Клеточные мембраны, Плазматическая мембрана

Термин мембранао используется вот уже более 100 лет для обозначения клеточной границы, служащей, с одной стороны, барьером между содержимым клеткн н внешней средой, а с другой — полупроницаемой перегородкой, через которую могут проходить вода и некоторые из растворенных в ней веществ. В 1851 г. немецким физиолог X. фон Моль описал плазмолиз клеток растений, предположив, что клеточные стенки функционируют как мембраны. В 1855 г. ботаник К. фон Негели наблюдал различия в проникновении пигментов в поврежденные н неповрежденные растительные клетки и исследовал клеточную границу, которой он дал название плазматическая мембрана. Он предположил, что клеточная граница ответственна за осмотические свойства клеток. В 1877 г. немецкий ботаник В. Пфеффер опубликовал свой труд Исследование осмоса , где постулировал существование клеточных мембран, основываясь на сходстве между клетками и осмометрами, имевэщими искусственные полупроницаемые мембраны. В 80-х годах прошлого столетия датский ботаник X. де Фриз продолжил осмометрические исследования растительных клеток, предположив, что неповрежденный слой протоплазмы между плазмалеммой и тонопластом функционирует как мембрана. Его исследования послужили фундаментом при создании физико-химических теорий осмотического давления и электролитической диссоциации голландцем Я. Вант-Гоффом и шведским ученым С. Аррениусом. В 1890 г. немецкий физикохимик и философ В. Оствальд обратил внимание на возможную роль мембран в биоэлектрических процессах. Между 1895 и 1902 годами Э. Овертон измерил проницаемость клеточной мембраны для большого числа соединений и наглядно показал зависимость между растворимостью этих соединений в липидах и способностью их проникать через мембраны. Он предположил, что мембрана имеет липидную природу и содержит холестерин и другие липиды. Современные представления о строении мембран как подвижных липопротеиновых ансамблей были сформулированы в начале 70-х годов нашего столетня. [c.549]

Клеточные мембраны разного происхождения построены из двойного слоя фосфолипидов, в который включены полипептиды. Так, в мембранах бактерий находится около 300 различных белков, которые участвуют в процессах дыхания, транспорта электронов и биогенеза самой мембраны. Двойной липидный слой плазматической мембраны должен полностью препятствовать проникновению все полярных молекул, каковыми в большинстве своем являются молекулы питательных веществ. Поэтому их поступление в клетку осуществляется с помощью специальных мембранных белков через модифицированные участки мембраны. [c.58]

РИС. 5-8. Строение клеточной оболочки бактерий. Схема плазматической мембраны и стенки грамотрицательной бактерии (см. S haitman С., J Ba teriol., 108, 553—563, [c.388]

В дальнейшем В. Оствальд (1890) на основании собственных наблюдений высказал предположение о возможности возникновения разности электрических потенциалов на оболочке нервного волокна. Это предположение В. Оствальда является, по-видимому, первым подтверждением существования клеточной (теперь—плазматической) мембраны,. понятие о которой сформулировал и ввел в научную литературу В. Пфеффер в 1877 г. [c.4]

В последней фазе деления клетки — телофазе, во время которой воК руг каждого набора дочерних хромосом образуются новые ядерные оболочки, клетка либо делится на две, либо (в случае растений) в центре клетки образуются новые плазматические мембраны и клеточная стенка. [c.265]

Клеточная мембрана — неотъемлемый элемент любой клетки. Ее роль в первую очередь состоит в том, чтобы отгородить содержимое клетки от окружающей среды, сосредоточить в небольшом объеме простран,ства все необходимые информационные и функциональные структуры, а у клеток эукариот, кроме того, разделить внутреннюю часть клетки на различные функционально автономные отсеки-ядро, митохондрии и ряд других. Во внешней плазматической мембране клетки функционируют транспортные белки, рецепторы и связанные с ними белковые системы преобразования полученных сигналов. Но структурную основу мембран составляют липиды. [c.55]

