسحبها عبر الغشاء. هذه هي الطريقة التي يتم بها نقل الجلوكوز إلى خلايا الدم الحمراء.

يمكن للبروتينات الممتدة، عند دمجها، أن تشكل مسامًا لحركة مواد معينة عبر الغشاء. لا تتحرك هذه الناقلات، ولكنها تشكل قناة في الغشاء وتعمل بشكل مشابه للإنزيمات، وتربط مادة معينة. يتم النقل بسبب التغيير في تكوين البروتين، والذي يتم من خلاله تشكيل القنوات في الغشاء. ومن الأمثلة على ذلك مضخة الصوديوم والبوتاسيوم.

يتم أيضًا تحقيق وظيفة النقل لغشاء الخلية حقيقية النواة من خلال الالتقام الخلوي (وإخراج الخلايا).وبفضل هذه الآليات، تدخل جزيئات كبيرة من البوليمرات الحيوية، وحتى الخلايا الكاملة، إلى الخلية (وتخرج منها). إن الاستئصال الداخلي والإخراج ليسا من سمات جميع الخلايا حقيقية النواة (لا تمتلكها بدائيات النوى على الإطلاق). لذلك لوحظ الالتقام الخلوي في الأوليات واللافقاريات السفلية. في الثدييات، تمتص الكريات البيض والبلاعم المواد الضارة والبكتيريا، أي أن الالتقام يؤدي وظيفة وقائية للجسم.

ينقسم الالتقام إلى البلعمة(السيتوبلازم يغلف الجزيئات الكبيرة) و احتساء الخلايا(التقاط القطرات السائلة مع المواد المذابة فيها). آلية هذه العمليات هي نفسها تقريبًا. المواد الممتصة الموجودة على سطح الخلية محاطة بغشاء. يتم تشكيل حويصلة (بلعمية أو بينوسية)، والتي تنتقل بعد ذلك إلى داخل الخلية.

Exocytosis هو إزالة المواد من الخلية عن طريق الغشاء السيتوبلازمي (الهرمونات والسكريات والبروتينات والدهون وما إلى ذلك). وتوضع هذه المواد في حويصلات غشائية تتلاءم مع غشاء الخلية. يندمج كلا الغشاءين وتكون المحتويات خارج الخلية.

يؤدي الغشاء السيتوبلازمي وظيفة المستقبل.للقيام بذلك، يوجد على جانبه الخارجي هياكل يمكنها التعرف على المحفز الكيميائي أو الفيزيائي. ترتبط بعض البروتينات التي تخترق البلازما من الخارج بسلاسل عديد السكاريد (تشكل البروتينات السكرية). هذه هي مستقبلات جزيئية غريبة تلتقط الهرمونات. عندما يرتبط هرمون معين بمستقبله، فإنه يغير بنيته. وهذا بدوره يؤدي إلى تفعيل آلية الاستجابة الخلوية. وفي الوقت نفسه، يمكن أن تنفتح القنوات، ويمكن أن تبدأ مواد معينة في دخول الخلية أو إزالتها منها.

تمت دراسة وظيفة المستقبلات لأغشية الخلايا جيدًا بناءً على عمل هرمون الأنسولين. عندما يرتبط الأنسولين بمستقبل البروتين السكري الخاص به، يتم تنشيط الجزء التحفيزي داخل الخلايا من هذا البروتين (إنزيم أدينيلات سيكلاز). يقوم الإنزيم بتصنيع AMP الحلقي من ATP. إنه ينشط بالفعل أو يثبط إنزيمات التمثيل الغذائي الخلوي المختلفة.

تتضمن الوظيفة المستقبلة للغشاء السيتوبلازمي أيضًا التعرف على الخلايا المجاورة من نفس النوع. ترتبط هذه الخلايا ببعضها البعض عن طريق جهات اتصال مختلفة بين الخلايا.

في الأنسجة، بمساعدة الاتصالات بين الخلايا، يمكن للخلايا تبادل المعلومات مع بعضها البعض باستخدام مواد مركبة خصيصًا ذات وزن جزيئي منخفض. أحد الأمثلة على هذا التفاعل هو تثبيط الاتصال، عندما تتوقف الخلايا عن النمو بعد تلقي معلومات تفيد بأن المساحة الحرة مشغولة.

الاتصالات بين الخلايا بسيطة (أغشية الخلايا المختلفة متجاورة مع بعضها البعض) ، والقفل (غزو غشاء خلية إلى أخرى) ، والديسموسومات (عندما تكون الأغشية متصلة بحزم من الألياف المستعرضة التي تخترق السيتوبلازم). بالإضافة إلى ذلك، هناك نوع مختلف من الاتصالات بين الخلايا بسبب الوسطاء (الوسطاء) - المشابك العصبية. فيها، تنتقل الإشارة ليس فقط عن طريق المواد الكيميائية، ولكن أيضا كهربائيا. تقوم المشابك العصبية بنقل الإشارات فيما بينها الخلايا العصبيةوكذلك من العصب إلى العضلات.

