Membrana plasmatică

Cell - elementul principal histologic. celula eucariotă este format din trei compartimente principale: cu membrana plasmatică, nucleu și citoplasmă cu unități structurate de celule (organite, incluziune). Important pentru organizarea de celule sunt membrane biologice care alcatuiesc fiecare celula komparmenta si multe organite. Membranele celulare sunt organizații fundamental similare. limitează în afara oricărei membranei plasmatice celulare.

Membrana plasmatică a modelului lichid mozaic, membrana plasmatica cu un aranjament mozaic de proteine ​​si lipide. In planul proteinelor membranei posedă o mobilitate laterală. proteine ​​membranare integrale sunt redistribuite în interacțiunea cu proteine ​​periferice, elemente de citoschelet, molecule in membrana celulelor adiacente și a componentelor matricei extracelulare. Principalele funcții ale membranei plasmatice. permeabilitate selectivă, interacțiunile celulă-celulă, endocitoza, exocitoza.

Compoziția membranei plasmatice includ lipide, colesterol, proteine ​​și carbohidrați.

Lipidele (fosfolipide, sfingolipide, glicolipide) alcătuiesc 45% din greutatea membranei.

Fosfolipidele. Molecula constă dintr-o porțiune de fosfolipide polară (hidrofilă) (cap) și apolar (hidrofob) dublu coadă de hidrocarburi. Faza apoasă a moleculelor de fosfolipide sunt agregate automat coadă la coadă, formând un cadru al unei membrane biologice sub formă de straturi duble (bistraturi). Astfel, în membrana cozile bistratificate fosfolipidice îndreptate spre interior și capul îndreptată spre exterior.

Sphingolipids - lipide ce conțin baze cu catenă lungă (sphingosine sau un grup similar); sfingolipide în cantități considerabile în membranele mielinizate fibrelor nervoase, straturile modificate plasmolemma celule Schwann și oligodendrogliotsitov SNC.

Glicolipide - molecule care conțin lipide oligozaharidice prezente în bistratul exterior și reziduurile lor de zahar direcționate către suprafața celulei. Glicolipide constituie 5% din monostrat exterior al moleculelor lipidice.

Colesterolul este de o importanță capitală, nu numai ca o componentă a membranelor biologice, pe baza de colesterol este sintetizat hormoni steroizi - sex, glucocorticoizi, mineralocorticoizi.

Proteinele constituie mai mult de 50% din greutatea membranei. Proteine ​​plasmolemma împărțit în integral și periferic.

Proteinele membranare integrate sunt ferm încorporate în bistratul lipidic. Exemple de proteine ​​membranare integrale - canal de ioni de proteine ​​și proteine ​​receptor (receptori de membrană). moleculă de proteină care trece prin întreaga grosime a membranei și extinzându-se din aceasta atât exterioară și suprafața interioară, - o proteină transmembranară.

proteine ​​membranare periferice (globulare și fibrilare) sunt situate pe o suprafață a membranei celulare (exterior sau interior) și non-covalent asociate cu proteinele membranare integrale. Exemple de proteine ​​ale membranei periferice asociate cu suprafața exterioară a membranei poate servi ca un receptor și proteinele de aderare. Exemple de proteine ​​ale membranei periferice asociate cu suprafața interioară a membranei, - proteine ​​asociate cu citoscheletul (de exemplu, dystroglycan, banda 4.1 proteine, protein kinaza C), proteine ​​reduceri al doilea sistem.

Carbohidrații (majoritatea oligozaharide) fac parte din glicoproteine ​​membranare și glicolipide, constituind 2-10% din greutatea sa. Pe celula hidrați de carbon de suprafață interacționează lectine. lanțuri oligozaharidice legate covalent de glicoproteine ​​și glicolipide plamolemmy, acționează pe suprafața exterioară a suprafeței membranei celulare și formează o grosime a pielii de 5 - nm - glycocalyx. Glycocalyx implicate în procesele de recunoaștere celulă-celulă, interacțiunile celulă-celulă, digestia cu membrana.

Substanțe nepolare (de exemplu, colesterol și derivați ai acestora) penetrează liber prin membranele biologice. Din acest motiv, endocitoză și exocitoză compuși polari (de exemplu hormoni peptidici) apar prin intermediul veziculelor membranare și secreția de hormoni steroizi - fără participarea acestor bule. Pentru aceiași receptori motiv molecule nepolare (de exemplu, hormoni steroizi) sunt localizate în interiorul celulei.

