Cytoplasm — obligadong bahagi mga selulang nakapaloob sa pagitan ng lamad ng plasma at ng nucleus; Ito ay nahahati sa hyaloplasm (ang pangunahing sangkap ng cytoplasm), organelles (permanenteng bahagi ng cytoplasm) at mga inklusyon (pansamantalang bahagi ng cytoplasm). Komposisyong kemikal cytoplasm: ang batayan ay tubig (60-90% ng kabuuang masa ng cytoplasm), iba't ibang organiko at mga di-organikong compound. Ang cytoplasm ay alkalina. Ang isang katangian ng cytoplasm ng isang eukaryotic cell ay ang patuloy na paggalaw ( cyclosis). Ito ay natutukoy pangunahin sa pamamagitan ng paggalaw ng mga organel ng cell, tulad ng mga chloroplast. Kung ang paggalaw ng cytoplasm ay huminto, ang cell ay namamatay, dahil ang pagiging pare-pareho lamang ang paggalaw nito ay maaaring gawin ang mga function nito.
Hyaloplasm ( cytosol) ay isang walang kulay, malansa, makapal at transparent na colloidal solution. Nasa loob nito na ang lahat ng mga proseso ng metabolic ay nagaganap, nagbibigay ito ng pagkakabit ng nucleus at lahat ng mga organelles. Depende sa pamamayani ng likidong bahagi o malalaking molekula sa hyaloplasm, dalawang anyo ng hyaloplasm ay nakikilala: sol- mas likidong hyaloplasm at gel- mas siksik na hyaloplasm. Posible ang mga mutual transition sa pagitan nila: ang gel ay nagiging sol at vice versa.
Mga function ng cytoplasm:
- pagsasama ng lahat ng bahagi ng cell sa isang sistema,
- kapaligiran para sa pagpasa ng maraming biochemical at physiological na proseso,
- kapaligiran para sa pagkakaroon at paggana ng mga organelles.
Mga pader ng cell
Mga pader ng cell limitahan ang mga eukaryotic cells. Sa bawat lamad ng cell hindi bababa sa dalawang layer ay maaaring makilala. Ang panloob na layer ay katabi ng cytoplasm at kinakatawan ng lamad ng plasma(mga kasingkahulugan - plasmalemma, lamad ng cell, cytoplasmic membrane), kung saan nabuo ang panlabas na layer. Sa isang selula ng hayop, ito ay manipis at tinatawag glycocalyx(nabuo ng glycoproteins, glycolipids, lipoproteins), sa isang cell ng halaman - makapal, tinatawag pader ng cell(nabuo ng selulusa).
Ang lahat ng biological membrane ay may mga karaniwang katangian at katangian ng istruktura. Kasalukuyang karaniwang tinatanggap fluid mosaic na modelo ng istraktura ng lamad. Ang batayan ng lamad ay isang lipid bilayer, na pangunahing nabuo ng mga phospholipid. Phospholipids ay triglycerides kung saan ang isang fatty acid residue ay pinapalitan ng isang phosphoric acid residue; ang seksyon ng molekula kung saan matatagpuan ang nalalabi ng phosphoric acid ay tinatawag na hydrophilic head, ang mga seksyon kung saan matatagpuan ang mga residue ng fatty acid ay tinatawag na hydrophobic tails. Sa lamad, ang mga phospholipid ay nakaayos sa isang mahigpit na pagkakasunud-sunod: ang mga hydrophobic na buntot ng mga molekula ay nakaharap sa isa't isa, at ang mga hydrophilic na ulo ay nakaharap palabas, patungo sa tubig.
Bilang karagdagan sa mga lipid, ang lamad ay naglalaman ng mga protina (sa average ≈ 60%). Tinutukoy nila ang karamihan sa mga tiyak na pag-andar ng lamad (transportasyon ng ilang mga molekula, catalysis ng mga reaksyon, pagtanggap at pag-convert ng mga signal mula sa kapaligiran, atbp.). Makilala: 1) mga peripheral na protina(matatagpuan sa panlabas o panloob na ibabaw ng lipid bilayer), 2) semi-integral na protina(ilubog sa lipid bilayer sa iba't ibang lalim), 3) integral o transmembrane na mga protina(tumagos sa lamad sa pamamagitan at sa pamamagitan ng, habang nakikipag-ugnayan sa parehong panlabas at panloob na kapaligiran ng cell). Ang mga integral na protina sa ilang mga kaso ay tinatawag na channel-forming, o channel, dahil maaari silang ituring bilang mga hydrophilic channel kung saan ang mga polar molecule ay pumapasok sa cell (ang lipid component ng lamad ay hindi papayagan silang makalusot).