تتكون جميع الكائنات الحية على الأرض من خلايا، وكل خلية محاطة بغلاف واقي - غشاء. إلا أن وظائف الغشاء لا تقتصر على حماية العضيات وفصل خلية عن أخرى. غشاء الخلية هو آلية معقدةوتشارك بشكل مباشر في التكاثر والتجديد والتغذية والتنفس والعديد من الوظائف المهمة الأخرى للخلية.

تم استخدام مصطلح "غشاء الخلية" منذ حوالي مائة عام. كلمة "غشاء" في الترجمة من اللاتينية تعني "فيلم". ولكن في حالة غشاء الخلية، سيكون من الأصح الحديث عن مزيج من فيلمين مترابطين بطريقة معينة، علاوة على ذلك، فإن الجوانب المختلفة لهذه الأفلام لها خصائص مختلفة.

غشاء الخلية (cytolemma،plasmlemma) عبارة عن غلاف مكون من ثلاث طبقات من البروتين الدهني (البروتين الدهني) الذي يفصل كل خلية عن الخلايا المجاورة والبيئة، ويقوم بإجراء تبادل متحكم فيه بين الخلايا والبيئة.

ليس من الأهمية الحاسمة في هذا التعريف أن غشاء الخلية يفصل خلية عن أخرى، بل أنه يضمن تفاعلها مع الخلايا الأخرى والبيئة. الغشاء عبارة عن بنية نشطة للغاية تعمل باستمرار للخلية، حيث يتم تخصيص العديد من الوظائف لها بطبيعتها. من مقالتنا، سوف تتعلم كل شيء عن تكوين وبنية وخصائص ووظائف غشاء الخلية، فضلا عن الخطر الذي يشكله على صحة الإنسان من خلال الاضطرابات في عمل أغشية الخلايا.

تاريخ أبحاث غشاء الخلية

في عام 1925، تمكن عالمان ألمانيان، غورتر وغريندل، من إجراء تجربة معقدة على خلايا الدم الحمراء البشرية، كريات الدم الحمراء. وباستخدام الصدمة التناضحية، حصل الباحثون على ما يسمى بـ "الظلال" - وهي أغلفة فارغة من خلايا الدم الحمراء، ثم وضعوها في كومة واحدة وقاسوا مساحة السطح. وكانت الخطوة التالية هي حساب كمية الدهون في غشاء الخلية. وبمساعدة الأسيتون، عزل العلماء الدهون من "الظلال" وقرروا أنها كافية لطبقة مزدوجة متواصلة.

ومع ذلك، أثناء التجربة، تم ارتكاب خطأين فادحين:

لا يسمح استخدام الأسيتون بعزل جميع الدهون من الأغشية؛

تم حساب مساحة سطح "الظلال" بالوزن الجاف، وهو أمر غير صحيح أيضًا.

نظرًا لأن الخطأ الأول أعطى ناقصًا في الحسابات، والثاني أعطى علامة زائد، فقد تبين أن النتيجة الإجمالية دقيقة بشكل مدهش، وقد جلب العلماء الألمان الاكتشاف الأكثر أهمية إلى العالم العلمي - الطبقة الدهنية الثنائية لغشاء الخلية.

في عام 1935، توصل باحثان آخران، دانيلي وداوسون، بعد تجارب طويلة على الأفلام الصفراوية، إلى استنتاج مفاده أن البروتينات موجودة في أغشية الخلايا. ولم تكن هناك طريقة أخرى لتفسير سبب احتواء هذه الأفلام على مثل هذا التوتر السطحي العالي. قدم العلماء للجمهور نموذجًا تخطيطيًا لغشاء الخلية، يشبه الساندويتش، حيث تلعب طبقات البروتين الدهني المتجانسة دور شرائح الخبز، ويوجد الفراغ بينها بدلاً من الزيت.

في عام 1950، بمساعدة المجهر الإلكتروني الأول، تم تأكيد نظرية دانييلي داوسون جزئيًا - أظهرت الصور المجهرية لغشاء الخلية بوضوح طبقتين تتكونان من رؤوس الدهون والبروتين، وبينهما مساحة شفافة مملوءة فقط بذيول الدهون و البروتينات.

في عام 1960، مسترشدًا بهذه البيانات، طور عالم الأحياء الدقيقة الأمريكي ج. روبرتسون نظرية حول التركيب ثلاثي الطبقات لأغشية الخلايا، والتي كانت لفترة طويلة تعتبر النظرية الحقيقية الوحيدة. ومع ذلك، مع تطور العلم، نشأت المزيد والمزيد من الشكوك حول تجانس هذه الطبقات. من وجهة نظر الديناميكا الحرارية، مثل هذا الهيكل غير مواتٍ للغاية - سيكون من الصعب جدًا على الخلايا نقل المواد داخل وخارج "الساندويتش" بأكمله. بالإضافة إلى ذلك، فقد ثبت أن أغشية الخلايا للأنسجة المختلفة لها سماكة مختلفة وطريقة الالتصاق، وهو ما يرجع إلى اختلاف وظائف الأعضاء.

