***

Плазматическая мембрана

Плазматическая мембрана (или плазмалемма) — это оболочка клетки, окружающая цитоплазму. 

Функции:

• Барьерная — граница между внутренним содержимым клетки и внешней средой;
• Избирательная проницаемость — в клетку и из клетки проходят только определенные вещества.

Строение:

• Двойной слой фосфолипидов — основа мембраны.
• Белки: транспортные, ферменты.
• Холестерин придаёт мембране прочность. Есть только у животных.
• Гликокаликс — тонкий слой олигосахаридов над мембраной. Выполняет рецепторную функцию. Есть только у животных.

Приятного изучения статьи! Если хочешь подготовиться на 80+, то обязательно посмотри вот эти способы подготовки (жми, чтобы перейти на сайт и узнать подробнее) ❤️

***

Фосфолипиды мембраны

Фосфолипиды образуют двойной (би-) слой, который составляет основу клеточной мембраны. Каждая молекула фосфолипида состоит из:

• гидрофильной (полярной) головки, направленной наружу, так как она обладает сродством к воде и содержит остаток фосфорной кислоты;
• гидрофобных (неполярных) хвостов, обращенных внутрь, подальше от воды и состоящих из жирных кислот.

Получается плотный, но гибкий бутерброд.

***

Белки мембраны

Эти белки встроены в мембрану, выделяют три типа:

• Интегральные (трансмембранные) белки – полностью пронизывают мембрану.
• Полуинтегральные белки – частично погружены в мембрану.
• Периферические (поверхностные) белки – не погружены в мембрану, взаимодействуют с гидрофильными головками фосфолипидов.

Функции белков мембраны:

• Структурная функция: участвуют в поддержании формы и прочности мембраны.
• Транспортная функция: обеспечивают избирательный транспорт веществ, которые не могут свободно проходить через фосфолипидный бислой.
• Ферментативная функция: некоторые мембранные белки выполняют роль ферментов, катализируя химические реакции (например, АТФ-синтаза в митохондриях).
• Рецепторная функция: белки мембраны воспринимают сигналы из внешней среды (гормоны и нейромедиаторы) и передают их во внутриклеточную среду.
• Формирование межклеточных контактов: обеспечивают взаимодействие с мембранами соседних клеток или с межклеточным веществом, участвуя в образовании ткани.

***

Гликокаликс животной мембраны

Гликокаликс — тонкий слой олигосахаридов (углеводов) над мембраной, характерный исключительно для животных клеток (ввиду отсутствия у них клеточной стенки).

Гликокаликс располагается только на внешней стороне плазматической мембраны:

• Гликолипид = углевод + липид.
• Гликопротеин = углевод + белок.

Функции гликокаликса:

• Рецепторная функция: связывание сигнальных молекул (например, гормонов, факторов роста), что приводит к активации определенных мембранных белков и запуску каскада ферментативных реакций внутри клетки.
• Формирование межклеточных контактов, слипание клеток: участие в скреплении соседних клеток, обеспечивая их адгезию и устойчивость тканей.
• Пристеночное пищеварение: фиксация пищеварительных ферментов на поверхности клеток слизистой оболочки кишечника, что обеспечивает расщепление питательных веществ непосредственно у мембраны.

***

Свойства мембран

1) Текучесть — липиды перемещаются друг относительно друга, а белки «плавают» между молекулами фосфолипидов как айсберги в воде.

2) Способность к самосборке — фосфолипиды способны самостоятельно формировать везикулы (пузырьки) в водной среде и восстанавливать целостность мембраны при повреждениях.

3) Полупроницаемость (избирательная проницаемость) — через фосфолипидный слой проходят небольшие гидрофобные вещества (газы, жирорастворимые витамины), но не проходят крупные полярные молекулы (например, многие гормоны) и заряженные частицы — ионы.

***

Транспорт веществ через мембрану

Транспорт через мембрану может быть:

1) Пассивный — это перемещение веществ без затрат энергии за счёт диффузии.
2) Активный — это перемещение веществ с затратой энергии (АТФ).

