Plasma membraani funktsioonid rakus

Plasma membraan on lipiidide kaksikkiht, milles on valgud, ioonkanalid ja retseptori molekulid. See on mehaaniline tõke, mis eraldab rakkude tsütoplasma ümbritsevast rakupinnast, samas on see ainus ühendus väliskeskkonnaga. Seetõttu on plasmolemma rakkude üks tähtsamaid struktuure ja selle funktsioonid võimaldavad seda eksisteerida ja nendega interakteeruda teiste rakuliste rühmadega.

Üldine idee tsütoplasma funktsioonide kohta

Plasma membraan sellises vormis, milles see esineb loomarakus, on iseloomulik erinevatele kuningriikide erinevatele organismidele. Bakterid ja algloomad, mille organismid on esindatud ühe rakuga, omavad tsütoplasmaatilist membraani. Loomad, seened ja taimed kui paljukuljelisused organismid ei ole seda evolutsiooni käigus kaotanud. Kuid erinevates elusorganismide valdkondades erineb tsütomeem mõnevõrra, kuigi tema funktsioonid on endiselt samad. Neid võib jagada kolme rühma: piiritlemine, transport ja kommunikatsioon.

Piiritlemisfunktsioonide rühm hõlmab raku mehaanilist kaitset, säilitab selle kuju, kaitseb rakuvälist keskkonda. Transpordirühm toimib membraanina spetsiifiliste valkude, ioonkanalite ja teatud ainete kandjate tõttu. Tsütoplasma kommunikatiivsetele funktsioonidele tuleks seostada retseptoriga. Membraani pinnal on retseptorkomplekside komplekt, mille kaudu rakk osaleb humoraalse teabe edastamise mehhanismides. Siiski on oluline, et plasmolemma ümbritseks mitte ainult rakku, vaid ka mõnda selle membraani organellähte. Neil on see roll nagu kogu lahtri puhul.

Tõkkefunktsioon

Plasmamembraani barjäärifunktsioonid on mitu. See kaitseb rakkude sisemist keskkonda, kus kemikaalide kontsentratsioon muutub. Lahendustes esineb difusiooniprotsess, see tähendab iseseisvat tasakaalustamist kontsentratsioonis meediumite vahel, mis sisaldavad teatud ainete erinevat sisaldust. Plasmolemma lihtsalt blokeerib difusiooni, takistades vedeliku ja ioonide voolu mis tahes suunas. Seega piirab membraan tsütoplasma ümbritseva rakukeskkonna teatud elektrolüütide kontsentratsiooni.

Plasmamembraani barjäärifunktsiooni teine näide on kaitse tugevast happelistest ja tugevatest leelismaterjalidest. Plasmolemma on konstrueeritud selliselt, et lipiidmolekulide hüdrofoobsed otsad on suunatud väljapoole. Seepärast piiritleb see sageli rakusisese ja ekstratsellulaarse keskkonna, millel on erinevad pH väärtused. See on vajalik rakuliseks eluks.

Organellide membraanide tõkefunktsioon

Plasmamembraani barjäärifunktsioonid on erinevad ja nad sõltuvad plasmamembraani asukohast. Eelkõige kaitseb karyolemma, see tähendab tuuma lipiidide kaksikkiht, mehaanilistest kahjustustest ja eraldab tsütoplasmaatilist tuumikeskkonda. Ja arvatakse, et karyoolma on lahutamatult seotud endoplasmaatilise retikulaari membraaniga. Seetõttu peetakse kogu süsteemi päriliku informatsiooni varudeks, valgu sünteesisüsteemiks ja valgumolekulide post-translatsioonilise modifitseerimise klastriks. Endoplasmaatiliste võrkude membraan on vajalik transpordi intratsellulaarsete kanalite kuju säilitamiseks, mille kaudu liiguvad valgu-, lipiidi- ja süsivesiku molekulid.

Mitokondriaalne membraan kaitseb mitokondriid ja plastidmembraan kaitseb kloroplaste. Lüsosomaalne membraan toimib ka barjäärina: lüsosoomi sees on agressiivne pH-keskkond ja reaktiivsed hapnikuosad, mis võivad sinna sattudes raku sees olevaid struktuure kahjustada. Membraan on universaalne barjäär, mis võimaldab üheaegselt lüsosoome "seedida" tahkeid osakesi ja piirata ensüümide toimekohta.

Plasmolemma mehaaniline funktsioon

Plasmamembraani mehaanilised funktsioonid on samuti heterogeensed. Esiteks toetab plasmolemma rakulist vormi. Teiseks piirab see raku deformeeritavust, kuid ei muuda kuju ja voolavust muutust. Samal ajal on võimalik ka membraani tugevdamine. See on tingitud rakuseina protista, bakterite, taimede ja seente moodustumisest. Loomadel, kaasa arvatud inimliik, on rakusein kõige lihtsam ja seda esindab ainult glükokalüüs.

Bakterites on glükoproteiin, taimedes on tselluloos, seentes on see hitiinhape. Diatomsed vetikad integreerivad ränidioksiidi (ränioksiid) oma rakuseintega, mis suurendab märkimisväärselt raku tugevust ja mehhaanilist stabiilsust. Ja iga keha vajab selle jaoks rakuseina. Ja plasmolemma ise on palju väiksem tugevus kui proteoglükaanide, tselluloosi või kiti kiht. Asjaolu, et tsütomeemal mängib mehaanilist rolli, ei saa kahtluse alla seada.

