A cella felületi apparátusa egy univerzális alrendszer. Meghatározzák a határt a külső környezet és a citoplazma között. A PAC szabályozza kölcsönhatásukat. Tekintsük tovább a sejt felületi apparátusának szerkezeti és funkcionális felépítésének jellemzőit.
Alkatrészek
Az eukarióta sejtek felszíni apparátusának következő komponenseit különböztetjük meg: plazmamembrán, szupramembrán és szubmembrán komplexek. Az első egy gömb alakú elem formájában van bemutatva. A plazmalemma a felszíni sejtrendszer alapja. Az epimembrán komplex (más néven glikokalix) egy külső elem, amely a plazmamembrán felett helyezkedik el. Különféle összetevőket tartalmaz. Ezek különösen a következők:
- A glikoproteinek és glikolipidek szénhidrát részei.
- Membrán perifériás fehérjéi.
- Speciális szénhidrátok.
- Félintegrált és integrált fehérjék.
A szubmembrán komplexum a plazmalemma alatt található. Tartalmazza a mozgásszervi rendszert és a perifériás hialoplazmát.
Az almembrán elemeikomplex
Figyelembe véve a sejt felszíni apparátusának szerkezetét, külön kell foglalkozni a perifériás hialoplazmával. Ez egy speciális citoplazmatikus rész, és a plazmamembrán felett helyezkedik el. A perifériás hialoplazma nagymértékben differenciált folyékony heterogén anyagként jelenik meg. Különféle nagy és kis molekulatömegű elemeket tartalmaz oldatban. Valójában ez egy mikrokörnyezet, amelyben specifikus és általános anyagcsere-folyamatok játszódnak le. A perifériás hialoplazma a felszíni apparátus számos funkcióját látja el.
Izom-csontrendszer
A perifériás hialoplazmában található. A mozgásszervi rendszerben a következők találhatók:
- Mikrofibrillák.
- Csontvázrostok (köztes filamentum).
- Mikrotubulusok.
A mikrofibrillák fonalas szerkezetek. A csontváz rostjai számos fehérjemolekula polimerizációja következtében jönnek létre. Számukat és hosszukat speciális mechanizmusok szabályozzák. Amikor megváltoznak, a sejtfunkciók anomáliái lépnek fel. A mikrotubulusok vannak a legtávolabb a plazmalemmától. Falukat tubulin fehérjék alkotják.
A cella felületi berendezésének felépítése és funkciói
Az anyagcsere a transzportmechanizmusok jelenléte miatt megy végbe. A sejt felületi apparátusának szerkezete lehetővé teszi a vegyületek mozgásának többféle módon történő végrehajtását. Különösen a következő típusokszállítás:
- Egyszerű diffúzió.
- Passzív szállítás.
- Aktív mozgás.
- Citózis (membrános csere).
A szállításon kívül a cella felületi berendezésének olyan funkciói, mint:
- Akadály (elhatárolás).
- Receptor.
- Azonosítás.
- A sejtmozgás funkciója filo-, pszeudo- és lamellopodia képzésén keresztül.
Szabad mozgás
Az egyszerű diffúzió a sejt felületi berendezésén keresztül kizárólag elektromos gradiens jelenlétében valósul meg a membrán mindkét oldalán. Mérete határozza meg a mozgás sebességét és irányát. A bilipid réteg bármely hidrofób típusú molekulát képes átjutni. A biológiailag aktív elemek többsége azonban hidrofil. Ennek megfelelően a szabad mozgásuk nehézkes.
Passzív szállítás
Ezt a fajta összetett mozgást megkönnyített diffúziónak is nevezik. Ezt a sejt felszíni berendezésén keresztül is végrehajtják gradiens jelenlétében és ATP fogyasztása nélkül. A passzív szállítás gyorsabb, mint az ingyenes szállítás. A gradiens koncentrációkülönbségének növelése során eljön az a pillanat, amikor a mozgás sebessége állandóvá válik.