Диффузия — это процесс самопроизвольного перемещения молекул из области, где их концентрация выше, в область, где их концентрация ниже. Например, если концентрация кислорода снаружи клетки выше, чем внутри, молекулы кислорода будут диффундировать внутрь клетки до выравнивания концентрации. 

Выделяют два вида диффузии через мембрану:

• Простая диффузия — перемещение молекул через фосфолипиды мембраны.
• Облегченная диффузия — перемещение молекул через специальные белки мембраны.

Активный транспорт — это перемещение веществ с затратой энергии (АТФ). Особенно важен, чтобы переместить вещество в сторону, где его уже много. Это позволяет клетке управлять внутренней концентрацией веществ независимо от внешней среды. Такой транспорт осуществляется двумя способами: 

• С помощью специальных белков-насосов вещества перемещаются из области меньшей концентрации в область большей концентрации.
• С помощью везикулярного транспорта — это транспорт особо крупных молекул и частиц с помощью везикул. Эндоцитоз — поступление вещества в клетку, экзоцитоз — выведение вещества из клетки.

Эндоцитоз позволяет клетке: получать питание и защищать организм (иммунные клетки поглощают бактерии и вирусы). Разновидности эндоцитоза:

• Фагоцитоз — это поглощение твёрдых частиц, таких как бактерии, вирусы, остатки клеток.
• Пиноцитоз — это поглощение клеткой жидкости, содержащей растворенные вещества (белки, полисахариды и др.).

Этапы фагоцитоза:

• Клетка захватывает внешние твёрдые частицы (бактерии, остатки клеток и т. д.) путём впячивания мембраны.
• Образуется фагоцитозная везикула (фагосома) — мембранная везикула, содержащая захваченный объект.
• Фагосома сливается с первичной лизосомой, содержащей пищеварительные ферменты.
• Образуется вторичная лизосома (или фаголизосома) — это уже полноценная пищеварительная вакуоль.
• Внутри фаголизосомы происходит расщепление крупных молекул (полимеров) до мономеров (например, белков до аминокислот).
• Мономеры выходят из лизосомы в цитоплазму и используются клеткой.
• Непереваренные остатки удаляются из клетки с помощью экзоцитоза.

***

Осмос

Осмос — это особый вид диффузии, при котором происходит одностороннее движение воды через полупроницаемую мембрану. Вода движется из области, где её больше (менее концентрированный раствор), туда, где её меньше (более концентрированный раствор).

Например, если в раствор с клетками добавить много соли или сахара, вода начнет выходить из клеток в окружающий раствор.

Это движение происходит до тех пор, пока не уравняются концентрации растворенных веществ по обе стороны мембраны.

Типы растворов и их влияние на клетку

Гемолиз — разрушение эритроцитов с выходом содержимого наружу. Происходит в гипотоническом растворе (например, в дистиллированной воде).

Изменения формы эритроцитов в растворах разной концентрации.

Плазмолиз — сжатие содержимого растительной или грибной клетки (протопласта) и отслоение мембраны от клеточной стенки при потере воды. Возникает в гипертоническом растворе. При этом из-за осмоса количество органоидов и толщина клеточной стенки не изменяются!

Деплазмолиз — обратный процесс плазмолизу: набухание протопласта и возвращение мембраны к стенке при помещении клетки обратно в гипотонический или изотонический раствор.

Тургор — внутреннее давление содержимого клетки на клеточную стенку. Он поддерживает форму и упругость клетки.

Клеточная стенка бактерий, растений и грибов препятствует осмотическому лизису, придавая клетке прочность. У растений за прочность отвечает целлюлоза, у грибов — хитин, а у бактерий — муреин (пептидогликан). Клеточная стенка расположена снаружи от плазмалеммы, поэтому при плазмолизе мембрана может отходить от клеточной стенки.

Поздравляю с успешным освоением новой темы!

Статьи — круто, но для сотки этого недостаточно. Жми сюда, чтобы узнать о самых эффективных курсах подготовки к ЕГЭ по биологии 🫶