في عام 1972، اكتشف علماء الأحياء الدقيقة إس.د. المغني وج. كان نيكلسون قادرًا على شرح جميع التناقضات في نظرية روبرتسون بمساعدة نموذج فسيفساء سائل جديد لغشاء الخلية. وقد وجد العلماء أن الغشاء غير متجانس، وغير متماثل، ومملوء بالسوائل، وخلاياه في حركة مستمرة. والبروتينات التي تتكون منها موجودة هيكل مختلفوالغرض منها، بالإضافة إلى ذلك، فهي تقع بشكل مختلف بالنسبة للطبقة بيليبيد من الغشاء.

تحتوي أغشية الخلايا على ثلاثة أنواع من البروتينات:

محيطي - متصل بسطح الفيلم؛

شبه متكامل- اختراق طبقة بيليبيد جزئيا.

متكامل - يخترق الغشاء بالكامل.

ترتبط البروتينات الطرفية برؤوس الدهون الغشائية من خلال التفاعل الكهروستاتيكي، ولا تشكل أبدًا طبقة متصلة، كما كان يُعتقد سابقًا. وتعمل البروتينات شبه المتكاملة والمتكاملة على نقل الأكسجين إلى داخل الخلية و العناصر الغذائيةوكذلك لاشتقاق نواتج الاضمحلال منه، ولعدة وظائف أخرى مهمة ستتعرف عليها لاحقاً.

يؤدي غشاء الخلية الميزات التالية:

الحاجز - نفاذية الغشاء أنواع مختلفةالجزيئات ليست متماثلة، ولتجاوز غشاء الخلية، يجب أن يكون للجزيء حجم معين، الخواص الكيميائيةوالشحنة الكهربائية. الجزيئات الضارة أو غير المناسبة، بسبب الوظيفة الحاجزة لغشاء الخلية، لا يمكنها ببساطة دخول الخلية. على سبيل المثال، بمساعدة تفاعل البيروكسيد، يحمي الغشاء السيتوبلازم من البيروكسيدات الخطرة عليه؛

النقل - يمر التبادل السلبي والنشط والمنظم والانتقائي عبر الغشاء. التمثيل الغذائي السلبي مناسب للمواد القابلة للذوبان في الدهون والغازات التي تتكون من جزيئات صغيرة جدًا. تخترق هذه المواد داخل وخارج الخلية دون إنفاق طاقة، بحرية، عن طريق الانتشار. يتم تنشيط وظيفة النقل النشطة لغشاء الخلية عند الضرورة، ولكن يجب نقل المواد التي يصعب نقلها إلى داخل الخلية أو خارجها. على سبيل المثال، أولئك الذين لديهم حجم كبيرالجزيئات، أو غير قادرة على عبور الطبقة الدهنية بسبب الكارهة للماء. ثم تبدأ مضخات البروتين بالعمل، ومنها الـ ATPase، وهو المسؤول عن امتصاص أيونات البوتاسيوم داخل الخلية وإخراج أيونات الصوديوم منها. يعد استقلاب النقل المنظم ضروريًا لوظائف الإفراز والتخمير، كما هو الحال عندما تنتج الخلايا وتفرز الهرمونات أو عصير المعدة. كل هذه المواد تغادر الخلايا عبر قنوات خاصة وفي حجم معين. وترتبط وظيفة النقل الانتقائي بالبروتينات المتكاملة للغاية التي تخترق الغشاء وتكون بمثابة قناة لدخول وخروج أنواع محددة بدقة من الجزيئات؛

المصفوفة - يحدد غشاء الخلية ويصلح موقع العضيات بالنسبة لبعضها البعض (النواة، الميتوكوندريا، البلاستيدات الخضراء) وينظم التفاعل بينها؛

الميكانيكية - يوفر تقييد خلية واحدة من أخرى، وفي نفس الوقت الوقت صحيحاتصال الخلايا بأنسجة متجانسة ومقاومة الأعضاء للتشوه؛

وقائي - يعمل غشاء الخلية في كل من النباتات والحيوانات كأساس لبناء إطار وقائي. ومن الأمثلة على ذلك الخشب الصلب، والقشر الكثيف، والأشواك الشائكة. في عالم الحيوان، هناك أيضًا العديد من الأمثلة على الوظيفة الوقائية لأغشية الخلايا - قوقعة السلحفاة، والقشرة الكيتينية، والحوافر والقرون؛

الطاقة - ستكون عمليات التمثيل الضوئي والتنفس الخلوي مستحيلة دون مشاركة بروتينات غشاء الخلية، لأنه بمساعدة قنوات البروتين تتبادل الخلايا الطاقة؛

المستقبل - قد يكون للبروتينات الموجودة في غشاء الخلية وظيفة مهمة أخرى. وهي بمثابة مستقبلات تتلقى الخلية من خلالها إشارة من الهرمونات والناقلات العصبية. وهذا بدوره ضروري لتوصيل النبضات العصبية والمسار الطبيعي للعمليات الهرمونية.