Substanțe polare (de exemplu, proteine ​​și ioni) nu pot pătrunde prin membranele biologice. Acesta este motivul pentru receptorii molecule polare (de exemplu hormoni peptidici) sunt integrate în membrana plasmatică și de semnalizare pentru alte compartimente celulare efectua al doilea mediatori. Din acest motiv, transportul transmembranar compușilor polari se realizează sisteme speciale incorporate in membranele biologice.

interacțiune informații intercelular

Receptor de semnal → → (al doilea mediator) → răspuns

Semnale. Semnalizarea de la celula la celula molecula de semnalizare este realizată (primul intermediar) generat în unele celule și un efect specific asupra altor celule - celula țintă. Specificitatea se determină expunerea moleculelor prezente în receptorii celulelor țintă de semnalizare, de liganzi se leagă numai propriile lor. Toate moleculele de semnalizare (liganzii) - în funcție de natura lor fizică și chimică - împărțit în polar (sau mai degrabă - hidrofil) și apolară (sau mai precis - grăsime-solubil).

Receptorii înregistrați în cușca care sosesc de semnal și o transmite un al doilea intermediar. Distinge membrană și receptori nucleari.

receptori de membrană - glicoproteine. Ei controlează plasmolemma permeabilitate prin schimbarea conformației proteinelor canalelor de ioni (de exemplu, n-acetilcolina receptor), controlată livrarea de molecule într-o celulă (colesterol de exemplu), moleculele se leaga de matrice extracelulară cu elemente ale citoscheletului (de exemplu integrine) detectează prezența semnalelor de informație (de exemplu, neurotransmițători , raze de lumină, molecule olfactive, antigene, citokine, hormoni peptida). receptori de membrană celulară înregistrate de intrare pentru a transmite semnalul său și compuși chimici intracelular care mediază efectul final (intermediari a doua). Receptorii Functional membrane sunt divizate în catalitic asociate cu canale de ioni și funcționează printr-o G-proteină.

receptorilor nucleari - proteine ​​sunt receptori de steroizi hormonali (minerale și glucocorticoizi, estrogeni, progesteron, testosteron), retinoizi, hormoni tiroidieni, acizi biliari, vitamina D3. Fiecare receptor are laganda regiune de legare și o porțiune care interacționează cu secvențe de ADN specifice. Cu alte cuvinte, receptori nucleari - ligand factori transkriptitsionnye activat. Genomul uman conține mai mult de 30 de receptori nucleari, liganzi care sunt în stadiul de identificare (receptori orfani).

Vneretseptornye semnal moleculară mică. Unele semnale moleculare scăzute (de exemplu, oxid de azot și monoxid de carbon) acționează asupra celulei țintă, ocolind receptorii.

Oxidul nitric (NO) - mediator gazos interacțiunile intercelulare formate din L-arginină cu participarea enzimei NO-sintaza. Celulele țintă activează guanilat ciclazei, ceea ce conduce la o creștere a nivelului de mesager secundar - cGMP.

monoxid de carbon (monoxid de carbon, CO). Ca o molecula de semnalizare CO joaca un rol important in sistemul imunitar, cardiovascular și sistemul nervos periferic.

intermediari doilea. Moleculele de semnalizare intracelulară (mesagerilor secundari) care transmit informații de receptorii membranari efectori (actuatori molecule) care mediază răspunsul celulei la semnal. Stimulii cum ar fi lumina, miros, hormoni și alte semnale chimice (liganzi) inițiază un răspuns al celulelor țintă prin modificarea nivelului său în al doilea mediatori intracelulari. În al doilea rând (intracelular) prezintă numeroase mediatori clasă de compuși. Acestea includ nucleotide ciclice (AMPc și GMPc), inositol trifosfat, diacilglicerol, Ca 2+.

Răspunsurile celulelor țintă. funcțiile celulare sunt realizate la diferite nivele de informație genetică (de exemplu, transcriere, modificarea post-translațională) și foarte diverse (de exemplu, schimbarea activității modul de operare, stimulare sau supresie, reprogramarea sinteze și așa mai departe).