A - hydrophilic ulo ng phospholipid; C, hydrophobic tails ng phospholipid; 1 - hydrophobic na rehiyon ng mga protina E at F; 2, hydrophilic rehiyon ng protina F; 3 - isang branched oligosaccharide chain na nakakabit sa isang lipid sa isang glycolipid molecule (glycolipids ay mas karaniwan kaysa sa glycoproteins); 4 - branched oligosaccharide chain na nakakabit sa isang protina sa isang glycoprotein molecule; 5 - hydrophilic channel (gumaganap bilang isang butas kung saan maaaring dumaan ang mga ions at ilang polar molecule).
Ang lamad ay maaaring maglaman ng carbohydrates (hanggang 10%). Ang carbohydrate component ng mga lamad ay kinakatawan ng oligosaccharide o polysaccharide chain na nauugnay sa mga molekula ng protina (glycoproteins) o lipids (glycolipids). Karaniwan, ang mga karbohidrat ay matatagpuan sa panlabas na ibabaw ng lamad. Ang mga karbohidrat ay nagbibigay ng mga function ng receptor ng lamad. Sa mga selula ng hayop, ang mga glycoprotein ay bumubuo ng isang epimembrane complex, ang glycocalyx, na may kapal ng ilang sampu-sampung nanometer. Maraming mga cell receptor ang matatagpuan sa loob nito, sa tulong nito ay nangyayari ang pagdirikit ng cell.
Ang mga molekula ng mga protina, carbohydrates at lipid ay mobile, na maaaring lumipat sa eroplano ng lamad. Ang kapal ng lamad ng plasma ay humigit-kumulang 7.5 nm.
Mga function ng lamad
Ang mga lamad ay gumaganap ng mga sumusunod na pag-andar:
- paghihiwalay ng mga nilalaman ng cellular mula sa panlabas na kapaligiran,
- regulasyon ng metabolismo sa pagitan ng cell at kapaligiran,
- paghahati ng cell sa mga compartment ("compartments"),
- lokasyon ng "enzymatic conveyors",
- pagbibigay ng komunikasyon sa pagitan ng mga selula sa mga tisyu mga multicellular na organismo(pagdirikit),
- pagkilala ng signal.
Ang pinakamahalagang ari-arian ng lamad- selective permeability, ibig sabihin. ang mga lamad ay lubos na natatagusan sa ilang mga sangkap o molekula at mahinang natatagusan (o ganap na hindi natatagusan) sa iba. Ang pag-aari na ito ay sumasailalim sa pag-andar ng regulasyon ng mga lamad, na nagsisiguro sa pagpapalitan ng mga sangkap sa pagitan ng cell at ng panlabas na kapaligiran. Ang proseso kung saan dumadaan ang mga sangkap sa lamad ng cell ay tinatawag transportasyon ng mga sangkap. Makilala: 1) passive na transportasyon- ang proseso ng pagpasa ng mga sangkap, pagpunta nang walang enerhiya; 2) aktibong transportasyon- ang proseso ng pagpasa ng mga sangkap, na sumasama sa halaga ng enerhiya.
Sa passive na transportasyon ang mga sangkap ay lumilipat mula sa isang lugar na may mas mataas na konsentrasyon patungo sa isang lugar na may mas mababang isa, i.e. kasama ang gradient ng konsentrasyon. Sa anumang solusyon mayroong mga molekula ng solvent at solute. Ang proseso ng paggalaw ng mga solute na molekula ay tinatawag na pagsasabog, ang paggalaw ng mga solvent na molekula ay tinatawag na osmosis. Kung ang molekula ay sinisingil, kung gayon ang transportasyon nito ay apektado ng electrical gradient. Samakatuwid, ang isa ay madalas na nagsasalita ng isang electrochemical gradient, pinagsasama ang parehong mga gradients. Ang bilis ng transportasyon ay depende sa magnitude ng gradient.
Ang mga sumusunod na uri ng passive transport ay maaaring makilala: 1) simpleng pagsasabog- transportasyon ng mga sangkap nang direkta sa pamamagitan ng lipid bilayer (oxygen, carbon dioxide); 2) pagsasabog sa pamamagitan ng mga channel ng lamad- transportasyon sa pamamagitan ng channel-forming proteins (Na +, K +, Ca 2+, Cl -); 3) pinadali ang pagsasabog- transportasyon ng mga sangkap gamit ang mga espesyal na protina ng transportasyon, ang bawat isa ay responsable para sa paggalaw ng ilang mga molekula o grupo ng mga kaugnay na molekula (glucose, amino acids, nucleotides); 4) osmosis- transportasyon ng mga molekula ng tubig (sa lahat ng biological system, tubig ang solvent).
Kailangan aktibong transportasyon nangyayari kapag kinakailangan upang matiyak ang paglipat ng mga molekula sa pamamagitan ng lamad laban sa electrochemical gradient. Ang transportasyon na ito ay isinasagawa ng mga espesyal na protina ng carrier, ang aktibidad na nangangailangan ng paggasta ng enerhiya. Ang pinagmumulan ng enerhiya ay Mga molekula ng ATP. Kasama sa aktibong transportasyon ang: 1) Na + /K + -pump (sodium-potassium pump), 2) endocytosis, 3) exocytosis.