الأنزيمية - وظيفة أخرى مهمة متأصلة في بعض بروتينات أغشية الخلايا. على سبيل المثال، في ظهارة الأمعاء، بمساعدة هذه البروتينات، الانزيمات الهاضمة;

القدرة الحيوية- تركيز أيونات البوتاسيوم داخل الخلية أعلى بكثير من تركيزها خارجها، وعلى العكس من ذلك تركيز أيونات الصوديوم خارجها أكبر منها داخلها. وهذا ما يفسر الفرق المحتمل: تكون الشحنة داخل الخلية سالبة، وخارجها موجبة، مما يساهم في حركة المواد داخل الخلية وخارجها في أي من أنواع الأيض الثلاثة - البلعمة، واحتساء الخلايا، وإخراج الخلايا؛

وضع العلامات - يوجد على سطح أغشية الخلايا ما يسمى "الملصقات" - مستضدات تتكون من بروتينات سكرية (بروتينات ذات سلاسل جانبية قليلة السكاريد متفرعة متصلة بها). وبما أن السلاسل الجانبية يمكن أن تحتوي على مجموعة كبيرة ومتنوعة من التكوينات، فإن كل نوع من الخلايا يتلقى علامة فريدة خاصة به تسمح للخلايا الأخرى في الجسم بالتعرف عليها "بالبصر" والاستجابة لها بشكل صحيح. ولهذا السبب، على سبيل المثال، تتعرف الخلايا المناعية البشرية، البلاعم، بسهولة على الأجنبي الذي دخل الجسم (العدوى، الفيروس) وتحاول تدميره. ويحدث الشيء نفسه مع الخلايا المريضة والمتحولة والقديمة - حيث تتغير العلامة الموجودة على غشاء الخلية ويتخلص الجسم منها.

يحدث التبادل الخلوي عبر الأغشية، ويمكن تنفيذه من خلال ثلاثة أنواع رئيسية من التفاعلات:

البلعمة - العملية الخلوية، حيث تقوم الخلايا البلعمية المدمجة في الغشاء بالتقاط وهضم الجزيئات الصلبة من العناصر الغذائية. في جسم الإنسان، تتم البلعمة عن طريق أغشية نوعين من الخلايا: الخلايا المحببة (كريات الدم البيضاء الحبيبية) والبلاعم (الخلايا القاتلة المناعية)؛

عملية الإحتساء هي عملية التقاط الجزيئات السائلة التي تتلامس معها عن طريق سطح غشاء الخلية. للتغذية حسب نوع كثرة الخلايا، تنمو الخلية على غشاءها نواتج رقيقة ورقيقة على شكل هوائيات، والتي، كما كانت، تحيط بقطرة من السائل، ويتم الحصول على فقاعة. أولاً تبرز هذه الحويصلة فوق سطح الغشاء، ثم يتم "ابتلاعها" - فتختبئ داخل الخلية، وتندمج جدرانها مع السطح الداخليغشاء الخلية. يحدث كثرة الخلايا في جميع الخلايا الحية تقريبًا.

خروج الخلايا هو عملية عكسية تتشكل فيها حويصلات تحتوي على سائل وظيفي إفرازي (إنزيم، هرمون) داخل الخلية، ويجب إزالتها بطريقة ما من الخلية إلى البيئة. للقيام بذلك، تندمج الفقاعة أولاً مع السطح الداخلي لغشاء الخلية، ثم تنتفخ للخارج وتنفجر وتطرد المحتويات وتندمج مرة أخرى مع سطح الغشاء، وهذه المرة من الخارج. يحدث خروج الخلايا، على سبيل المثال، في خلايا ظهارة الأمعاء وقشرة الغدة الكظرية.

تحتوي أغشية الخلايا على ثلاث فئات من الدهون:

الفوسفوليبيدات.

الجليكوليبيدات.

الكولسترول.

تتكون الفوسفوليبيدات (مزيج من الدهون والفوسفور) والجليكوليبيدات (مزيج من الدهون والكربوهيدرات) بدورها من رأس محب للماء، يمتد منه ذيلان طويلان كارهان للماء. لكن الكولسترول يشغل في بعض الأحيان المساحة بين هذين الذيلين ولا يسمح لهما بالانحناء، مما يجعل أغشية بعض الخلايا صلبة. بالإضافة إلى ذلك، تعمل جزيئات الكوليسترول على تبسيط بنية أغشية الخلايا وتمنع انتقال الجزيئات القطبية من خلية إلى أخرى.

لكن العنصر الأكثر أهمية، كما يتبين من القسم السابق حول وظائف أغشية الخلايا، هو البروتينات. إن تكوينها والغرض منها وموقعها متنوع للغاية، ولكن هناك شيء مشترك يوحدها جميعًا: توجد الدهون الحلقية دائمًا حول بروتينات أغشية الخلايا. هذه دهون خاصة ذات بنية واضحة ومستقرة وتحتوي على المزيد من الأحماض الدهنية المشبعة في تركيبتها ويتم إطلاقها من الأغشية جنبًا إلى جنب مع البروتينات "المدعومة". هذا هو نوع من الغلاف الواقي الشخصي للبروتينات، والتي بدونها لن تعمل ببساطة.

