Сегодня мы с вами поговорим про мембраны: из чего они состоят, зачем они нужны и вообще для чего нам эта информация.
Что это такое и для чего оно нужно?
Это оболочка каждой клеточки нашего организма, которая отделяет их содержимое от внешней среды. Именно мембраны решают, что проникнет в клетки, а что нет, и в каком количестве. В некоторых (особо запущенных случаях) такие "перегородки" делят клетки на отсеки, которые занимаются разными "делами". Наверное вы слышали, что кирпичике нашего организма как-то могут отделять свои клетки от чужих. А могут они это делать по специальным опознавательным знакам, которые расположены как раз на клеточной мембране. Благодаря этому наш организм борется с чужеродными бактериями, вирусами и отторгает неподходящие клетки при трансплантации или переливании крови.
А что по составу?
Сразу отмечу, что основа наших клеточных мембран - фосфолипиды. По-простому, это особый вид жиров (а вы всё пытаетесь их меньше есть! А из чего мембраны строиться будут?!). На картинке вы можете увидеть их строение.
Они напоминают шпильку для волос с круглым наконечником или двойную булавку, как вам удобнее. "Голова" молекулы несёт электрический заряд и может взаимодействовать с другими заряженным частицами (например, с ионами). "Хвостики" молекулы наоборот нейтральны и не взаимодействуют с заряженными частицами и молекулами. Из-за этого концы шпильки отталкивают воду и вообще хотят держатся от нее подальше.
Как вы наверняка знаете, мы на 80% состоим из воды, следовательно наши клетки и что их окружает тоже. А как же так, если остатки жирных кислот не могут с ней взаимодействовать? В этом случае хвостики фосфолипидов сбиваются в кучку как показано на рисунке.
--------------------------------------------------------------
Для самых любознательных
В хвостах фосфолипидов могут быть насыщенные или ненасыщенные жирные кислоты (точнее их остатки). От того, какие именно из них входят в состав мембраны клетки, зависит насколько та будет жидкая или наоборот, рыхлая. Например, насыщенные кислоты делают мембрану более плотной, текучей, а ненасыщенные - более рыхлой (но не значит, что хуже! Для некоторых клеток это необходимо).
--------------------------------------------------------------
Именно так, в два слоя, направляя хвостики друг к другу, и находятся фосфолипиды в клеточных мембранах человека. Эту конструкцию также называют бислоем (би- потому что 2 слоя).
Следующая важная часть мембраны - белки. Они могут пронизывать бислой насквозь, встраиваться только во внутреннюю или только во внешнюю часть фосфолипидного слоя. Именно благодаря белкам клетка обменивается большинством веществ с окружающей средой. Они подобно жёлтым резиновым "плавают" в жидком слое фосфолипидов, а не закреплены в одном месте.
--------------------------------------------------------------
Для самых любознательных
Чем выше метаболическая активность мембраны (т.е. чем больше или чаще нужно обмениваться клетке с окружением), тем больше в ней белков.
--------------------------------------------------------------
В мембрану также вставлены такие сложные молекулы как гликолипиды ("жиры+углеводы") и гликопротеины ("белки+углеводы"). Эти частицы связаны только с внешней стороной мембраны, т.е. обращены наружу клетки. Углеводная часть этих молекул торчит из клетки как антенны, а остальная их часть (липиды или протеины) встроены в бислой.
Эти "антенны" помогают клеткам одного организма "общаться" друг с другом:
- опознавать "своих"
- вычислять "чужих" и атаковать их;
- правильно соединяться между собой в ткани и органы.
--------------------------------------------------------------
Для самых любознательных
Плотность мембраны также зависит от содержания в ней холестерола - молекула, близкая к жирам. Чем больше холестерола плавает в бислое, тем на будет жиже, гибче и в то же время прочнее. Кроме того, он является "стопором" для переноса полярных частиц через мембрану вовнутрь клетки и обратно.
Что по итогу?
- Клеточная мембрана "решает", что пройдет в клетку, в каком количестве и в какой момент. А также, что из нее выйдет;
- Она состоит из фосфолипидного слоя (головки обращены наружу, а хвостики внутрь), встроенных в него белков, гликолипидов, гликопротеинов и холестерола;
- Белки в мембране транспортируют через мембрану многие вещества, например, глюкозу и аминокислоты;
- Гликолипиды и гликопротеины помогают клеткам взаимодействовать с другими клетками.
В следующий раз я расскажу вам, как вещества контрабандой переносятся в клетку, зачем нам в организме миллионы насосов и на что расходуется больше половины вырабатываемой вашим организмом энергии на самом деле.
#биология #цитология #наука