Цитоплазма отделена от клеточной стенки плазматической мембраной. В цитоплазме находятся различные включения (пузырьки, гранулы) и ядро. Как показали электронномикроскопические и биохимические исследования, цитоплазма — не гомогенный раствор белка она содержит многочисленные мембраны и разного рода мембранные структуры, а остальное пространство занимают жидкая фаза и рибосомы. [c.21]

Перенос материала через мембрану эукариотической клетки эндоцитоз и экзоцитоз. Хотя растворенные вещества с небольшими молекулами могут проникать в эукариотическую клетку через ее поверхностную мембрану, проникновение более крупных молекул и частиц может происходить совершенно иным способом — путем переноса внутрь небольших капелек, заключенных в мешочек из плазматической мембраны, который затем отрывается от клеточной поверхности и превращается в вакуоль. [c.51]

Гли - гранулы гликогена Ж -жгутик Кпс - капсула КСт - клеточная стенка Ли - липидные капельки ПГМ - поли-Р-гидроксимасляная кислота Пи - пили Плз - плазмида ПМ — плазматическая мембрана ПФ — гранулы полифосфата Ри - рибосомы и полисомы Я -- ядро (нуклеоид) 8 - включения серы [c.39]

Животные клетки осуществляют перенос макромолекул через плазматическую мембрану путем эндоцитоза и экзоцитоза (см. гл. 6). В клетках растений эти процессы сильно затруднены из-за наличия жесткой клеточной стенки и тургорного давления. Ограниченная проницаемость клеточной стенки не позволяет микрочастицам и большинству макромолекул вступать в прямой контакт с внешней поверхностью плазматической мембраны поэтому растительные клетки за очень редким исключением ве могут поглощать такие частицы путем эндоцитоза. Это ограничение распространяется даже на жидко-фазный эидоцитоз малых молекул (разд. 6.5.4Х так как плазматическая мембрана в обычных условиях прижата к клеточной стегае тургорным давлением. Тем ве менее плазматическая мембрана растительной клетки образует многочисленные окаймленные ямки, которые, как полагают, отпгауровывают-ся, образуя окаймленные эндоцитозные пузырьки (рис. 19-35) (см. также разд. 6.5,7). [c.187]

Тонкая ( 8 нм) наружная клеточная мембрана — плазмалемма (рис. 1-4)—регулирует поток веществ в клетку и из клетки, проводит импульсы в нервных и мышечных волокнах, а также участвует в химических взаимодействиях с другими клетками. Складки наружной мембраны нередко вдаются глубоко внутрь клетки, в цитоплазму так, на--Пример, в клетках поперечнополосатых мышц они образуют трубочки Т-системы, которая участвует в проведении возбуждения, инициирующего процесс сокращения (гл. 4). Складки плазматической мембраны могут соединяться с ядерной оболочкой, создавая прямые каналы (один или несколько) между внеклеточной средой и перинуклеарным пространством [12]. [c.29]

Важная роль (Ка" + К" )-АТРазы в регуляции клеточного объема подтверждается тем фактом, что при обработке животных клеток уабаином, ингибирующим натриево-калиевую АТРазу, они разбухают и разрываются. Осмотические проблемы могут решаться в клетках и другими способами. У многих бактерий и растительных клеток плазматическая мембрана окружена полужесткой стенкой, предохраняющей клетку от разрыва. У амеб излишек воды, проникающий внутрь в результате осмоса, собирается в сократительных вакуолях, периодически выбрасывающих свое содержимое наружу (схема 6-1). Однако в большинстве животных клеток основная роль в предотвращении разрыва из-за осмотического давления принадлежит (Ка"+К")-АТРазе. [c.387]