يتكون هيكل غشاء الخلية من ثلاث طبقات. توجد طبقة بيليبيد سائلة متجانسة نسبيًا في المنتصف، وتغطيها البروتينات على كلا الجانبين بنوع من الفسيفساء، وتتغلغل جزئيًا في السمك. وهذا يعني أنه سيكون من الخطأ الاعتقاد بأن طبقات البروتين الخارجية لأغشية الخلايا متواصلة. البروتينات، بالإضافة إلى وظائفها المعقدة، ضرورية في الغشاء لكي تمر داخل الخلايا وتنقل منها تلك المواد التي لا تستطيع اختراق الطبقة الدهنية. على سبيل المثال، أيونات البوتاسيوم والصوديوم. بالنسبة لهم، يتم توفير هياكل البروتين الخاصة - القنوات الأيونية، والتي سنناقشها بمزيد من التفصيل أدناه.

إذا نظرت إلى غشاء الخلية من خلال المجهر، فيمكنك رؤية طبقة من الدهون تتكون من أصغر الجزيئات الكروية، والتي تطفو على طولها خلايا بروتينية كبيرة، مثل البحر. أشكال مختلفة. بالضبط نفس الأغشية تنقسم الفراغ الداخليكل خلية إلى حجيرات تقع فيها النواة والبلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا بشكل مريح. إذا لم تكن هناك "غرف" منفصلة داخل الخلية، فإن العضيات ستلتصق ببعضها ولن تكون قادرة على أداء وظائفها بشكل صحيح.

الخلية عبارة عن مجموعة من العضيات المهيكلة والمحددة بواسطة الأغشية، والتي تشارك في مجموعة معقدة من عمليات الطاقة والتمثيل الغذائي والمعلوماتية والإنجابية التي تضمن النشاط الحيوي للكائن الحي.

وكما يتبين من هذا التعريف، فإن الغشاء هو العنصر الوظيفي الأكثر أهمية في أي خلية. أهميتها كبيرة مثل أهمية النواة والميتوكوندريا وعضيات الخلية الأخرى. أ خصائص فريدة من نوعهايتم تحديد الأغشية من خلال بنيتها: فهي تتكون من فيلمين ملتصقين ببعضهما البعض بطريقة خاصة. توجد جزيئات الدهون الفوسفاتية في الغشاء برؤوس محبة للماء إلى الخارج، وذيول كارهة للماء إلى الداخل. لذلك، يتم ترطيب جانب واحد من الفيلم بالماء، والآخر ليس كذلك. لذلك، ترتبط هذه الأفلام ببعضها البعض بجوانب غير قابلة للبلل إلى الداخل، لتشكل طبقة بيليبيدية محاطة بجزيئات البروتين. هذا هو الهيكل "الساندويتش" لغشاء الخلية.

القنوات الأيونية لأغشية الخلايا

دعونا نفكر بمزيد من التفصيل في مبدأ تشغيل القنوات الأيونية. ما هي الحاجة ل؟ والحقيقة هي أن المواد القابلة للذوبان في الدهون فقط هي التي يمكنها اختراق الغشاء الدهني بحرية - وهذه هي الغازات والكحوليات والدهون نفسها. لذلك، على سبيل المثال، باللون الأحمر خلايا الدمهناك تبادل مستمر للأكسجين وثاني أكسيد الكربون، ولهذا لا يتعين على جسمنا اللجوء إلى أي حيل إضافية. ولكن ماذا عندما يصبح من الضروري النقل عبر غشاء الخلية محاليل مائيةمثل أملاح الصوديوم والبوتاسيوم؟

سيكون من المستحيل تمهيد الطريق لمثل هذه المواد في الطبقة الصفراوية، حيث أن الثقوب ستشد على الفور وتلتصق ببعضها البعض مرة أخرى، مثل بنية أي نسيج دهني. لكن الطبيعة، كما هو الحال دائما، وجدت طريقة للخروج من الوضع وأنشأت هياكل خاصة لنقل البروتين.

هناك نوعان من البروتينات الموصلة:

الناقلات هي مضخات بروتينية شبه متكاملة؛

مُشكلات القنوات هي بروتينات متكاملة.

تنغمس بروتينات النوع الأول جزئيًا في الطبقة الصفراوية من غشاء الخلية، وتنظر إلى الخارج برؤوسها، وفي وجود المادة المرغوبة، تبدأ في التصرف مثل المضخة: فهي تجذب الجزيء وتمتصه إلى داخل الخلية. خلية. والبروتينات من النوع الثاني متكاملة شكل ممدودوتقع بشكل عمودي على الطبقة الصفراوية من غشاء الخلية، وتخترقها من خلالها. ومن خلالها، كما هو الحال من خلال الأنفاق، تنتقل المواد غير القادرة على المرور عبر الدهون إلى داخل الخلية وخارجها. ومن خلال القنوات الأيونية تخترق أيونات البوتاسيوم الخلية وتتراكم فيها، في حين يتم إخراج أيونات الصوديوم. هناك اختلاف في الإمكانات الكهربائية، لذلك ضروري ل العملية الصحيحةجميع الخلايا في جسمنا.