Samuti võimaldavad plasmamembraani mehaanilised funktsioonid rakkudes funktsioneerida mitokondrid, kloroplastid, lüsosoomid, tuum ja endoplasmiline retikulum, ning need on kaitstud allpool paiknevate kahjustuste eest. See on tüüpiline kõikidele rakkudele, millel on need membraani organellid. Peale selle on plasmamembraanil tsütoplasmaatilised väljakasvused, mille kaudu luuakse rakkudevahelised kontaktid. See on näide plasmamembraani mehaanilise funktsiooni elluviimisest. Membraani kaitsvat rolli tagab ka lipiidide kahekihilise looduslik resistentsus ja voolavus.

Tsütoplasmaatilise membraani kommunikatiivne funktsioon

Kommunikatiivsete funktsioonide seas on transport ja vastuvõtt. Need kaks omadust on tüüpilised plasma membraanile ja karyolemma jaoks. Organellide membraanil ei ole alati retseptoreid või see läbib kanalit, kusjuures karüoloom ja tsütomeemal on need moodustumised. Nende kommunikatiivsete funktsioonide rakendamise kaudu.

Transport toimub kahe võimaliku mehhanismi abil: energiakuluga, st aktiivse ja kulutamata, lihtsa difusiooniga. Kuid rakk võib aineid transportida, fagotsütoosi või pinotsütoosi tõttu. See on realiseeritud pilve vedelate või tahkete osakeste tsentrifuugimisega tsütoplasmas. Seejärel käib rakk nagu osakeste või vedeliku tilga kätte, tõmmates seda sees ja moodustades selle ümber tsütoplasmaatilise kihi.

Aktiivne transport, difusioon

Aktiivne transport on näide elektrolüütide või toitainete selektiivsest imendumisest. Spetsiifiliste kanalite abil, mida esindavad mitmest subühikust koosnevad valgumolekulid, siseneb aine või hüdraatunud ioon tsütoplasmasse. Ionid muudavad potentsiaali ja toitaineid sisestatakse metaboolsetesse ahelatesse. Ja kõik rakumembraani need funktsioonid aitavad aktiivselt kaasa selle kasvu ja arengule.

Lipiidlahustuvus

Väga diferentseerunud rakud, näiteks närvisüsteem, endokriin või lihased, kasutavad neid ioonkanaleid, et genereerida puhke- ja toimimispotentsiaalid. See moodustub osmootse ja elektrokeemilise erinevuse tõttu ning kuded on võimelised kokku leppima, genereerima või impulsse, reageerima signaalidele või edastama neid. See on oluline mehhanism teabevahetuseks rakkude vahel, mis põhineb kogu organismi funktsioonide närvisüsteemil. Sellised loomarakkude plasmamembraani funktsioonid tagavad kogu organismi elutähtsa aktiivsuse, kaitse ja liikumise reguleerimise.

Mõned ained võivad üldiselt membraanile tungida, kuid see on iseloomulik ainult lipofiilsete rasvlahustuvate molekulide molekulidele. Nad lihtsalt lahustuvad membraani kahekordsesse kihti, kergesti langevad tsütoplasmasse. See transpordimehhanism on steroidhormoonidele iseloomulik. Ja peptiidstruktuuri hormoonid ei suuda membraani tungida, kuigi nad edastavad informatsiooni ka rakule. See saavutatakse retseptori (integreeritud) molekulide plasmolemma olemasolul pinnal. Seonduvad signaaliülekande seonduvad biokeemilised mehhanismid koos tuumaga koos lipiidsete ainete otsese penetratsiooni mehhanismi kaudu membraani moodustavad lihtsama humoraalse reguleerimise süsteemi . Ja kõik need plasmamembraani lahutatavate valkude funktsioonid on vajalikud mitte ainult ühe rakuni, vaid kogu organismi poolt.

Tsütoplasmaatiliste membraanfunktsioonide tabel

Kõige ilmsem viis plasmamembraani funktsioonide isoleerimiseks on tabel, mis näitab selle rakkude bioloogilist rolli tervikuna.

See tabel näitab selgelt, milliseid funktsioone plasmamembraan täidab. Kuid neid rolle mängivad ainult rakumembraan, see tähendab kogu rakku ümbritsev lipiidide kaksikkiht. Selle sees on ka organellid, millel on ka membraane. Nende rollid tuleks väljendada skeemi vormis.

Plasmamembraani funktsioonid: skeem

Rakus on membraanide olemasolu iseloomustanud järgmised organellid: tuum, karm ja sile endoplasmiline retikulum, Golgi kompleks, mitokondrid, kloroplastid, lüsosoomid. Kõigil neil organellidel on oluline osa membraanil. Saate seda kaaluda tabeli skeemi näitena.

Loomurahu membraanid

Sellised on rakumembraani funktsioonid, kus see mängib olulist rolli iga organelli jaoks. Ja mitmed funktsioonid tuleks ühendada ühte - kaitsetuks. Eriti ühendatakse barjääri- ja mehaanilised funktsioonid kaitsvaks. Peale selle on taimerakkude plasmamembraani funktsioonid peaaegu identsed loomade ja bakterite omadustega.

Loomaterjal on kõige keerukam ja väga diferentseeritud. Siin on palju integreerivaid, poolintegreeritud ja pinnavalgusid. Tavaliselt on membraani struktuur paljukarjalistes organismides alati keerukam kui üheiksaastel organismidel. Ja milline toimib konkreetse raku plasmamembraaniga, teeb kindlaks, kas see on seotud epiteeli-, side- või ärritava koega.