Trabaho ang Na + /K + -pump. Para sa normal na paggana, ang cell ay dapat mapanatili ang isang tiyak na ratio ng K + at Na + ions sa cytoplasm at sa panlabas na kapaligiran. Ang konsentrasyon ng K + sa loob ng cell ay dapat na mas mataas kaysa sa labas nito, at Na + - vice versa. Dapat pansinin na ang Na + at K + ay maaaring malayang kumalat sa pamamagitan ng mga pores ng lamad. Sinasalungat ng Na+/K+ pump ang equalization ng mga konsentrasyon ng ion na ito at aktibong nagbomba ng Na+ palabas ng cell at K+ papunta sa cell. Ang Na + /K + -pump ay isang transmembrane protein na may kakayahang magbago ng conformational, nang sa gayon ay maaari nitong ikabit ang parehong K + at Na + . Ang cycle ng operasyon ng Na + /K + -pump ay maaaring nahahati sa mga sumusunod na phase: 1) attachment ng Na + mula sa loob ng lamad, 2) phosphorylation ng pump protein, 3) release ng Na + sa extracellular space, 4) attachment ng K + mula sa labas ng lamad , 5) dephosphorylation ng pump protein, 6) release ng K + sa intracellular space. Ang sodium-potassium pump ay kumokonsumo ng halos isang katlo ng lahat ng enerhiya na kailangan para sa buhay ng cell. Sa isang cycle ng operasyon, ang pump ay nagbo-bomba ng 3Na + mula sa cell at nagbo-bomba sa 2K +.
Endositosis- ang proseso ng pagsipsip ng cell ng malalaking particle at macromolecules. Mayroong dalawang uri ng endocytosis: 1) phagocytosis- pagkuha at pagsipsip ng malalaking particle (mga cell, bahagi ng cell, macromolecules) at 2) pinocytosis- pagkuha at pagsipsip ng likidong materyal (solusyon, koloidal na solusyon, suspensyon). Ang kababalaghan ng phagocytosis ay natuklasan ng I.I. Mechnikov noong 1882. Sa panahon ng endocytosis, ang plasma membrane ay bumubuo ng isang invagination, ang mga gilid nito ay nagsanib, at ang mga istrukturang pinaghihiwalay mula sa cytoplasm ng isang solong lamad ay inilalagay sa cytoplasm. Maraming protozoa at ilang leukocytes ang may kakayahang mag-phagocytosis. Ang Pinocytosis ay sinusunod sa mga epithelial cells ng bituka, sa endothelium ng mga capillary ng dugo.
Exocytosis- ang kabaligtaran na proseso ng endocytosis: ang pag-alis ng iba't ibang mga sangkap mula sa cell. Sa panahon ng exocytosis, ang vesicle membrane ay sumasama sa panlabas na cytoplasmic membrane, ang mga nilalaman ng vesicle ay tinanggal sa labas ng cell, at ang lamad nito ay kasama sa panlabas na cytoplasmic membrane. Sa ganitong paraan, ang mga hormone ay pinalabas mula sa mga selula ng mga glandula ng endocrine, at sa protozoa, ang hindi natutunaw na pagkain ay nananatili.
Pumunta sa lektura bilang 5"Teorya ng Cell. Mga uri ng organisasyong cellular»
Pumunta sa lektura bilang 7"Eukaryotic cell: istraktura at pag-andar ng mga organelles"
Ang mga cell ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang prinsipyo ng istraktura ng lamad.
biological na lamad - isang manipis na pelikula, protina-lipid na istraktura, 7 - 10 nm makapal, na matatagpuan sa ibabaw ng mga cell (cell membrane), na bumubuo sa mga dingding ng karamihan sa mga organelles at ang shell ng nucleus.
Noong 1972, nagmungkahi sina S. Singer at G. Nichols modelo ng fluid mosaic istraktura ng lamad ng cell. Nang maglaon, halos nakumpirma na ito. Kapag tiningnan sa ilalim ng electron microscope, tatlong layer ang makikita. Ang daluyan, magaan, ay bumubuo ng batayan ng lamad - ang bilipid layer na nabuo ng mga likidong phospholipid ("lipid sea"). Ang mga molekula ng mga lipid ng lamad (phospholipids, glycolipids, kolesterol, atbp.) ay may mga hydrophilic na ulo at hydrophobic na mga buntot, samakatuwid ang mga ito ay maayos na nakatuon sa bilayer. Ang dalawang madilim na layer ay mga protina na matatagpuan sa iba't ibang kaugnay sa lipid bilayer: paligid (katabi) - karamihan sa mga protina ay matatagpuan sa parehong ibabaw ng lipid layer; semi-integral (medyo lubog) - tumagos lamang ng isang layer ng lipid; integral (nakalubog) dumaan sa magkabilang layer. Ang mga protina ay may mga hydrophobic na rehiyon na nakikipag-ugnayan sa mga lipid, at mga hydrophilic na rehiyon sa ibabaw ng lamad na nakikipag-ugnayan sa may tubig na nilalaman ng cell, o tissue fluid.