أهم الاستنتاجات حول بنية ووظائف أغشية الخلايا

تبدو النظرية دائمًا مثيرة للاهتمام وواعدة إذا كان من الممكن تطبيقها بشكل مفيد في الممارسة العملية. اكتشاف بنية ووظائف أغشية الخلايا جسم الإنسانسمح للعلماء بتحقيق اختراق حقيقي في العلوم بشكل عام وفي الطب بشكل خاص. وليس من قبيل الصدفة أن نتناول القنوات الأيونية بهذا التفصيل، فهنا يكمن الجواب على أحد الأسئلة القضايا الحرجةفي عصرنا: لماذا يصاب الناس بالأورام بشكل متزايد؟

يودي السرطان بحياة حوالي 17 مليون شخص في جميع أنحاء العالم كل عام، وهو السبب الرئيسي الرابع لجميع الوفيات. ووفقا لمنظمة الصحة العالمية، فإن حالات الإصابة بالسرطان تتزايد بشكل مطرد، وبحلول نهاية عام 2020 يمكن أن تصل إلى 25 مليونا سنويا.

ما الذي يفسر الوباء الحقيقي للسرطان، وما علاقة وظيفة أغشية الخلايا به؟ ستقول: السبب هو سوء الظروف البيئية، وسوء التغذية، عادات سيئةوالوراثة الثقيلة. وبالطبع ستكون على حق، لكن إذا تحدثنا عن المشكلة بمزيد من التفصيل، فالسبب هو تحمض جسم الإنسان. المذكورة أعلاه العوامل السلبيةيؤدي إلى تعطيل أغشية الخلايا، وتمنع التنفس والتغذية.

حيث يجب أن يكون هناك علامة زائد، يتم تشكيل ناقص، ولا يمكن للخلية أن تعمل بشكل طبيعي. لكن الخلايا السرطانية لا تحتاج إلى أكسجين أو بيئة قلوية - فهي قادرة على استخدام نوع من التغذية اللاهوائية. لذلك، في ظروف تجويع الأكسجين ومستوى الرقم الهيدروجيني خارج النطاق، تتحور الخلايا السليمة، وترغب في التكيف معها بيئةوتصبح خلايا سرطانية. هكذا يصاب الإنسان بالسرطان. لتجنب هذا، تحتاج فقط إلى استخدام كافٍ ماء نظيفيوميا، والتخلص من المواد المسرطنة في الغذاء. ولكن، كقاعدة عامة، الناس يدركون جيدا المنتجات الضارةوالاحتياجات ل مياه ذات جودةولا تفعل شيئًا - فهم يأملون أن تتجاوزهم المشكلة.

من خلال معرفة ميزات بنية ووظائف أغشية الخلايا للخلايا المختلفة، يمكن للأطباء استخدام هذه المعلومات لتوفير تأثيرات علاجية مستهدفة ومستهدفة على الجسم. الحديثة كثيرة الأدويةعند دخول أجسامنا، يبحثون عن "الهدف" المطلوب، والذي يمكن أن يكون قنوات أيونية وإنزيمات ومستقبلات ومؤشرات حيوية لأغشية الخلايا. تتيح لك طريقة العلاج هذه تحقيق نتائج أفضل مع الحد الأدنى من الآثار الجانبية.

المضادات الحيوية من أحدث جيل، عند إطلاقها في الدم، لا تقتل جميع الخلايا على التوالي، ولكنها تبحث بالضبط عن خلايا العامل الممرض، مع التركيز على العلامات الموجودة في أغشية خلاياها. أحدث الأدوية المضادة للصداع النصفي، أدوية التريبتان، تعمل على تضييق الأوعية الملتهبة في الدماغ فقط، في حين لا يكون لها أي تأثير تقريبًا على القلب والأوعية الدموية الطرفية. نظام الدورة الدموية. ويتعرفون على الأوعية الضرورية بدقة من خلال بروتينات أغشية خلاياهم. هناك العديد من هذه الأمثلة، لذلك يمكننا أن نقول بثقة أن المعرفة حول بنية ووظائف أغشية الخلايا تكمن وراء تطور العلوم الطبية الحديثة، وتنقذ ملايين الأرواح كل عام.

تعليم:معهد موسكو الطبي. I. M. Sechenov، التخصص - "الطب" عام 1991، عام 1993 " الأمراض المهنية"، في عام 1996 "العلاج".

غشاء الخلية هو الهيكل الذي يغطي الجزء الخارجي من الخلية. ويسمى أيضًا السيتيلما أو البلازما.

