Der Oberflächenapparat der Zelle ist ein universelles Subsystem. Sie definieren die Grenze zwischen der äußeren Umgebung und dem Zytoplasma. PAC sorgt für die Regulierung ihrer Interaktion. Betrachten wir weiter die Merkmale der strukturellen und funktionellen Organisation des Oberflächenapparates der Zelle.
Komponenten
Die folgenden Komponenten des Oberflächenapparates eukaryotischer Zellen werden unterschieden: Plasmamembran-, Supramembran- und Submembrankomplexe. Die erste präsentiert sich in Form eines kugelförmig geschlossenen Elements. Das Plasmalemma gilt als Basis des Oberflächenzellapparates. Der Epimembrankomplex (auch Glykokalyx genannt) ist ein externes Element, das sich über der Plasmamembran befindet. Es enthält verschiedene Komponenten. Dazu gehören insbesondere:
- Kohlenhydratteile von Glykoproteinen und Glykolipiden.
- Periphere Membranproteine.
- Spezifische Kohlenhydrate.
- Semiintegrale und integrale Proteine.
Der Submembrankomplex befindet sich unter dem Plasmalemma. Es enthält den Bewegungsapparat und das periphere Hyaloplasma.
Elemente der SubmembranKomplex
In Anbetracht der Struktur des Oberflächenapparates der Zelle sollte man sich gesondert mit dem peripheren Hyaloplasma befassen. Es ist ein spezialisierter zytoplasmatischer Teil und befindet sich oberhalb der Plasmamembran. Peripheres Hyaloplasma wird als hoch differenzierte flüssige heterogene Substanz dargestellt. Es enthält eine Vielzahl von Elementen mit hohem und niedrigem Molekulargewicht in Lösung. Tatsächlich handelt es sich um eine Mikroumgebung, in der spezifische und allgemeine Stoffwechselprozesse stattfinden. Das periphere Hyaloplasma erfüllt viele Funktionen des Oberflächenapparates.
Muskel-Skelett-System
Es befindet sich im peripheren Hyaloplasma. Im Bewegungsapparat gibt es:
- Mikrofibrillen.
- Skelettfibrillen (Zwischenfilament).
- Mikrotubuli.
Mikrofibrillen sind fadenförmige Strukturen. Skelettfibrillen werden aufgrund der Polymerisation einer Reihe von Proteinmolekülen gebildet. Ihre Anzahl und Länge wird durch spezielle Mechanismen reguliert. Wenn sie sich ändern, treten Anomalien der Zellfunktionen auf. Mikrotubuli sind am weitesten vom Plasmalemma entfernt. Ihre Wände bestehen aus Tubulinproteinen.
Aufbau und Funktionen des Oberflächenapparates der Zelle
Der Stoffwechsel erfolgt aufgrund des Vorhandenseins von Transportmechanismen. Die Struktur des Oberflächenapparats der Zelle bietet die Möglichkeit, die Bewegung von Verbindungen auf verschiedene Weise durchzuführen. Insbesondere die folgenden Artentransport:
- Einfache Diffusion.
- Passiver Transport.
- Aktive Bewegung.
- Zytose (membrangepackter Austausch).
Zusätzlich zum Transport Funktionen des Oberflächenapparates der Zelle wie:
- Barriere (Abgrenzung).
- Rezeptor.
- Identifikation.
- Die Funktion der Zellbewegung durch die Bildung von Filo-, Pseudo- und Lamellopodien.
Freizügigkeit
Einfache Diffusion durch den Oberflächenapparat der Zelle findet ausschließlich in Anwesenheit eines elektrischen Gradienten auf beiden Seiten der Membran statt. Seine Größe bestimmt die Geschwindigkeit und Richtung der Bewegung. Die Bilipidschicht kann beliebige Moleküle des hydrophoben Typs passieren. Die meisten biologisch aktiven Elemente sind jedoch hydrophil. Entsprechend schwierig ist ihre Freizügigkeit.
Passiver Transport
Diese Art der zusammengesetzten Bewegung wird auch erleichterte Diffusion genannt. Es wird auch durch den Oberflächenapparat der Zelle in Gegenwart eines Gradienten und ohne den Verbrauch von ATP durchgeführt. Passiver Transport ist schneller als kostenloser Transport. Bei der Erhöhung der Konzentrationsdifferenz im Gradienten kommt es zu einem Moment, in dem die Bewegungsgeschwindigkeit konstant wird.