Mga function ng biological membranes:
1) nililimitahan ang mga nilalaman ng cell mula sa panlabas na kapaligiran at ang mga nilalaman ng organelles, ang nucleus mula sa cytoplasm;
2) magbigay ng transportasyon ng mga sangkap sa loob at labas ng cell, papunta sa cytoplasm mula sa mga organelles at vice versa;
3) lumahok sa pagtanggap at pag-convert ng mga signal mula sa kapaligiran, pagkilala sa mga sangkap ng cell, atbp.;
4) magbigay ng malapit-lamad na proseso;
5) lumahok sa pagbabago ng enerhiya.
Cytoplasmic membrane (plasmalemma, cell membrane, plasma membrane) - ang biological membrane na nakapalibot sa cell; basic, unibersal para sa lahat ng mga cell sangkap kagamitan sa ibabaw. Ang kapal nito ay humigit-kumulang 10 nm. Mayroon itong katangian ng istraktura ng mga biological membrane. Sa cytoplasmic membrane, ang mga hydrophilic na ulo ng mga lipid ay nakaharap sa panlabas at panloob na gilid ng lamad, habang ang hydrophobic tails ay nakaharap sa loob ng lamad. Mga peripheral na protina nauugnay sa mga polar na ulo ng mga molekulang lipid sa pamamagitan ng mga hydrostatic na pakikipag-ugnayan. Hindi sila bumubuo ng tuluy-tuloy na layer. Ang mga peripheral na protina ay nagbubuklod sa plasmalemma sa mga istruktura ng supra- o submembrane ng surface apparatus. Ang ilang mga molekula ng lipid at protina sa plasmalemma ng mga selula ng hayop ay mayroon mga covalent bond na may mga molekula ng oligo-iposaccharide, na matatagpuan sa panlabas na ibabaw ng lamad. Ang mga molekulang may mataas na sanga ay bumubuo ng glycolipids at glycoproteins na may mga lipid at protina, ayon sa pagkakabanggit. saccharide layer glycocalyx (lat. glycis- matamis at kallum- makapal na balat) ay sumasakop sa buong ibabaw ng cell at isang epimembrane complex ng selula ng hayop. Ang mga oligosaccharide at polysaccharide chain (antennas) ay gumaganap ng ilang mga function: pagkilala sa mga panlabas na signal; pagdirikit ng mga cell, ang kanilang tamang oryentasyon sa panahon ng pagbuo ng tissue; immune response, kung saan ang mga glycoprotein ay gumaganap ng papel ng immune response.
kanin. Ang istraktura ng plasmalemma
Ang kemikal na komposisyon ng lamad ng plasma: 55% - protina, 35-40% - lipid, 2-10% - carbohydrates.
Ang panlabas na lamad ng cell ay bumubuo ng isang mobile na ibabaw ng cell, na maaaring magkaroon ng mga outgrowth at protrusions, ginagawang kulot. mga oscillatory na paggalaw, ang mga macromolecule ay patuloy na gumagalaw dito. Ang ibabaw ng cell ay heterogenous: ang istraktura nito sa iba't ibang bahagi ay hindi pareho, hindi pantay at pisyolohikal na katangian mga lugar na ito. Ang ilang mga enzyme (mga 200) ay naisalokal sa plasmalemma, kaya ang epekto ng mga kadahilanan sa kapaligiran sa cell ay pinapamagitan ng cytoplasmic membrane nito. Ang ibabaw ng cell ay may mataas na lakas at pagkalastiko, ito ay madali at mabilis na naibalik pagkatapos ng maliit na pinsala.
Ang istraktura ng lamad ng plasma ay tumutukoy sa mga katangian nito:
Ang pagkalastiko (fluidity), ay nagpapahintulot sa lamad na baguhin ang hugis at sukat nito;
Ang kakayahang magsara ng sarili, ay nagbibigay-daan sa lamad na maibalik ang integridad kapag nasira;
Ang selective permeability ay nagbibigay ng pagpasa ng iba't ibang mga sangkap sa pamamagitan ng lamad sa iba't ibang bilis.