تم بناء هذا التكوين من طبقة ثنائية الدهون (طبقة ثنائية) مع بروتينات مدمجة فيها. الكربوهيدرات التي تشكل البلازما هي في حالة مقيدة.

توزيع المكونات الرئيسية للبلازما هو كما يلي: أكثر من نصف التركيب الكيميائي يقع على البروتينات، والربع يشغله الفسفوليبيدات، والعاشر هو الكوليسترول.

غشاء الخلية وأنواعه

غشاء الخلية عبارة عن طبقة رقيقة تعتمد على طبقات من البروتينات الدهنية والبروتينات.

من خلال التوطين يتم تمييز العضيات الغشائية التي لها بعض الميزات الموجودة في الخلايا النباتية والحيوانية:

• الميتوكوندريا؛
• جوهر؛
• الشبكة الأندوبلازمية؛
• مجمع جولجي
• الجسيمات المحللة؛
• البلاستيدات الخضراء (في الخلايا النباتية).

يوجد أيضًا غشاء الخلية الداخلي والخارجي (البلازموليما).

هيكل غشاء الخلية

يحتوي غشاء الخلية على الكربوهيدرات التي تغطيها على شكل جليكالوكسي. هذا هيكل فوق الغشاء يؤدي وظيفة حاجز. البروتينات الموجودة هنا في حالة حرة. وتشارك البروتينات غير المرتبطة في التفاعلات الأنزيمية، مما يوفر انهيار المواد خارج الخلية.

يتم تمثيل بروتينات الغشاء السيتوبلازمي بالبروتينات السكرية. بواسطة التركيب الكيميائيتفرز البروتينات الموجودة في الطبقة الدهنية بالكامل (في كل مكان) - البروتينات المتكاملة. طرفية أيضًا، ولا تصل إلى أحد أسطح البلازما.

تعمل الوظيفة الأولى كمستقبلات، حيث ترتبط بالنواقل العصبية والهرمونات والمواد الأخرى. تعد بروتينات الإدخال ضرورية لبناء القنوات الأيونية التي يتم من خلالها نقل الأيونات والركائز المحبة للماء. والأخيرة عبارة عن إنزيمات تحفز التفاعلات داخل الخلايا.

الخصائص الأساسية للغشاء البلازمي

طبقة ثنائية الدهون تمنع تغلغل الماء. الدهون هي مركبات كارهة للماء موجودة في الخلية على شكل الدهون الفوسفاتية. يتم توجيه مجموعة الفوسفات إلى الخارج وتتكون من طبقتين: الطبقة الخارجية الموجهة إلى البيئة خارج الخلية والطبقة الداخلية التي تحدد المحتويات داخل الخلايا.

تسمى المناطق القابلة للذوبان في الماء بالرؤوس المحبة للماء. يتم توجيه مواقع الأحماض الدهنية داخل الخلية، على شكل ذيول كارهة للماء. يتفاعل الجزء الكاره للماء مع الدهون المجاورة، مما يضمن التصاقها ببعضها البعض. الطبقة المزدوجة لديها نفاذية انتقائية في مناطق مختلفة.

لذلك، في منتصف الغشاء غير منفذ للجلوكوز واليوريا، تمر المواد الكارهة للماء بحرية هنا: ثاني أكسيد الكربون والأكسجين والكحول. أهميةيحتوي على الكوليسترول، ومحتوى الأخير يحدد لزوجة غشاء البلازما.

وظائف الغشاء الخارجي للخلية

يتم سرد خصائص الوظائف بإيجاز في الجدول:

وظيفة الغشاء	وصف
دور الحاجز	تقوم البلازما بوظيفة وقائية، حيث تحمي محتويات الخلية من تأثيرات العوامل الأجنبية. بفضل التنظيم الخاص للبروتينات والدهون والكربوهيدرات، يتم ضمان شبه نفاذية غشاء البلازما.
وظيفة الاستقبال	من خلال غشاء الخلية، يتم تنشيط المواد النشطة بيولوجيا في عملية الارتباط بالمستقبلات. وهكذا، يتم التوسط في التفاعلات المناعية من خلال التعرف على العوامل الأجنبية عن طريق جهاز مستقبلات الخلايا المترجمة على غشاء الخلية.
وظيفة النقل	يسمح لك وجود المسام في البلازما بتنظيم تدفق المواد إلى الخلية. تتم عملية النقل بشكل سلبي (دون استهلاك الطاقة) للمركبات ذات الوزن الجزيئي المنخفض. يرتبط النقل النشط بإنفاق الطاقة المنطلقة أثناء تحلل أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP). تستخدم هذه الطريقة لنقل المركبات العضوية.
المشاركة في عمليات الهضم	تترسب المواد على غشاء الخلية (الامتصاص). ترتبط المستقبلات بالركيزة وتحركها داخل الخلية. تتشكل الحويصلة بحرية داخل الخلية. من خلال الاندماج، تشكل هذه الحويصلات الجسيمات الحالة مع الإنزيمات المحللة.
الوظيفة الأنزيمية	الإنزيمات، المكونات الضرورية لعملية الهضم داخل الخلايا. التفاعلات التي تتطلب مشاركة المحفزات تتم بمشاركة الإنزيمات.