Szállítók
A sejt felszíni berendezésén keresztül történő szállítást speciális molekulák biztosítják. Ezen hordozók segítségével nagy hidrofil típusú molekulák (elsősorban aminosavak) haladnak át a koncentrációgradiensen. FelületAz eukarióta sejtberendezések passzív hordozókat tartalmaznak különféle ionokhoz: K+, Na+, Ca+, Cl-, HCO3-. Ezeket a speciális molekulákat nagy szelektivitás jellemzi a szállított elemekkel szemben. Emellett fontos tulajdonságuk a nagy mozgási sebesség. Elérheti a 104 vagy több molekulát másodpercenként.
Aktív közlekedés
A színátmenettel szemben mozgó elemek jellemzik. A molekulák az alacsony koncentrációjú területekről a magasabb koncentrációjú területekre kerülnek. Egy ilyen mozgás bizonyos ATP-költséggel jár. Az aktív transzport megvalósításához az állati sejt felszíni apparátusának szerkezetében specifikus hordozóanyagokat tartalmaznak. Ezeket "szivattyúknak" vagy "szivattyúknak" nevezték. Ezen hordozók közül sokat az ATPáz aktivitása különböztet meg. Ez azt jelenti, hogy képesek lebontani az adenozin-trifoszfátot és energiát vonni ki tevékenységeikhez. Az aktív transzport iongradienseket hoz létre.
Citózis
Ez a módszer különböző anyagok vagy nagy molekulák részecskéinek mozgatására szolgál. A citózis folyamatában a szállított elemet membránvezikula veszi körül. Ha a mozgást a sejtbe hajtják végre, akkor azt endocitózisnak nevezik. Ennek megfelelően a fordított irányt exocitózisnak nevezik. Egyes sejtekben az elemek áthaladnak. Ezt a transzporttípust transzcitózisnak vagy diaciózisnak nevezik.
Plasmolemma
A sejt felszíni berendezésének szerkezete magában foglalja a plazmáttúlnyomórészt lipidekből és fehérjékből körülbelül 1:1 arányban kialakított membrán. Ennek az elemnek az első "szendvicsmodelljét" 1935-ben javasolták. Az elmélet szerint a plazmolemma alapját két rétegben (bilipid rétegben) egymásra halmozott lipidmolekulák alkotják. A farkukat (hidrofób területeket) egymás felé fordítják, kifelé és befelé pedig - hidrofil fejeket. A bilipid réteg ezen felületeit fehérjemolekulák borítják. Ezt a modellt az 1950-es években elektronmikroszkóppal végzett ultrastrukturális vizsgálatok igazolták. Közelebbről azt találtuk, hogy egy állati sejt felszíni berendezése háromrétegű membránt tartalmaz. Vastagsága 7,5-11 nm. Van egy középső világos és két sötét periférikus rétege. Az első a lipidmolekulák hidrofób régiójának felel meg. A sötét területek pedig fehérjék és hidrofil fejek folyamatos felületi rétegei.
Egyéb elméletek
Különféle elektronmikroszkópos vizsgálatokat végeztek az 50-es évek végén – a 60-as évek elején. rámutatott a membránok háromrétegű szerveződésének egyetemességére. Ez tükröződik J. Robertson elméletében. Eközben az 1960-as évek végére elég sok olyan tény halmozódott fel, amit a meglévő "szendvicsmodell" szemszögéből nem magyaráztak meg. Ez lendületet adott új sémák kidolgozásához, beleértve a fehérje- és lipidmolekulák közötti hidrofób-hidrofil kötéseken alapuló modelleket. Közöttezek egyike a "lipoprotein szőnyeg" elmélet volt. Ennek megfelelően a membrán kétféle fehérjét tartalmaz: integrált és perifériás fehérjét. Ez utóbbiak elektrosztatikus kölcsönhatásokkal járnak a lipidmolekulákon lévő poláris fejekkel. Ezek azonban soha nem alkotnak folyamatos réteget. A globuláris fehérjék kulcsszerepet játszanak a membránképzésben. Részben elmerülnek benne, és félig integráltnak nevezik őket. Ezeknek a fehérjéknek a mozgása a folyékony lipid fázisban történik. Ez biztosítja a teljes membránrendszer labilitását és dinamizmusát. Jelenleg ez a modell a leggyakoribb.