Ang pangunahing pag-andar ng cytoplasmic membrane:
tinutukoy at pinapanatili ang hugis ng cell ( paghubog);
nililimitahan ang mga panloob na nilalaman ng cell ( hadlang), gumaganap ng papel ng isang mekanikal na hadlang; ang aktwal na pag-andar ng hadlang ay ibinibigay ng bilipid layer, na pumipigil sa pagkalat ng mga nilalaman at pinipigilan ang pagtagos ng mga dayuhang sangkap sa cell;
Pinoprotektahan ang cell mula sa mga mekanikal na impluwensya ( proteksiyon);
kinokontrol ang pagpapalitan ng mga sangkap sa pagitan ng cell at kapaligiran, tinitiyak ang tuluy-tuloy na komposisyon ng intracellular ( regulasyon);
kinikilala ang mga panlabas na signal, "nakikilala" ang ilang mga sangkap (halimbawa, mga hormone) ( receptor); ilang plasma membrane proteins (hormone receptors; B-lymphocyte receptors; integral proteins na gumaganap ng mga partikular na enzymatic functions na nagsasagawa ng mga proseso ng parietal digestion) ay nakikilala ang ilang mga substance at nagbubuklod sa kanila, kaya ang mga receptor back ay kasangkot sa pagpili ng mga molecule na pumapasok ang cell;
Ang anumang buhay na cell ay pinaghihiwalay mula sa kapaligiran sa pamamagitan ng isang manipis na shell ng isang espesyal na istraktura - ang cytoplasmic membrane (CPM). Ang mga eukaryote ay may maraming intracellular membrane na naghihiwalay sa espasyo ng mga organelles mula sa cytoplasm, habang para sa karamihan ng mga prokaryote ang CMP ay ang tanging cell membrane. Sa ilang bakterya at archaea, maaari itong tumagos sa cytoplasm, na bumubuo ng mga outgrowth at folds ng iba't ibang mga hugis.
Ang CPM ng anumang mga cell ay binuo ayon sa isang solong plano at binubuo ng mga phospholipid (Larawan 3.5, a). Sa bacteria, naglalaman ang mga ito ng dalawang fatty acid, kadalasang may 16-18 carbon atoms sa chain at may saturated o isang unsaturated bond, na konektado ng ester bond sa dalawang hydroxyl group ng glycerol. Ang komposisyon ng fatty acid ng bakterya ay maaaring mag-iba bilang tugon sa mga pagbabago sa kapaligiran, lalo na ang temperatura. Sa isang pagbawas sa temperatura, ang dami ng mga unsaturated fatty acid sa komposisyon ng mga phospholipid ay tumataas, na higit na nakakaapekto sa pagkalikido ng lamad. Ang ilang mga fatty acid ay maaaring branched o naglalaman ng cyclopropane ring. Ang ikatlong pangkat ng OH ng gliserol ay naka-link sa phosphoric acid residue at sa pamamagitan nito sa head group. Ang mga head group ng phospholipids ay maaaring magkaroon ng iba't ibang kemikal na kalikasan sa iba't ibang prokaryotes (phosphatidylethanolamine, phosphatidylglycerol, cardiolipin, phosphatidylserine, lecithin, atbp.), ngunit mas simple ang mga ito sa istraktura kaysa sa mga eukaryotes. Halimbawa, sa E. coli ang mga ito ay kinakatawan ng 75% phosphatidylethanolamine, 20% ng phosphatidylglycerol, ang natitira ay binubuo ng cardiolipin (diphosphatidylglycerol), phosphatidylserine at mga bakas na halaga ng iba pang mga compound. Ang iba pang mga bakterya ay may mas kumplikadong mga uri ng mga lipid ng lamad. Ang ilang mga cell ay bumubuo ng glycolipids tulad ng monogalactosyl diglyceride. Ang mga lipid ng archaeal membrane ay naiiba sa mga eukaryotic at bacterial. Sa halip na mga fatty acid, mayroon silang mas mataas na isoprenoid alcohol na nakakabit sa glycerol sa pamamagitan ng isang simple kaysa sa isang ester bond.
kanin. 3.5.
a- phospholipid; b- bilayer na lamad
Oh oh oh oh oh
Ang nasabing mga molekula ay bumubuo sa bilayer ng lamad, kung saan ang mga hydrophobic na bahagi ay nakabukas, at ang mga hydrophilic na bahagi ay nakabukas palabas, sa kapaligiran at sa cytoplasm (Larawan 3.5, b). Maraming mga protina ang nalulubog o tumatawid sa bilayer, na maaaring kumalat sa loob ng lamad, kung minsan ay bumubuo ng mga kumplikadong complex. Ang mga protina ng lamad ay may ilang mahahalagang tungkulin, kabilang ang conversion at pag-iimbak ng metabolic energy, ang regulasyon ng pagsipsip at pagpapalabas ng lahat ng nutrients at metabolic products. Bilang karagdagan, kinikilala at ipinapadala nila ang maraming mga signal na nagpapakita ng mga pagbabago sa kapaligiran at nagpapalitaw ng kaukulang kaskad ng mga reaksyon na humahantong sa isang cellular na tugon. Ang organisasyong ito ng mga lamad ay mahusay na ipinaliwanag ng modelo ng likidong kristal na may isang mosaic na interspersed na may mga protina ng lamad (Larawan 3.6).
kanin. 3.6.