ما هي أهمية غشاء الخلية

يشارك غشاء الخلية في الحفاظ على التوازن بسبب الانتقائية العالية للمواد التي تدخل الخلية وتخرج منها (في علم الأحياء يسمى هذا بالنفاذية الانتقائية).

تقسم نتوءات البلازما الخلية الخلية إلى مقصورات (مقصورات) مسؤولة عن أداء وظائف معينة. تضمن الأغشية المرتبة خصيصًا، والتي تتوافق مع نظام الفسيفساء السائل، سلامة الخلية.

غشاء الخلية -التركيب الجزيئي الذي يتكون من الدهون والبروتينات. خصائصه ووظائفه الرئيسية:

• فصل محتويات أي خلية عن البيئة الخارجية، وضمان سلامتها؛
• إدارة وتعديل التبادل بين البيئة والخلية؛
• تقسم الأغشية داخل الخلايا الخلية إلى حجرات خاصة: عضيات أو حجرات.

كلمة "غشاء" في اللاتينية تعني "فيلم". إذا تحدثنا عن غشاء الخلية، فهذا مزيج من فيلمين لهما خصائص مختلفة.

يشمل الغشاء البيولوجي ثلاثة أنواع من البروتينات:

1. محيطي - يقع على سطح الفيلم؛
2. متكامل - يخترق الغشاء بالكامل.
3. شبه متكامل - يخترق الطبقة الصفراوية من أحد طرفيه.

ما هي وظائف غشاء الخلية

1. جدار الخلية - قشرة الخلية القوية التي تقع خارج الغشاء السيتوبلازمي. يؤدي وظائف الحماية والنقل والهيكلية. موجود في العديد من النباتات والبكتيريا والفطريات والعتائق.

2. يوفر وظيفة حاجزة، أي التمثيل الغذائي الانتقائي والمنظم والنشط والسلبي مع البيئة الخارجية.

3. قادر على نقل المعلومات وتخزينها، كما يشارك في عملية الاستنساخ.

4. يقوم بوظيفة النقل التي يمكنها نقل المواد عبر الغشاء إلى داخل الخلية وخارجها.

5. غشاء الخلية لديه موصلية في اتجاه واحد. ونتيجة لذلك، يمكن لجزيئات الماء أن تمر عبر غشاء الخلية دون تأخير، وتخترق جزيئات المواد الأخرى بشكل انتقائي.

6. بمساعدة غشاء الخلية يتم الحصول على الماء والأكسجين والمواد المغذية، ومن خلاله تتم إزالة منتجات التمثيل الغذائي الخلوي.

7. يقوم بتبادل الخلايا عبر الأغشية، ويمكن القيام بذلك من خلال 3 أنواع رئيسية من التفاعلات: احتساء الخلايا، البلعمة، خروج الخلايا.

8. يوفر الغشاء خصوصية الاتصالات بين الخلايا.

9. يوجد في الغشاء العديد من المستقبلات القادرة على إدراك الإشارات الكيميائية - الوسطاء والهرمونات والعديد من المواد النشطة بيولوجيًا الأخرى. لذا فهي قادرة على تغيير النشاط الأيضي للخلية.

10. الخصائص والوظائف الرئيسية لغشاء الخلية:

• مصفوفة
• حاجز
• ينقل
• طاقة
• ميكانيكي
• إنزيمي
• مستقبل
• محمي
• العلامات
• القدرة الحيوية

ما هي وظيفة الغشاء البلازمي في الخلية؟

1. يحدد محتويات الخلية؛
2. ينفذ تدفق المواد إلى الخلية.
3. يوفر إزالة عدد من المواد من الخلية.

هيكل غشاء الخلية

أغشية الخلايا تشمل الدهون من 3 فئات:

• الجليكوليبيدات.
• الفوسفوليبيدات.
• الكولسترول.

في الأساس، يتكون غشاء الخلية من البروتينات والدهون، ولا يزيد سمكه عن 11 نانومتر. من 40 إلى 90٪ من جميع الدهون عبارة عن دهون فوسفاتية. من المهم أيضًا ملاحظة الجليكوليبيدات، والتي تعد أحد المكونات الرئيسية للغشاء.

يتكون هيكل غشاء الخلية من ثلاث طبقات. توجد طبقة بيليبيد سائلة متجانسة في الوسط، وتغطيها البروتينات من كلا الجانبين (مثل الفسيفساء)، وتتغلغل جزئيًا في السماكة. البروتينات ضرورية أيضًا حتى يمر الغشاء داخل الخلايا ويخرج منها مواد خاصة لا تستطيع اختراق الطبقة الدهنية. على سبيل المثال، أيونات الصوديوم والبوتاسيوم.

• هذا مثير للاهتمام -

هيكل الخلية – فيديو