Spediteure
Der Transport durch den Oberflächenapparat der Zelle wird durch spezielle Moleküle gewährleistet. Mit Hilfe dieser Träger passieren große Moleküle des hydrophilen Typs (insbesondere Aminosäuren) den Konzentrationsgradienten. FlächeDer eukaryotische Zellapparat enthält passive Träger für verschiedene Ionen: K+, Na+, Ca+, Cl-, HCO3-. Diese speziellen Moleküle zeichnen sich durch eine hohe Selektivität für die transportierten Elemente aus. Darüber hinaus ist ihre wichtige Eigenschaft eine hohe Bewegungsgeschwindigkeit. Es kann 104 oder mehr Moleküle pro Sekunde erreichen.
Aktiver Transport
Es zeichnet sich dadurch aus, dass sich Elemente gegen einen Gradienten bewegen. Moleküle werden aus einem Bereich niedriger Konzentration in Bereiche höherer Konzentration transportiert. Eine solche Bewegung ist mit bestimmten ATP-Kosten verbunden. Zur Durchführung des aktiven Transports werden spezifische Träger in die Struktur des Oberflächenapparates der tierischen Zelle eingebaut. Sie wurden "Pumpen" oder "Pumpen" genannt. Viele dieser Träger zeichnen sich durch ihre ATPase-Aktivität aus. Das bedeutet, dass sie Adenosintriphosphat abbauen und Energie für ihre Aktivitäten gewinnen können. Aktiver Transport erzeugt Ionengradienten.
Zytose
Diese Methode wird verwendet, um Partikel verschiedener Substanzen oder große Moleküle zu bewegen. Bei der Zytose wird das transportierte Element von einem Membranbläschen umgeben. Erfolgt die Bewegung in die Zelle hinein, spricht man von Endozytose. Dementsprechend wird die umgekehrte Richtung als Exozytose bezeichnet. In einigen Zellen passieren Elemente. Diese Art des Transports wird als Transzytose oder Diazyose bezeichnet.
Plasmolemma
Die Struktur des Oberflächenapparates der Zelle umfasst das Plasmaeine Membran, die überwiegend aus Lipiden und Proteinen in einem Verhältnis von etwa 1:1 besteht. Das erste "Sandwich-Modell" dieses Elements wurde 1935 vorgeschlagen. Der Theorie zufolge bilden Lipidmoleküle, die in zwei Schichten (Bilipidschicht) gestapelt sind, die Grundlage des Plasmolemmas. Sie drehen ihre Schwänze (hydrophobe Bereiche) zueinander und nach außen und innen - hydrophile Köpfe. Diese Oberflächen der Bilipidschicht sind mit Proteinmolekülen bedeckt. Dieses Modell wurde in den 1950er Jahren durch elektronenmikroskopische Untersuchungen der Ultrastruktur bestätigt. Insbesondere wurde festgestellt, dass der Oberflächenapparat einer tierischen Zelle eine dreischichtige Membran enthält. Seine Dicke beträgt 7,5–11 nm. Es hat eine mittlere helle und zwei dunkle Randschichten. Die erste entspricht der hydrophoben Region von Lipidmolekülen. Dunkle Bereiche wiederum sind durchgehende Oberflächenschichten aus Protein und hydrophilen Köpfen.
Andere Theorien
Verschiedene elektronenmikroskopische Studien, die Ende der 50er bis Anfang der 60er Jahre durchgeführt wurden. wies auf die Universalität der dreischichtigen Organisation von Membranen hin. Dies spiegelt sich in der Theorie von J. Robertson wider. Inzwischen bis Ende der 1960er Jahre Es haben sich eine Menge Fakten angesammelt, die nicht aus Sicht des bestehenden „Sandwich-Modells“erklärt wurden. Dies gab einen Anstoß zur Entwicklung neuer Schemata, einschließlich Modellen, die auf dem Vorhandensein von hydrophob-hydrophilen Bindungen zwischen Protein- und Lipidmolekülen basieren. UnterEine davon war die „Lipoprotein-Teppich“-Theorie. Dementsprechend enthält die Membran zwei Arten von Proteinen: integral und peripher. Letztere sind durch elektrostatische Wechselwirkungen mit polaren Köpfen auf Lipidmolekülen verbunden. Sie bilden jedoch niemals eine durchgehende Schicht. Globuläre Proteine spielen eine Schlüsselrolle bei der Membranbildung. Sie sind teilweise darin eingetaucht und werden halbintegral genannt. Die Bewegung dieser Proteine erfolgt in der flüssigen Lipidphase. Dies gewährleistet die Labilität und Dynamik des gesamten Membransystems. Derzeit gilt dieses Modell als das gebräuchlichste.