Karamihan sa mga biological membrane ay 4 hanggang 7 nm ang kapal. Ang mga lamad ng cell ay malinaw na nakikita sa isang transmission electron microscope kapag inihambing sa mabibigat na metal. Sa mga electron micrographs, mukhang tatlong-layer formations ang mga ito: ang dalawang panlabas na dark layer ay nagpapakita ng posisyon ng mga polar group ng lipids, at ang isang light middle layer ay nagpapakita ng hydrophobic interior (Fig. 3.7).
Ang isa pang pamamaraan para sa pag-aaral ng mga lamad ay ang pagkuha ng mga chips ng mga cell na nagyelo sa temperatura ng likidong nitrogen at i-contrast ang mga resultang ibabaw gamit ang heavy metal deposition.
(platinum, ginto, pilak). Ang mga resultang paghahanda ay tinitingnan sa isang scanning electron microscope. Kasabay nito, makikita ng isa ang ibabaw ng lamad at ang mga protina ng mosaic membrane na kasama dito, na hindi umaabot sa lamad, ngunit konektado sa pamamagitan ng mga espesyal na hydrophobic anchor region sa hydrophobic region ng bilayer.
kanin. 3.7.
Ang CPM ay may pag-aari ng selective permeability, na pumipigil sa malayang paggalaw ng karamihan sa mga substance sa loob at labas ng cell, at gumaganap din ng mahalagang papel sa paglaki at paghahati ng cell, paggalaw, at pag-export ng mga surface at extracellular na protina at carbohydrates (exopolysaccharides). Kung ang isang cell ay inilagay sa isang kapaligiran na may mas mataas o mas mababang osmotic pressure kaysa sa loob ng cytoplasm, pagkatapos ay lalabas ang tubig sa cell o ang tubig ay papasok dito. Sinasalamin nito ang pag-aari ng tubig upang mapantayan ang mga gradient ng solusyon. Kasabay nito, ang cytoplasm ay lumiliit o lumalawak (ang kababalaghan ng plasmolysis / deplasmolysis). Karamihan sa mga bakterya, gayunpaman, ay hindi nagbabago ng kanilang hugis sa naturang mga eksperimento dahil sa pagkakaroon ng isang matibay na pader ng cell.
Kinokontrol ng CPM ang daloy ng mga nutrients at metabolites. Ang pagkakaroon ng isang hydrophobic layer na nabuo ng mga lipid ng lamad ay pumipigil sa pagpasa ng anumang polar molecule at macromolecules sa pamamagitan nito. Ang property na ito ay nagpapahintulot sa mga cell na umiiral sa karamihan ng mga kaso sa mga dilute na solusyon na mapanatili ang mga kapaki-pakinabang na macromolecule at metabolic precursors. Ang cell lamad ay dinisenyo din upang magsagawa ng isang function ng transportasyon. Karaniwan, ang mga prokaryote ay may malaking bilang ng mga napaka tiyak na sistema ng transportasyon. Ang transportasyon ay isang mahalagang bahagi ng pangkalahatang bioenergetics ng cell, na lumilikha at gumagamit ng iba't-ibang ionic gradients sa pamamagitan ng CPM para sa paglipat ng mga sangkap at pagbuo ng iba pang mga gradient na kinakailangan para sa cell. Malaki ang papel ng CMP sa paggalaw, paglaki, at paghahati ng cell. Maraming mga metabolic na proseso ay puro sa lamad ng prokaryotes. Ang mga protina ng lamad ay gumaganap ng mahahalagang pag-andar: nakikilahok sila sa conversion at pag-iimbak ng enerhiya, kinokontrol ang pagsipsip at pagpapalabas ng lahat ng nutrients at metabolic na mga produkto, kinikilala at nagpapadala ng mga signal tungkol sa mga pagbabago sa kapaligiran.
cell cytoplasm membrane organoid
Ang batayan ng plasmalemma, pati na rin ang iba pang mga lamad sa mga selula (halimbawa, mitochondria, plastids, atbp.), Ay isang layer ng mga lipid, na may dalawang hanay ng mga molekula. Dahil ang mga molekula ng lipid ay polar (ang isang poste ay hydrophilic, iyon ay, ito ay naaakit ng tubig, at ang isa ay hydrophobic, iyon ay, ito ay tinataboy ng tubig), sila ay nakaayos sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod. Ang mga hydrophilic na dulo ng mga molekula ng isang layer ay nakadirekta patungo sa aqueous medium - sa cytoplasm ng cell, at ang iba pang layer - palabas mula sa cell - patungo sa intercellular substance (sa multicellular organisms) o ang aqueous medium (sa unicellular organisms. ).