Большинство клеток в тканях связаны друг с другом и с внеклеточным матриксом в специализированных местах контакта, называемых клеточными соединениями. Клеточные соединения разбеляют на три функциональных класса запирающие, прикрепительные и коммуникационные. Плотные соединения составляют главную группу запирающих соединений и играют основную роль в поддержании разности концентраций малых гидрофильных молекул по разные стороны эпителиальных слоев они. во-первых, плотно связывают мембраны соседних клеток и создают таким образом непрерывный барьер проницаемости между двумя сторонами эпителия и, во-вторых, образуют барьер в липидном бислое, предотвращающий диффузию мембранных транспортных белков между апикальной и базо латеральной областями плазматической мембраны кажОой эпителиальной клетки. [c.486]

Первая сталия в возникновении симбиоза - спепифическое узнавание бактерией тонких корневых волосков, отходяших от специализированных эпидермальных клеток растения-хозяина. После связывания с клетками эпидермиса корня растущая бактерия проникает в растение с помощью инфекционных филаментов и вызывает деление кортикальных клеток, лежащих под эпидермальными в результате образуется большой корневой клубенек (рис. 20-29, Л). Бактерии внедряются во все новые кортикальные клетки, заселяя их цитоплазму. Примерно половина массы каждого зрелого клубенька приходится на внутриклеточные бактерии, которые утратили большую часть своей клеточной стенки. Плазматическая мембрана каждой такой бактерии окружена еше одной мембраной, которую продупирует клетка-хозяин. Именно эти видоизмененные бактерии, именуемые бактероидами, и фиксируют азот, который в конечном итоге используется растением (рис. 20-29, Б). [c.407]

Клеточная мембрана представляет собой своего рода барьер между цит оплазмой яйца и внешней средой. обладающий свойством избирательности, и концентрация ионов по обе сюроны плазматической мембраны сильно различается. Это различие особенно значительно для ионов натрия (Na ) и калия (К ), В морской воде концентрация ионов натрия очень велика, тогда как в цитоплазме яйца свободных ионов натрия почт и нет. Для ионов калия oot ношение обратное. Такое состояние поддерживается плазматической мембраной, когорая устойчиво препятствует проникновению натрия в ооцит и утечке ионов калия в окружающую среду. Если один электрод ввести в яйцо, а второй электрод поместить вне его. то можею измерить постоянную разнос ь потенциалов по обе стороны плазматической мембраны. Этот мембранный потенциал покоя, как правило, имеет величину, равную примерно 70 милливольт. что обычно выражают как - 70 мВ, поскольку содержимое клетки отрицательно заряжено по отношению к внешней среде. [c.54]

Левит объяснил гибель растительных клеток в процессе замораживания следующим образом. Избирательно проницаемая плазматическая мембрана (2) растительной клетки (рис. 23) располагается под жесткой, хорошо проницаемой для разных веществ клеточной оболочкой (У) и частично связана с ней. Поэтому в гипертоническом растворе, когда клетка обезвоживается, область Л плазматической мембраны, не связанная с клеточной стенкой, подвергается растяжению. Растяжение мембраны, по мнению Левита, влечет за собой появление разрывов в липидном слое, вследствие чего оказывается возможным контакт белков, расположенных по обе стороны этого слоя, и образование прочных дисульфидных связей зиежду ними. Если таковые возникают, то после оттаивания аномальные связи между белками, которые находятся во внешнем и внутреннем монослоях мембраны, сохраняются, а целостность липидного слоя не восстанавливается. Этим объясняется утрата плазматической мембраной свойства избирательной проницаемости после замораживания. Кроме того, в соответствии с указанными представлениями в процессе замораживания образуются прочные дисульфидные связи между белками мембран и прилегающими к ним белками плазмы, что ведет к необратимому повышению жесткости поверхности мембраны. Из-за этого при реаккумуляции воды клетками мембрана растягивается хуже, чем в процессе обезвоживания, что может привести к ее разрыву на этапе отогрева. В пользу выдвинутой Левитом гипотезы свидетельствует понижение содержания 5Н-групп в растениях, подвергнутых ХОЛОДОВОЙ закалке , по сравнению с незакаленными . [c.54]