Lipide
Die wichtigsten physikalischen und chemischen Eigenschaften der Membran werden durch eine Schicht bereitgestellt, die durch Elemente repräsentiert wird - Phospholipide, bestehend aus einem unpolaren (hydrophoben) Schwanz und einem polaren (hydrophilen) Kopf. Die häufigsten davon sind Phosphoglyceride und Sphingolipide. Letztere sind hauptsächlich in der äußeren Monoschicht konzentriert. Sie sind mit Oligosaccharidketten verknüpft. Aufgrund der Tatsache, dass die Glieder über den äußeren Teil des Plasmalemmas hinausragen, erhält es eine asymmetrische Form. Glykolipide spielen eine wichtige Rolle bei der Umsetzung der Rezeptorfunktion des Oberflächenapparates. Die meisten Membranen enth alten auch Cholesterin (Cholesterin) – ein Steroidlipid. Seine Menge ist unterschiedlich, was die Fließfähigkeit der Membran weitgehend bestimmt. Je mehr Cholesterin, desto höher ist es. Der Flüssigkeitsstand hängt auch vom Verhältnis von ungesättigten und gesättigten Rückständen abFettsäuren. Je mehr davon, desto höher. Flüssigkeit beeinflusst die Aktivität von Enzymen in der Membran.
Proteine
Lipide bestimmen hauptsächlich die Barriereeigenschaften. Proteine hingegen tragen zur Erfüllung wichtiger Funktionen der Zelle bei. Insbesondere sprechen wir über den regulierten Transport von Verbindungen, die Regulation des Stoffwechsels, die Aufnahme und so weiter. Proteinmoleküle sind mosaikartig in der Lipiddoppelschicht verteilt. Sie können sich in die Tiefe bewegen. Diese Bewegung wird offenbar von der Zelle selbst gesteuert. Mikrofilamente sind am Bewegungsmechanismus beteiligt. Sie sind an einzelne integrale Proteine gebunden. Membranelemente unterscheiden sich in Abhängigkeit von ihrer Lage in Bezug auf die Bilipidschicht. Proteine können daher peripher und integral sein. Die ersten sind außerhalb der Schicht lokalisiert. Sie haben eine schwache Bindung mit der Membranoberfläche. Integrale Proteine sind vollständig darin eingetaucht. Sie haben eine starke Bindung mit Lipiden und werden nicht von der Membran freigesetzt, ohne die Bilipidschicht zu beschädigen. Proteine, die es durch und durch durchdringen, werden als Transmembran bezeichnet. Die Wechselwirkung zwischen Proteinmolekülen und Lipiden unterschiedlicher Natur gewährleistet die Stabilität des Plasmalemmas.
Glykokalyx
Lipoproteine haben Seitenketten. Oligosaccharidmoleküle können an Lipide binden und Glykolipide bilden. Ihre Kohlenhydratteile verleihen der Zelloberfläche zusammen mit ähnlichen Elementen von Glykoproteinen eine negative Ladung und bilden die Basis der Glykokalyx. Erdargestellt durch eine lockere Schicht mit mäßiger Elektronendichte. Die Glykokalyx bedeckt den äußeren Teil des Plasmalemmas. Seine Kohlenhydratstellen tragen zur Erkennung benachbarter Zellen und Substanzen zwischen ihnen bei und stellen auch Haftverbindungen mit ihnen her. Die Glykokalyx enthält auch Hormon- und Hetokompatibilitätsrezeptoren, Enzyme.
Extra
Membranrezeptoren werden hauptsächlich durch Glykoproteine repräsentiert. Sie haben die Fähigkeit, hochspezifische Bindungen mit Liganden einzugehen. Die in der Membran vorhandenen Rezeptoren können außerdem die Bewegung bestimmter Moleküle in die Zelle, die Permeabilität der Plasmamembran, regulieren. Sie sind in der Lage, Signale aus der äußeren Umgebung in innere umzuwandeln, um Elemente der extrazellulären Matrix und des Zytoskeletts zu binden. Einige Forscher glauben, dass auch semiintegrale Proteinmoleküle in der Glykokalyx enth alten sind. Ihre funktionellen Stellen befinden sich in der Supramembranregion des Oberflächenzellapparates.