Ang mga peripheral na protina ay nakahiwalay (matatagpuan lamang ang mga ito sa panloob o panlabas na ibabaw ng lamad), integral (mahigpit silang naka-embed sa lamad, nahuhulog dito, maaaring baguhin ang kanilang posisyon depende sa estado ng cell). Mga pag-andar ng mga protina ng lamad: receptor, istruktura (suporta sa hugis ng cell), enzymatic, malagkit, antigenic, transportasyon.
Ang mga molekula ng protina ay mosaically na naka-embed sa bimolecular layer ng mga lipid. Mula sa labas ng selula ng hayop, ang mga molekula ng polysaccharide ay nakakabit sa mga lipid at mga molekula ng protina ng lamad ng plasma, na bumubuo ng mga glycolipids at glycoproteins.
Ang pinagsama-samang ito ay bumubuo ng glycocalyx layer. Ang receptor function ng plasmalemma ay nauugnay dito (tingnan sa ibaba); maaari rin itong makaipon ng iba't ibang sangkap na ginagamit ng cell. Bilang karagdagan, pinahuhusay ng glycocalyx ang mekanikal na katatagan ng plasmalemma.
Sa mga selula ng mga halaman at fungi, mayroon ding cell wall na gumaganap ng isang sumusuporta at proteksiyon na papel. Sa mga halaman, ito ay binubuo ng selulusa, habang sa fungi, ito ay binubuo ng chitin.
Ang structural scheme ng elementary membrane ay liquid-mosaic: ang mga taba ay bumubuo ng isang liquid-crystalline frame, at ang mga protina ay mosaically na naka-embed dito at maaaring baguhin ang kanilang posisyon.
Ang pinakamahalagang pag-andar ng lamad: nagtataguyod ng compartmentation - ang paghahati ng mga nilalaman ng cell sa magkakahiwalay na mga cell na naiiba sa mga detalye ng kemikal o enzymatic na komposisyon. Nakakamit nito ang isang mataas na kaayusan ng mga panloob na nilalaman ng anumang eukaryotic cell. Ang compartmentation ay nakakatulong sa spatial na paghihiwalay ng mga prosesong nagaganap sa cell. Ang isang hiwalay na compartment (cell) ay kinakatawan ng ilang membrane organelle (halimbawa, isang lysosome) o ang bahagi nito (cristae delimited ng panloob na lamad ng mitochondria).
Iba pang mga tampok:
- 1) hadlang (delimitasyon ng mga panloob na nilalaman ng cell);
- 2) istruktura (pagbibigay ng isang tiyak na hugis sa mga cell alinsunod sa mga pag-andar na isinagawa);
- 3) proteksiyon (dahil sa selective permeability, reception at antigenicity ng lamad);
- 4) regulasyon (regulasyon ng pumipili na pagkamatagusin para sa iba't ibang mga sangkap (passive transport na walang paggasta ng enerhiya ayon sa mga batas ng pagsasabog o osmosis at aktibong transportasyon na may paggasta ng enerhiya sa pamamagitan ng pinocytosis, endo- at exocytosis, ang pagpapatakbo ng sodium-potassium pump, phagocytosis) ). Ang buong cell o malalaking particle ay nilalamon ng phagocytosis (halimbawa, tandaan ang pagpapakain sa amoebas o phagocytosis ng mga nagpoprotektang blood cell ng bacteria). Sa pinocytosis, ang mga maliliit na particle o droplet ng isang likidong sangkap ay nasisipsip. Karaniwan sa parehong mga proseso ay ang mga hinihigop na sangkap ay napapalibutan ng isang invaginating na panlabas na lamad na may pagbuo ng isang vacuole, na pagkatapos ay gumagalaw nang malalim sa cytoplasm ng cell. Ang Exocytosis ay isang proseso (pagiging aktibong transportasyon din) na kabaligtaran sa direksyon ng phagocytosis at pinocytosis. Sa tulong nito, maaaring alisin ang hindi natutunaw na mga residu ng pagkain sa protozoa o biologically active substance na nabuo sa secretory cell.
- 5) adhesive function (lahat ng mga cell ay magkakaugnay sa pamamagitan ng mga tiyak na contact (masikip at maluwag));
- 6) receptor (dahil sa gawain ng mga protina ng peripheral membrane). May mga di-tiyak na mga receptor na nakakakita ng ilang mga stimuli (halimbawa, mga thermoreceptor ng malamig at init), at mga partikular na nakakakita lamang ng isang stimulus (mga receptor ng light-perceiving system ng mata);
- 7) electrogenic (pagbabago sa potensyal na elektrikal ng ibabaw ng cell dahil sa muling pamamahagi ng mga potassium at sodium ions ( lamad potensyal nerve cells ay 90 mV));
- 8) antigenic: nauugnay sa glycoproteins at membrane polysaccharides. Sa ibabaw ng bawat cell mayroong mga molekula ng protina na tiyak lamang para sa ganitong uri ng selula. Sa kanilang tulong, nagagawang makilala ng immune system ang pagitan ng sarili at mga dayuhang selula. Ang pagpapalitan ng mga sangkap sa pagitan ng cell at ng kapaligiran ay isinasagawa iba't ibang paraan- pasibo at aktibo.