Гемагглютинин участвует в прикреплении вируса к клеточным рецепторам, а также в инициации инфекционного процесса. Роль КА менее ясна, но она отщепляет сиаловую кислоту от рецепторов НА на клеточной поверхности и способствует отпочковыванию дочернего вируса от клеточной мембраны. Частицы вируса гриппа формируются в результате процесса почкования в плазматической мембране [13, 55, 122, 179, 182] с липидной мембраной вируса, содержат,ей поверхностные шины, которая извлекается из плазматической мембраны инфицированной клетки [119, 120, 121]. Внутри липидной оболочки находится электронно-плотный слой, состоящий из вирусного мембранного белка (М1). Полагают, что этот белок стабилизирует структуру вирусной частицы. М1 может быть также организатором процесса сборки вируса в плазматической мембране перед почковатаием и созреванием вирусной частицы. [c.32]

Растительная клетка как клетка эукариотического организма содержит ядро с одним или несколькими ядрышками, митохондрии, аппарат Гольджи, эндоплазматический ретикулум, микротела, рибосомы и полирибосомы, компоненты цитоскелета — микротрубочки и микрофиламенты. В отличие от других эукариотических организмов для растительных клеток характерны 1) пластидная система, возникающая в связи с ([)ототрофным способом питания, 2) полисахаридная клеточная стенка, окружающая клетку, 3) центральная вакуоль в зрелых клетках, играющая важную роль в поддержании тургора (рис. 1.1). Кроме того, у делящейся растительной клетки нет центриолей. Электронно-микроскопические снимкй свидетельствуют о том, что клеточная, или плазматическая, мембрана (плазмалемма) и внутриклеточные мембраны составляют основу ультраструктуры клеток эукариот. [c.13]

Все биологические мембраны, включая плазматическую мембрану и внутренние мембраны эукариотических клеток, имеют общие структурные особенности они представляют собой ансамбли липидных и белковых молекул, удерживаемых вместе с помощью нековалентных взаимодействий. Благодаря этим взаимодействиям поддерживается структурная целостность мембран Однако сами по себе клеточные мембраны являются подвижными, текучими структурами и большинство входящих в их состав молекул способны перемещаться в плоскости мембраны. Как показано нарис. 6-1, липидные молекулы образуют непрерывный двойной слой толщиной около 5 нм. Липидный бислой - это основная структура мембраны, которая и создает относительно непроницаемый барьер для большинства водорастворимых молекул. Белковые молекулы как бы <фастворены в липидном бислое. С их помощью выполняются разнообразные функции мембраны. Одни мембранные белки обеспечивают транспорт молекул внутрь клетки или из нее, другие являются ферментами и катализируют ассоциированные с мембраной реакции. Еще один класс белков осуществляет структурную связь плазматической мембраны с цитоскелетом, с одной стороны, и(или) с внеклеточным матриксом либо с соседней клеткой - с другой. Отдельную группу составляют белки, выполняющие роль рецепторов для получения и преобразования химических сигналов из окружающей феды. Как и следовало ожидать, мембраны асимметричны оба их слоя различаются по липидному и белковому составу, что отражает, по-видимому, функциональные различия их поверхностей. [c.349]

Клеточный сок растений характеризз ется осмотическим давление.м от 5 до 10 атм. Солончаковые почвы развивают ос.мотическое давление 12,5 атм, а чернозем — всего лишь 2,5 атм. Плазматическая мембрана клеток играет роль полупроницаемой мембраны. Поскольку солончаковая почва содержит более концентрированные растворы солей (имеет большое осмотическое давление), то вода покидает клетки растения. В результате цитоплазма клетки отслаивается, а растение погибает. На черноземе картина иная — вода из почвы поступает в клетку и разбавляет теперь уже более концентрированный раствор в клетке. Растение хорошо впитывает влагу и развивается. Однако, если испарение и расход влаги недостаточны (длительное время стоит сырая и холодная погода), то при избытке влаги клетка растения может лопнуть. [c.227]