Endocitoză - absorbție (internalizare) cu celule de apă, substanțe, particule și microorganisme. Pentru realizări includ pinocitoză fagocitoza, endocitoză mediată de receptor pentru a forma o clathrin vezicula mărginită și endocitoza-clathrin independent implicând caveolae.

Pinocitoză - procesul de absorbție a lichidelor și solutului pentru a forma bule mici. Se considera ca fluidele extracelulare pinocitoză nespecifică absorbție metoda și substanțele conținute în acesta, atunci când o anumită regiune a invaginates membranei celulare pentru a forma gaura și apoi flaconul care conține fluidul extracelular.

endocitoza mediată de receptor se caracterizează prin absorbție din fluidul extracelular al macromolecule specifice leagă receptori specifici localizate în plasmolemma. Secvența evenimentelor este după cum urmează endocitoză mediată de receptor: interacțiunea ligandului cu concentrația de membrană → complex receptor „ligand-receptor“ pe carierele de suprafață mărginită → formând → mărginită de imersiune clathrin balon în flaconul căptușit cu celule. Are activitate GTPazei proteine ​​dynamin chemomechanical la intersecția dintre plasmolemma și formele cu bule mărginea așa-numitul molecular de primăvară, care în scindarea GTP straightens și împinge flaconul din plasmolemma. In mod similar, celula absoarbe transferinei, colesterol, LDL, împreună cu multe alte molecule.

Clathrin-independent endocitoza. Prin endocitoză-clathrin independent are loc absorbția multor obiecte și molecule, de exemplu, transformând receptorul factorului de creștere TGFp, toxine, virusuri, etc. O modalitate de endocitoza-clathrin independent -. 50-80 nm absorbție diametru - caveolae. Caveolae caracteristică a majorității tipurilor de celule; în special numeroase în celulele endoteliale, în cazul în care acestea sunt implicate în transportul de macromolecule mari.

Fagocitoza - absorbția particulelor mari (de exemplu, microorganisme sau resturi de celule). Fagocitoza se efectuează celule speciale - fagocite (macrofage, neutrofile). În timpul fagocitoza produce vezicule mari endocytic - fagozom. Phagosomes fuziona cu lizozomii și formă fagolizozom. Fagocitoza, pinocitoză spre deosebire de semnale induce care acționează asupra receptorilor din fagocitele plasmolemma. Aceste semnale sunt AT particule opsoniruyuschie fagotsitiruemuyu.

Exocitoza (secreție) - proces când vezicule intracelulare secretorii (de exemplu, sinaptică) și granulele secretorii fuzionează cu plasmolemma și conținutul lor este eliberat din celula. In timpul exocitoza sunt următoarele etape succesive: se deplasează vezicula la subplazmolemmalnoe spațiu, comunicare și stabilirea - Unei plasmolemma porțiune, fuziune membrana, eliberarea conținutului de granule (bule) și de recuperare (separare) a peletelor de membrană (de doc englezesc de andocare.).

Vezicule de membrana conține substanțe pentru a fi excreției din celulă (exocitoza secreție). Aceste bule sunt formate în complexul Golgi.

Granule - vezicule secretorii cu un conținut de densitate de electroni prezent în celulele cromafine (catecholamine) mast (histamina) și unele celule endocrine (hormoni).

secreție constitutivă și reglementate. Procesul de secreție poate fi spontană și controlată. O parte se unește în mod continuu vezicule cu membrana celulară (secreție constitutivă), iar cealaltă parte este stocată sub bule plasmolemma, dar procesul și fuziunea membranei veziculei are loc numai sub influența semnalului, de multe ori, datorită creșterii Ca 2+ concentrației în citosol (exocitoza reglementată) .

secreție Tipuri (merokrinovy ​​sau exocrine, apocrină și holocrin) vor fi luate în considerare în continuare.

Transcytosis - transportul de macromolecule în întreaga celulă, în care există o comutare endocitoză rapid și eficient la exocitoză. Transcytoză se realizează de obicei cu participarea caveolae. Caveolae-purtători formează bule discrete care călătoresc între părțile apicale și bazale ale celulelor fiind expuse în fiecare revoluție (disc de transport) procesul de fuziune separare. Transcytoză se caracterizează, de exemplu, celule endoteliale, unde transportul macromoleculelor prin celule din lumenul în țesut.