Lipidek
A membrán legfontosabb fizikai és kémiai jellemzőit egy, az elemekből – foszfolipidekből álló – réteg biztosítja, amely egy nem poláris (hidrofób) farokból és egy poláris (hidrofil) fejből áll. Ezek közül a leggyakoribbak a foszfogliceridek és a szfingolipidek. Ez utóbbiak főleg a külső monorétegben koncentrálódnak. Oligoszacharid láncokhoz kapcsolódnak. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a láncszemek túlnyúlnak a plazmalemma külső részén, aszimmetrikus alakot kap. A glikolipidek fontos szerepet játszanak a felszíni apparátus receptor funkciójának megvalósításában. A legtöbb membrán koleszterint (koleszterint) is tartalmaz - egy szteroid lipidet. Mennyisége eltérő, ami nagyban meghatározza a membrán folyékonyságát. Minél több a koleszterin, annál magasabb. A folyadék szintje a telítetlen és telített maradékok arányától is függzsírsavak. Minél több van belőlük, annál magasabb. A folyadék befolyásolja az enzimek aktivitását a membránban.
fehérjék
A lipidek elsősorban a záró tulajdonságokat határozzák meg. A fehérjék ezzel szemben hozzájárulnak a sejt kulcsfontosságú funkcióinak teljesítéséhez. Különösen a vegyületek szabályozott szállításáról, az anyagcsere szabályozásáról, a befogadásról és így tovább. A fehérjemolekulák mozaikszerűen oszlanak el a lipid kettős rétegben. Mélységben mozoghatnak. Ezt a mozgást láthatóan maga a sejt irányítja. A mikrofilamentumok részt vesznek a mozgási mechanizmusban. Egyedi integrált fehérjékhez kapcsolódnak. A membránelemek a bilipid réteghez viszonyított elhelyezkedésüktől függően eltérőek. A fehérjék tehát perifériásak és integráltak lehetnek. Az elsők a rétegen kívül találhatók. Gyengén kötődnek a membrán felületéhez. Az integrált fehérjék teljesen elmerülnek benne. Erősen kötődnek a lipidekhez, és nem szabadulnak ki a membránból anélkül, hogy károsítanák a bilipid réteget. Azon fehérjéket, amelyek át- és áthatolnak rajta, transzmembránoknak nevezzük. A fehérjemolekulák és a különböző természetű lipidek közötti kölcsönhatás biztosítja a plazmalemma stabilitását.
Glycocalyx
A lipoproteineknek oldalláncai vannak. Az oligoszacharid molekulák lipidekhez kötődhetnek és glikolipideket képezhetnek. Szénhidrát részeik a glikoproteinek hasonló elemeivel együtt negatív töltést adnak a sejtfelszínnek, és a glikokalix alapját képezik. Őközepes elektronsűrűségű laza réteg képviseli. A glikokalix a plazmalemma külső részét fedi. Szénhidrát helyei hozzájárulnak a szomszédos sejtek és a közöttük lévő anyagok felismeréséhez, valamint adhezív kötéseket biztosítanak velük. A glikokalix hormon- és hetokompatibilitási receptorokat, enzimeket is tartalmaz.
Extra
A membránreceptorokat főként glikoproteinek képviselik. Képesek nagyon specifikus kötéseket létrehozni ligandumokkal. A membránban jelenlévő receptorok emellett szabályozhatják bizonyos molekulák sejtbe jutását, a plazmamembrán permeabilitását. Képesek a külső környezetből érkező jeleket belső jelekké alakítani, megkötni az extracelluláris mátrix és a citoszkeleton elemeit. Egyes kutatók úgy vélik, hogy a glikokalixban félig integrált fehérjemolekulák is találhatók. Funkcionális helyeik a sejtfelszíni apparátus szupramembrán régiójában találhatók.