Поперечнополосатые мышцы состоят из пучков длинных нитей (волокон) диаметром 10—100 мкм, которые образуются обычно в результате слияния большого числа эмбриональных клеток. Длина таких волокон у млекопитаюш,их составляет, как правило, 2—3 см, однако иногда достигает 50 см. Каждое волокно можно рассматривать как клетку, содержаш.ую до 100—200 ядер. В клетках присутствуют обычные клеточные органеллы, имеюш.ие, однако, специальные названия. Например, плазматическая мембрана (плазмалемма) мышечных клеток (волокон) носит название сарколеммы их цитоплазма называется саркоплазмой, а митохондрии — саркосомами. [c.318]

Мембраны выполняют в клетке большое число функций. Наиболее очевидной из них является разделение внутриклеточного пространства на компартменты. Плазматические мембраны, например, ограничивают содержимое клетки, а митохондриальные — отделяют митохондриальные ферменты и метаболиты от цитоплазматических. Полупроницае-мость мембран и позволяет им регулировать проникновение внутрь клеток и клеточных органелл как ионов, так и незаряженных соединений. Проникновение многих из них внутрь клетки осуществляется против градиента концентрации. Таким образом, в процессе, известном под названием активный транспорт, совершается осмотическая работа. Протекающий в мембранных структурах бактерий и митохондрий процесс окислительного фосфорилирования служит источником энергии для организма. В хлоропластах зеленых листьев имеются мембраны с очень большим числом складок, которые содержат хлорофилл, обладающий способностью поглощать солнечную энергию. Тонкие мембраны клеток глаза содержат фоторецепторные белки, воспринимающие световые сигналы, а мембраны нервных клеток осуществляют передачу электрических импульсов. [c.337]

Как и наружная плазматическая клеточная мембрана, внутренняя митохондриальная мембрана отличается высокой избирательностью. Некоторые неионизированные вещества легко проходят через нее, тогда как транспорт ионных веществ, включая анионы дикарбоновых и трикарбоновых кислот, находится под жестким контролем. В некоторых случаях анионы перемещаются в результате энергозависимого активного транспорта . В других случаях анион может пройти внутрь лишь в обмен на другой анион, выходящий наружу. Во всех этих случаях необходимо участие специфических транслоцирующих белков-переносчиков (гл. 5, разд, Б,2). [c.423]

Цитоплазма структурно неоднородна. Ее отграничивают от клеточной стенки поверхностная плазматическая мембрана -плазмалемма,аот вакуоли - вакуоляр-ная мембрана (тонопласт). Внутри цитоплазмы также существуют мембранные структуры (зндоплазматическая сеть и диктиосомы), а также гранулы, называемые рибосомами. Эндоплазматическая сеть создает в живой клетке больщую внутреннюю мембранную поверхность, на которой закрепляются ферменты и осуществляются реакции, связанные с обменом веществ. Диктиосомы (тельца Гольджи) выполняют секреторные функции, в том числе, связанные с образованием клеточной стенки и вакуолей. Рибосомы представляют собой глобулярные макромолекулы рибонуклео-протеидов, принимающих участие а синтезе белка. [c.195]

Сочетание транспорта вещества с сохранением и автономностью внутреннего устройства клетки осуществляется единственным возможным способом — для выполнения своих функций клетка как целое отделена от внешней среды полупроницаемой перегородкой. Каждая клетка окружена плазматической мембраной. Появление клеточной мембраны, но-видимому, было важным этапом в возникновении жизни — компартментация, отделение внутриклеточного пространства от внешнего мира, определяла решительное ускорение добиологической и биологической эволюции (см. гл. 17). [c.332]

Для того чтобы лучше изучить механизм действия PTR, необходимо иметь этот белок в достаточном количестве. Все известные клеточные системы экспрессии in vitro не обеспечивали его эффективного синтеза. Возможно, это связано с аккумуляцией PTR в мембранах трансфицированных клеток. Решить эту проблему можно было бы постоянным удалением плазматических мембран из хозяйских клеток. В такой системе гетерологичный трансмембранный белок связывался бы с отдельными фрагментами плазматической мембраны, что значительно облегчало бы его концентрирование и очистку. Аналогичный механизм используется клетками молочной железы для образования глобул жира в период вскармливания. Жировые капельки инкапсулируются в плазматической мембране и в таком виде секретируются в молоко. [c.432]