Ang cytoplasmic cell membrane ay binubuo ng tatlong layer:
Panlabas - protina;
Gitnang - bimolecular layer ng lipids;
Panloob - protina.
Ang kapal ng lamad ay 7.5-10 nm. Ang bimolecular layer ng lipids ay ang matrix ng lamad. Ang mga molekula ng lipid ng parehong mga layer nito ay nakikipag-ugnayan sa mga molekula ng protina na nakalubog sa kanila. Mula 60 hanggang 75% ng mga lipid ng lamad ay mga phospholipid, 15-30% na kolesterol. Ang mga protina ay pangunahing kinakatawan ng glycoproteins. Makilala integral na mga protina sumasaklaw sa buong lamad, at paligid matatagpuan sa panlabas o panloob na ibabaw.
integral na mga protina bumubuo ng mga channel ng ion na nagbibigay ng pagpapalitan ng ilang mga ion sa pagitan ng extra- at intracellular fluid. Ang mga ito ay mga enzyme din na nagsasagawa ng antigradient transport ng mga ion sa buong lamad.
Mga peripheral na protina ay mga chemoreceptor sa panlabas na ibabaw ng lamad, na maaaring makipag-ugnayan sa iba't ibang physiologically active substances.
Mga function ng lamad:
1. Tinitiyak ang integridad ng cell bilang isang istrukturang yunit ng tissue.
Nagsasagawa ng pagpapalitan ng mga ion sa pagitan ng cytoplasm at extracellular fluid.
Nagbibigay ng aktibong transportasyon ng mga ion at iba pang mga sangkap sa loob at labas ng cell.
Gumagawa ng pang-unawa at pagproseso ng impormasyong dumarating sa cell sa anyo ng mga kemikal at elektrikal na signal.
Mga mekanismo ng cell excitability. Kasaysayan ng pag-aaral ng bioelectric phenomena.
Karaniwan, ang impormasyong ipinadala sa katawan ay nasa anyo ng mga de-koryenteng signal (halimbawa, mga nerve impulses). Ang pagkakaroon ng kuryente ng hayop ay unang itinatag ng naturalista (physiologist) na si L. Galvani noong 1786. Upang pag-aralan ang kuryente sa atmospera, isinabit niya ang mga neuromuscular na paghahanda ng mga binti ng palaka sa isang kawit na tanso. Nang hawakan ng mga paa na ito ang bakal na rehas ng balkonahe, nagkontrata ang mga kalamnan. Ipinahiwatig nito ang pagkilos ng ilang uri ng kuryente sa nerve ng paghahanda ng neuromuscular. Itinuring ni Galvani na ito ay dahil sa pagkakaroon ng kuryente sa mga nabubuhay na tisyu mismo. Gayunpaman, natagpuan ni A. Volta na ang pinagmumulan ng kuryente ay ang lugar ng pakikipag-ugnay ng dalawang magkaibang mga metal - tanso at bakal. Sa pisyolohiya Ang unang klasikal na karanasan ni Galvani ito ay itinuturing na hawakan ang ugat ng neuromuscular paghahanda na may bimetallic tweezers na gawa sa tanso at bakal. Upang patunayan ang kanyang kaso, gumawa si Galvani pangalawang karanasan. Inihagis niya ang dulo ng nerve na nagpapaloob sa neuromuscular preparation sa hiwa ng kanyang kalamnan. Ang resulta ay isang contraction. Gayunpaman, ang karanasang ito ay hindi nakakumbinsi sa mga kapanahon ni Galvani. Samakatuwid, isa pang Italyano na si Matteuchi ang gumawa ng sumusunod na eksperimento. Pinatong niya ang nerve ng isang neuromuscular na paghahanda ng palaka sa kalamnan ng pangalawa, na nakontrata sa ilalim ng impluwensya ng isang nanggagalit na agos. Dahil dito, nagsimula ring bumaba ang unang gamot. Ipinahiwatig nito ang paglipat ng kuryente (potensyal sa pagkilos) mula sa isang kalamnan patungo sa isa pa. Ang pagkakaroon ng potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga nasira at hindi nasirang bahagi ng kalamnan ay unang tumpak na naitatag noong ika-19 na siglo gamit ang isang string galvanometer (ammeter) ni Matteuchi. Bukod dito, ang hiwa ay may negatibong singil, at ang ibabaw ng kalamnan ay positibo. .