Присутствие гидролазы (р-глюкозидазы) в лигнифицирующихся клетках и ее отсутствие в нелигнифицирующихся камбиальных клетках было подтверждено гистохимическим методом с использованием индикановой цветной реакции [81 ]. Однако лишь недавно удалось выделить и охарактеризовать эту глюкозидазу из сеянцев ели [183, 184]. Механизм транспорта кониферина через плазматические мембраны к глюкозидазе клеточной стенки еще неизвестен, хотя некоторые опытные данные наводят на мысль об участии телец Гольджи [2281 (см. 6.2.3). [c.107]

Рис, 1.7а. Модель Хагинса высвобождение нервного импульса в палочках и колбочках позвоночных. Индуцированное светом изменение конформацни родопсина высвобождает ионы кальция из внутримембранного пространства между бислойными клетками это приводит к закрытию натриевых каналов плазматической мембраны, что вызывает гиперполяризацию. Таким образом, ионы кальция выступают в роли посредника между мембраной диска, где происходит первичная фотореакция, и клеточной мембраной, генерирующей нервный импульс. Справа на схеме изображены колбочки, дисковые мембраны которых представляют собой просто впячивания плазматической мембраны их функционирование описывается той же моделью с этой небольшой модификацией [3]. [c.16]

Взаимодействие гормонов с рецепторами. Для реализации биологического действия гормона необходимо узнавание его клеткой-мишенью, т. е. наличие у иее структур, специфически связывающих данный гормон. Компонент клетки, узнающий гормон и передающий информацию о взаимодействии с ним, называют рецептором. Рецепторы должны обладать большим сродством к гормону (константы ассоциации для большинства гормон-рецепторных взаимодействий составляют величины порядка 10 —Ю М а само взаимодействие должно осуществляться быстро и высокоспеци-фнчно. Кроме того, поскольку белковые гор С оны ие способны свободно пересекать клеточную мембрану, их рецепторы должны быть компонентами плазматической мембраны клеток, локализованными на ее внешней поверхности. Наконец, при связывании гормона рецептор должен обеспечить передачу гормонального сигнала клетке. [c.239]

Трехслойная структура наблюдалась на фиксированных срезах многих биологических мембран. Основываясь на этом морфологическом сходстве, Дж. Д. Робертсон в 1959 г. предположил, что все клеточные мембраны — как плазматические, так и внутриклеточные — построены по единому принципу, и высказал концепцию унитарной (или единообразной) мембраны. В целом модель, предложенная Дж. Д. Робертсоном в 1960 г. (рис. 314), во многом сходна с классической моделью Дж. Даниелли основу мембраны составляет липидный бислой, а ее нелипидные компоненты (прежде всего бе.юк) в полностью развернутой конформации лежат на поверхности бислоя, связываясь с липидами электростатически и за счет гидрофобных взаимодействий. Однако в модели Робертсона нашла отражение еще одна важная структурная особенность мембраны — ее асимметрия. [c.582]

Д — диктаосома Ж — жировая капелька КСт — клеточная сТенка Мит — митохондрия П — гранулы полифосфата ПМ — плазматическая мембрана Руб — рубец, оставшийся в том месте, где отпочковалась дочерняя клетка Цпл — цитоплазма, содержащая рибосомы ЭР — эндоплазматический ретикулум Яд — ядрышко [64] [c.68]

Вак - вакуоли, Д - диктиосомы, КСт - клеточная стенка. Ли - липидные капельки, Мит - митохондрии, Мтр — микротрубочки, П - поры с плазмодесмами, ПМ — плазматическая мембрана, СП - секреторные пузырьки, Хл - хлоропласты, ЦПл - цитоплазма, Я - ядро [c.40]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология