A sejtmembrán szerkezete. Sejtmembrán: szerkezete és funkciói

Állati sejtek külső sejtmembránja (plazmalemma, citolemma, plazmamembrán). kívülről (azaz a citoplazmával nem érintkező oldalon) membránfehérjékhez (glikoproteinekhez) és kisebb mértékben lipidekhez (glikolipidekhez) kovalensen kapcsolódó oligoszacharid láncok rétege borítja. Ezt a szénhidrát membránbevonatot ún glikokalix. A glikokalix célja még nem egészen világos; Feltételezhető, hogy ez a struktúra részt vesz az intercelluláris felismerési folyamatokban.

Növényi sejtekben A külső sejtmembrán tetején sűrű cellulózréteg található pórusokkal, amelyen keresztül a szomszédos sejtek közötti kommunikáció citoplazma hidakon keresztül történik.

A sejtekben gombát a plasmalemma tetején - sűrű réteg kitin.

U baktériumok – mureina.

A biológiai membránok tulajdonságai

1. Önszerelő képesség pusztító hatások után. Ezt a tulajdonságot a foszfolipid molekulák fizikai-kémiai tulajdonságai határozzák meg, amelyek vizes oldatban úgy állnak össze, hogy a molekulák hidrofil végei kifelé, a hidrofób végei pedig befelé bontakoznak ki. A fehérjék kész foszfolipid rétegekbe építhetők be. Az önszerelődés képessége fontos sejtszinten.

2. Félig áteresztő(szelektivitás az ionok és molekulák átvitelében). Biztosítja az ionos és molekuláris összetétel állandóságának fenntartását a sejtben.

3. A membrán folyékonysága. A membránok nem merev szerkezetek, folyamatosan ingadoznak a lipid- és fehérjemolekulák forgási és vibrációs mozgása miatt. Ez biztosítja a membránokban az enzimatikus és egyéb kémiai folyamatok magasabb arányát.

4. A membrántöredékeknek nincs szabad vége, ahogy buborékokká záródnak.

A külső sejtmembrán (plazmalemma) funkciói

A plazmalemma fő funkciói a következők: 1) barrier, 2) receptor, 3) csere, 4) transzport.

1. Sorompó funkció. Ez abban fejeződik ki, hogy a plazmalemma korlátozza a sejt tartalmát, elválasztja azt a külső környezettől, és az intracelluláris membránok külön reakciósejtekre osztják fel a citoplazmát. rekeszek.

2. Receptor funkció. A plazmalemma egyik legfontosabb funkciója a sejt kommunikációjának (kapcsolatának) biztosítása a külső környezettel a membránokban található receptor apparátuson keresztül, amely fehérje vagy glikoprotein jellegű. A plazmalemma receptorképződményeinek fő funkciója a külső jelek felismerése, melynek köszönhetően a sejtek helyesen orientálódnak és szöveteket képeznek a differenciálódási folyamat során. A receptor funkció összefügg a különféle szabályozó rendszerek tevékenységével, valamint az immunválasz kialakulásával.

Csere funkció a biológiai membránokban lévő enzimfehérjék tartalma határozza meg, amelyek biológiai katalizátorok. Tevékenységük a környezet pH-jától, hőmérsékletétől, nyomásától, valamint a szubsztrát és magának az enzimnek a koncentrációjától függően változik. Az enzimek határozzák meg a kulcsreakciók intenzitását anyagcsere, valamint azok irány.

A membránok szállítási funkciója. A membrán lehetővé teszi a különféle vegyi anyagok szelektív behatolását a sejtbe és a sejtből a környezetbe. Az anyagok szállítása szükséges a megfelelő pH és megfelelő ionkoncentráció fenntartásához a sejtben, ami biztosítja a sejtenzimek hatékonyságát. A Transport tápanyagokkal látja el, amelyek energiaforrásként szolgálnak, valamint anyagként szolgálnak különféle sejtösszetevők kialakulásához. Ettől függ a mérgező salakanyagok eltávolítása a sejtből, a különböző hasznos anyagok szekréciója és az ideg- és izomműködéshez szükséges iongradiensek létrejötte Az anyagok átviteli sebességének változása a bioenergetikai folyamatok zavarához vezethet, víz-só anyagcsere, ingerlékenység és egyéb folyamatok. Ezeknek a változásoknak a korrekciója sok gyógyszer hatásának hátterében áll.

Két fő módja van annak, hogy az anyagok belépjenek a sejtbe és kilépjenek a sejtből a külső környezetbe;

passzív szállítás,

aktiv szállitás.

Passzív szállítás kémiai vagy elektrokémiai koncentráció gradienst követ ATP energia felhasználása nélkül. Ha a szállított anyag molekulájában nincs töltés, akkor a passzív transzport irányát csak ennek az anyagnak a membrán két oldalán lévő koncentrációjának különbsége határozza meg (kémiai koncentráció gradiens). Ha a molekula töltődött, akkor a szállítását a kémiai koncentráció gradiens és az elektromos gradiens (membránpotenciál) egyaránt befolyásolja.

Mindkét gradiens együtt alkotja az elektrokémiai gradienst. Az anyagok passzív transzportja kétféle módon valósítható meg: egyszerű diffúzióval és megkönnyített diffúzióval.

Egyszerű diffúzióval a sóionok és a víz szelektív csatornákon keresztül tudnak behatolni. Ezeket a csatornákat bizonyos transzmembrán fehérjék képezik, amelyek végpontok közötti transzportpályákat képeznek, amelyek tartósan vagy csak rövid ideig nyílnak meg. A szelektív csatornákon keresztül a csatornáknak megfelelő méretű és töltésű különböző molekulák hatolnak be.

Van egy másik módja az egyszerű diffúziónak - ez az anyagok diffúziója a lipid kettősrétegen keresztül, amelyen a zsírban oldódó anyagok és a víz könnyen áthaladnak. A lipid kettősréteg a töltött molekulák (ionok) számára átjárhatatlan, ugyanakkor a töltés nélküli kis molekulák szabadon diffundálhatnak, és minél kisebb a molekula, annál gyorsabban szállítódik. A víz meglehetősen nagy diffúziós sebessége a lipid kettősrétegen keresztül pontosan magyarázható molekuláinak kis méretével és a töltés hiányával.

Könnyített diffúzióval Az anyagok szállítása olyan fehérjéket foglal magában, amelyek a „ping-pong” elven működnek. A fehérje két konformációs állapotban létezik: „pong” állapotban a transzportált anyag kötőhelyei a kettősréteg külső oldalán, „ping” állapotban pedig a másik oldalon nyitottak. Ez a folyamat visszafordítható. Az, hogy egy adott pillanatban melyik oldalról lesz nyitva egy anyag kötőhelye, az az anyag koncentráció-gradiensétől függ.

Ily módon a cukrok és az aminosavak átjutnak a membránon.

A könnyített diffúzióval az anyagok transzportjának sebessége jelentősen megnő az egyszerű diffúzióhoz képest.

A hordozófehérjéken kívül egyes antibiotikumok is részt vesznek a megkönnyített diffúzióban, például a gramicidin és a valinomycin.

Mivel iontranszportot biztosítanak, ún ionofórok.

Az anyagok aktív szállítása a sejtben. Ez a fajta szállítás mindig energiába kerül. Az aktív transzporthoz szükséges energiaforrás az ATP. Az ilyen típusú szállítás jellegzetessége, hogy kétféleképpen hajtják végre:

ATPázoknak nevezett enzimek használata;

szállítás membráncsomagolásban (endocitózis).

BAN BEN A külső sejtmembrán olyan enzimfehérjéket tartalmaz, mint az ATPázok, amelynek feladata az aktív szállítás biztosítása ionok koncentrációgradiens ellen. Mivel ezek biztosítják az ionszállítást, ezt a folyamatot ionszivattyúnak nevezik.

Négy fő ismert iontranszportrendszer létezik az állati sejtekben. Közülük három a biológiai membránokon keresztüli átvitelt biztosítja: Na + és K +, Ca +, H +, a negyedik pedig - a protonok átvitele a mitokondriális légzési lánc működése során.

Az aktív iontranszport mechanizmusra példa az nátrium-kálium pumpa állati sejtekben. A nátrium- és káliumionok állandó koncentrációját tartja fenn a sejtben, ami eltér ezen anyagok környezeti koncentrációjától: normál esetben kevesebb nátriumion van a sejtben, mint a környezetben, és több káliumion.

Ennek eredményeként az egyszerű diffúzió törvényei szerint a kálium hajlamos elhagyni a sejtet, a nátrium pedig bediffundál a sejtbe. Az egyszerű diffúzióval ellentétben a nátrium-kálium pumpa folyamatosan szivattyúzza a nátriumot a sejtből, és káliumot juttat be: minden három kiszabaduló nátriummolekula után két káliummolekula jut a sejtbe.

A nátrium-kálium ionok transzportját a függő ATPáz biztosítja, amely a membránban úgy lokalizálódik, hogy a membrán teljes vastagságában behatol a nátrium és az ATP, a kálium pedig kívülről.

A nátrium és a kálium membránon való átjutása a nátrium-kálium függő ATPáz konformációs változásainak eredményeként megy végbe, amely akkor aktiválódik, amikor a nátrium koncentrációja a sejtben vagy a kálium a környezetben megnő.

A szivattyú energiaellátásához ATP hidrolízisre van szükség. Ezt a folyamatot ugyanaz az enzim, a nátrium-kálium függő ATPáz biztosítja. Ráadásul az állati sejt nyugalmi állapotban elfogyasztott ATP-jének több mint egyharmadát a nátrium-kálium pumpa működésére fordítják.

A nátrium-kálium pumpa megfelelő működésének megsértése különféle súlyos betegségekhez vezet.

Ennek a szivattyúnak a hatásfoka meghaladja az 50%-ot, amit az ember által alkotott legfejlettebb gépekkel nem érnek el.

Számos aktív transzportrendszert az iongradiensekben tárolt energia hajt meg, nem pedig az ATP közvetlen hidrolízise. Mindegyik kotranszportrendszerként működik (elősegítve a kis molekulatömegű vegyületek szállítását). Például egyes cukrok és aminosavak aktív transzportját az állati sejtekbe a nátriumion-gradiens határozza meg, és minél nagyobb a nátriumion-gradiens, annál nagyobb a glükóz felszívódása. És fordítva, ha az intercelluláris térben a nátriumkoncentráció jelentősen csökken, a glükóz transzport leáll. Ebben az esetben a nátriumnak csatlakoznia kell a nátriumfüggő glükóz transzport fehérjéhez, amelynek két kötőhelye van: az egyik a glükózé, a másik a nátriumé. A sejtbe behatoló nátriumionok megkönnyítik a hordozó fehérje bejutását a sejtbe a glükózzal együtt. A glükózzal együtt a sejtbe jutó nátriumionokat a nátrium-kálium függő ATPáz pumpálja vissza, amely a nátriumkoncentráció gradiens fenntartásával közvetve szabályozza a glükóz transzportot.

Anyagok szállítása membrán csomagolásban. A biopolimerek nagy molekulái gyakorlatilag nem tudnak áthatolni a plazmalemmán az anyagok sejtbe történő szállításának egyik fentebb leírt mechanizmusával sem. A sejt felfogja őket és felszívódik a membráncsomagolásba, amit ún endocitózis. Ez utóbbi formálisan fagocitózisra és pinocitózisra oszlik. A sejt általi részecskefelvétel az fagocitózisés folyékony - pinocitózis. Az endocitózis során a következő szakaszok figyelhetők meg:

a felszívódott anyag befogadása a sejtmembrán receptorai miatt;

a membrán invaginációja buborék (vezikula) képződésével;

az endocitikus vezikula leválasztása a membránról energiafelhasználással fagoszóma képződésés a membrán integritásának helyreállítása;

A fagoszóma fúziója a lizoszómával és kialakulása fagolizoszómák (emésztési vakuólum), amelyben az abszorbeált részecskék emésztése történik;

a fagolizoszómában emésztetlen anyag eltávolítása a sejtből ( exocitózis).

Az állatvilágban endocitózis számos egysejtű élőlény (például amőbák) jellegzetes táplálkozási módja, a többsejtű élőlények közül pedig a táplálékrészecskék ilyen típusú emésztése a coelenterátumok endodermális sejtjeiben található meg. Ami az emlősöket és az embereket illeti, ezek retikulo-hisztio-endotheliális sejtrendszerrel rendelkeznek, amely endocitózisra képes. Ilyenek például a vér leukociták és a máj Kupffer-sejtek. Ez utóbbiak a máj úgynevezett szinuszos kapillárisait szegélyezik, és megragadják a vérben szuszpendált különféle idegen részecskéket. Exocitózis- Ez is egy módszer, amellyel egy többsejtű szervezet sejtjéből eltávolítják az általa kiválasztott szubsztrátot, amely más sejtek, szövetek, szervek működéséhez szükséges.

Határoló ( akadály) - elkülönítse a sejttartalmat a külső környezettől;

Szabályozza a sejt és a környezet közötti cserét;

A sejteket kompartmentekre vagy kompartmentekre osztják, amelyeket bizonyos speciális metabolikus útvonalakra szánnak ( osztva);

Néhány kémiai reakció helyszíne (a fotoszintézis könnyű reakciói kloroplasztiszokban, oxidatív foszforiláció a légzés során a mitokondriumokban);

Kommunikáció biztosítása a többsejtű szervezetek szöveteiben lévő sejtek között;

Szállítás- transzmembrán szállítást végez.

Receptor- azok a receptorhelyek, amelyek felismerik a külső ingereket.

Anyagok szállítása a membránon keresztül - a membrán egyik vezető funkciója, amely biztosítja az anyagok cseréjét a sejt és a külső környezet között. Az anyagok átviteléhez szükséges energiafogyasztástól függően megkülönböztetik őket:

passzív transzport vagy elősegített diffúzió;

aktív (szelektív) transzport ATP és enzimek részvételével.

szállítás membrános csomagolásban. Léteznek endocitózis (a sejtbe) és exocitózis (a sejtből kifelé) – olyan mechanizmusok, amelyek nagy részecskéket és makromolekulákat szállítanak a membránon keresztül. Az endocitózis során a plazmamembrán invaginációt képez, szélei összeolvadnak, és egy vezikula szabadul fel a citoplazmába. A hólyagot egyetlen membrán határolja el a citoplazmától, amely a külső citoplazmatikus membrán része. Van fagocitózis és pinocitózis. A fagocitózis a nagy részecskék felszívódása, amelyek meglehetősen kemények. Például limfociták, protozoonok stb. fagocitózisa. A pinocitózis a folyadékcseppek megragadásának és felszívásának folyamata a benne oldott anyagokkal.

Az exocitózis a különböző anyagok eltávolításának folyamata a sejtből. Az exocitózis során a vezikula vagy vakuólum membránja összeolvad a külső citoplazmatikus membránnal. A vezikula tartalmát a sejtfelszínen túl távolítják el, és a membrán a külső citoplazmatikus membránba kerül.

A magban passzív a töltetlen molekulák transzportja a hidrogén és a töltések koncentrációja közötti különbségben rejlik, azaz. elektrokémiai gradiens. Az anyagok egy nagyobb gradiensű területről egy alacsonyabb gradiensű területre mozognak. A szállítás sebessége a meredekségek különbségétől függ.

Az egyszerű diffúzió az anyagok szállítása közvetlenül a lipid kettősrétegen keresztül. Gázokra jellemző, nem poláris vagy kis töltés nélküli poláris molekulák, zsírokban oldódik. A víz gyorsan behatol a kettős rétegbe, mert molekulája kicsi és elektromosan semleges. A víz membránokon keresztül történő diffúzióját ozmózisnak nevezzük.

A membráncsatornákon keresztüli diffúzió a membránon áthatoló töltött molekulák és ionok (Na, K, Ca, Cl) szállítása a speciális csatornaképző fehérjék jelenléte miatt, amelyek vízpórusokat képeznek.

A könnyített diffúzió az anyagok szállítása speciális transzportfehérjék segítségével. Mindegyik fehérje egy szigorúan meghatározott molekuláért vagy rokon molekulák csoportjáért felelős, kölcsönhatásba lép vele, és áthalad a membránon. Például cukrok, aminosavak, nukleotidok és más poláris molekulák.

Aktiv szállitás hordozófehérjék (ATPáz) végzik elektrokémiai gradiens ellen, energiafelhasználással. Forrása az ATP molekulák. Például a nátrium egy káliumszivattyú.

A kálium koncentrációja a sejten belül sokkal magasabb, mint azon kívül, és a nátrium - fordítva. Ezért a kálium- és nátriumkationok passzívan diffundálnak a membrán vízpórusain egy koncentrációgradiens mentén. Ez azzal magyarázható, hogy a membrán permeabilitása a káliumionok esetében nagyobb, mint a nátriumionoké. Ennek megfelelően a kálium gyorsabban diffundál ki a sejtből, mint a nátrium a sejtbe. A normál sejtműködéshez azonban 3 kálium- és 2 nátriumion aránya szükséges. Ezért van a membránban egy nátrium-kálium pumpa, amely aktívan pumpálja a nátriumot a sejtből és a káliumot a sejtbe. Ez a pumpa egy transzmembrán membránfehérje, amely képes konformációs átrendeződésekre. Ezért kálium- és nátriumionokat is képes magához kötni (antiport). A folyamat energiaigényes:

A membrán belsejéből nátriumionok és egy ATP-molekula jutnak be a pumpafehérjébe, a káliumionok pedig kívülről.

A nátriumionok egyesülnek egy fehérjemolekulával, és a fehérje ATPáz aktivitásra tesz szert, azaz. az ATP hidrolízis kiváltásának képessége, amely a szivattyút hajtó energia felszabadulásával jár együtt.

Az ATP hidrolízise során felszabaduló foszfát a fehérjéhez kötődik, azaz. foszforilezi a fehérjét.

A foszforiláció konformációs változásokat okoz a fehérjében, amely nem képes megtartani a nátriumionokat. Kiszabadulnak és a sejten kívülre kerülnek.

A fehérje új konformációja elősegíti a káliumionok hozzákapcsolódását.

A káliumionok hozzáadása a fehérje defoszforilációját okozza. Megint megváltoztatja a felépítését.

A fehérje konformációjának megváltozása kálium-ionok felszabadulásához vezet a sejten belül.

A fehérje ismét készen áll arra, hogy nátriumionokat kapcsoljon magához.

Egy működési ciklus során a szivattyú 3 nátriumiont pumpál ki a cellából és 2 káliumiont pumpál be.

Citoplazma– a sejt kötelező alkotóeleme, amely a sejt felszíni apparátusa és a sejtmag között helyezkedik el. Ez egy összetett heterogén szerkezeti komplexum, amely a következőkből áll:

hyaloplasma

organellumok (a citoplazma állandó alkotóelemei)

a zárványok a citoplazma átmeneti komponensei.

Citoplazmatikus mátrix(hialoplazma) a sejt belső tartalma - színtelen, vastag és átlátszó kolloid oldat. A citoplazmatikus mátrix komponensei bioszintézis folyamatokat hajtanak végre a sejtben, és energiatermeléshez szükséges enzimeket tartalmaznak, elsősorban az anaerob glikolízis következtében.

A citoplazmatikus mátrix alapvető tulajdonságai.

Meghatározza a sejt kolloid tulajdonságait. A vakuoláris rendszer intracelluláris membránjaival együtt erősen heterogén vagy többfázisú kolloid rendszernek tekinthető.

Biztosítja a citoplazma viszkozitásának változását, átmenetet a gélből (vastagabb) a szolba (folyékonyabb), ami külső és belső tényezők hatására következik be.

Biztosítja a ciklózist, az amőboid mozgást, a sejtosztódást és a pigment mozgását a kromatoforokban.

Meghatározza az intracelluláris komponensek elhelyezkedésének polaritását.

Biztosítja a sejtek mechanikai tulajdonságait - rugalmasság, egyesülési képesség, merevség.

Sejtszervecskék– állandó sejtszerkezetek, amelyek biztosítják a sejt meghatározott funkciók ellátását. A szerkezeti jellemzőktől függően a következők vannak:

membránszervecskék - membránszerkezettel rendelkeznek. Lehetnek egymembránosak (ER, Golgi apparátus, lizoszómák, növényi sejtek vakuólumai). Kettős membrán (mitokondriumok, plasztidok, mag).

Nem membránszervek - nem rendelkeznek membránszerkezettel (kromoszómák, riboszómák, sejtközpont, citoszkeleton).

Az általános célú organellumok minden sejtre jellemzőek: mag, mitokondrium, sejtközpont, Golgi-készülék, riboszómák, EPS, lizoszómák. Ha bizonyos sejttípusokra az organellumok jellemzőek, speciális organellumoknak nevezik őket (például izomrostokat összehúzó myofibrillumok).

Endoplazmatikus retikulum- egyetlen folytonos szerkezet, melynek membránja számos invaginációt és ráncot képez, amelyek tubulusoknak, mikrovakuólumoknak és nagy ciszternáknak tűnnek. Az ER membránok egyrészt a sejt citoplazmatikus membránjához, másrészt a nukleáris membrán külső héjához kapcsolódnak.

Kétféle EPS létezik - durva és sima.

Durva vagy szemcsés ER-ben a ciszternák és a tubulusok riboszómákkal kapcsolódnak. a membrán külső oldala. A sima vagy agranuláris ER nincs kapcsolatban a riboszómákkal. Ez a membrán belső oldala.

A sejtmembrán az a szerkezet, amely a sejt külsejét lefedi. Citolemmának vagy plazmalemmának is nevezik.

Ez a képződmény egy bilipid rétegből (kettős rétegből) épül fel, amelybe fehérjék épültek be. A plazmalemmát alkotó szénhidrátok kötött állapotban vannak.

A plazmalemma fő összetevőinek megoszlása ​​a következő: a kémiai összetétel több mint felét fehérjék, negyedét foszfolipidek, tizedét koleszterin foglalják el.

A sejtmembrán és típusai

A sejtmembrán egy vékony film, amelynek alapját lipoproteinek és fehérjék rétegei alkotják.

A lokalizáció szerint membránszervecskéket különböztetnek meg, amelyek bizonyos jellemzőkkel rendelkeznek a növényi és állati sejtekben:

• mitokondriumok;
• mag;
• endoplazmatikus retikulum;
• Golgi komplexum;
• lizoszómák;
• kloroplasztiszok (növényi sejtekben).

Van egy belső és külső (plazmolemma) sejtmembrán is.

A sejtmembrán szerkezete

A sejtmembrán szénhidrátokat tartalmaz, amelyek glikokalix formájában borítják. Ez egy membrán feletti szerkezet, amely gát funkciót lát el. Az itt található fehérjék szabad állapotban vannak. A kötetlen fehérjék enzimatikus reakciókban vesznek részt, biztosítva az anyagok extracelluláris lebontását.

A citoplazma membrán fehérjéit glikoproteinek képviselik. Kémiai összetételük alapján azokat a fehérjéket, amelyek a lipidrétegben (a teljes hosszában) teljesen benne vannak, integrált fehérjék közé soroljuk. Szintén perifériás, nem éri el a plazmalemma egyik felületét.

Az előbbiek receptorként működnek, neurotranszmitterekhez, hormonokhoz és egyéb anyagokhoz kötődnek. Az inszerciós fehérjék szükségesek az ioncsatornák felépítéséhez, amelyeken keresztül az ionok és a hidrofil szubsztrátok szállítása megtörténik. Ez utóbbiak olyan enzimek, amelyek az intracelluláris reakciókat katalizálják.

A plazmamembrán alapvető tulajdonságai

A lipid kettős réteg megakadályozza a víz behatolását. A lipidek hidrofób vegyületek, amelyeket a sejtben foszfolipidek képviselnek. A foszfátcsoport kifelé néz, és két rétegből áll: a külső, amely az extracelluláris környezet felé irányul, és a belső, amely az intracelluláris tartalmat határolja.

A vízben oldódó területeket hidrofil fejeknek nevezzük. A zsírsav helyek a sejtbe vannak irányítva, hidrofób farok formájában. A hidrofób rész kölcsönhatásba lép a szomszédos lipidekkel, ami biztosítja azok egymáshoz való kapcsolódását. A kettős réteg szelektív permeabilitással rendelkezik a különböző területeken.

Tehát középen a membrán át nem ereszti a glükózt és a karbamidot, itt szabadon áthaladnak a hidrofób anyagok: szén-dioxid, oxigén, alkohol. A koleszterin fontos, ez utóbbi tartalma határozza meg a plazmalemma viszkozitását.

A külső sejtmembrán funkciói

A függvények jellemzőit a táblázat tartalmazza röviden:

Mi a jelentősége a sejtmembránnak

A sejtmembrán részt vesz a homeosztázis fenntartásában a sejtbe belépő és onnan távozó anyagok nagy szelektivitása miatt (a biológiában ezt szelektív permeabilitásnak nevezik).

A plazmalemma kinövései a sejtet kompartmentekre (kompartmentekre) osztják, amelyek bizonyos funkciók ellátásáért felelősek. A folyadék-mozaik mintázatnak megfelelő speciálisan kialakított membránok biztosítják a sejt integritását.

A sejt külsejét körülbelül 6-10 nm vastag plazmamembrán (vagy külső sejtmembrán) borítja.

A sejtmembrán fehérjékből és lipidekből (főleg foszfolipidekből) álló sűrű film. A lipidmolekulák rendezetten - a felületre merőlegesen - két rétegben helyezkednek el úgy, hogy a vízzel intenzív kölcsönhatásba lépő részeik (hidrofil) kifelé, a vízzel szemben közömbös részeik (hidrofób) befelé irányulnak.

A fehérjemolekulák a lipidváz felszínén, mindkét oldalon nem folytonos rétegben helyezkednek el. Egy részük belemerül a lipidrétegbe, néhányuk pedig áthalad rajta, vízáteresztő területeket képezve. Ezek a fehérjék különféle funkciókat látnak el - egyesek enzimek, mások transzportfehérjék, amelyek részt vesznek bizonyos anyagok átvitelében a környezetből a citoplazmába és ellenkező irányba.

A sejtmembrán alapvető funkciói

A biológiai membránok egyik fő tulajdonsága a szelektív permeabilitás (félpermeabilitás)- egyes anyagok nehezen, mások könnyen, sőt nagyobb koncentráció felé haladnak át Így a legtöbb sejtnél lényegesen alacsonyabb a Na-ionok koncentrációja, mint a környezetben. A K-ionokra az ellenkező kapcsolat jellemző: sejten belüli koncentrációjuk magasabb, mint kívül. Ezért a Na-ionok mindig hajlamosak behatolni a sejtbe, és a K-ionok mindig hajlamosak kilépni. Ezen ionok koncentrációjának kiegyenlítését megakadályozza egy speciális rendszer jelenléte a membránban, amely pumpa szerepét tölti be, amely Na-ionokat pumpál ki a sejtből és egyidejűleg K-iont pumpál be.

A Na-ionok azon tendenciája, hogy kívülről befelé mozognak, a cukrok és aminosavak sejtbe szállítására szolgál. A Na-ionok aktív eltávolításával a sejtből megteremtődnek a feltételek a glükóz és az aminosavak bejutásához.

Sok sejtben fagocitózissal és pinocitózissal is felszívódnak az anyagok. Nál nél fagocitózis a rugalmas külső membrán kis mélyedést képez, amelybe a befogott részecske esik. Ez a mélyedés megnő, és a külső membrán egy részével körülvéve a részecske a sejt citoplazmájába merül. A fagocitózis jelensége jellemző az amőbákra és néhány más protozoára, valamint a leukocitákra (fagocitákra). A sejtek hasonló módon szívják fel a sejt számára szükséges anyagokat tartalmazó folyadékokat. Ezt a jelenséget nevezték el pinocitózis.

A különböző sejtek külső membránjai jelentősen eltérnek mind a fehérjék és lipidek kémiai összetételében, mind a relatív tartalmukban. Ezek a tulajdonságok határozzák meg a különböző sejtek membránjainak élettani aktivitásának sokféleségét, valamint a sejtek és szövetek életében betöltött szerepét.

A sejt endoplazmatikus retikuluma a külső membránhoz kapcsolódik. A külső membránok segítségével különféle típusú intercelluláris érintkezések valósulnak meg, pl. kommunikáció az egyes sejtek között.

Sok sejttípusra jellemző, hogy felületükön nagyszámú kiemelkedés, redő és mikrobolyhok találhatók. Hozzájárulnak a sejtfelület jelentős növekedéséhez és az anyagcsere javulásához, valamint az egyes sejtek és egymás közötti erősebb kapcsolatokhoz.

A növényi sejtek vastag, optikai mikroszkóp alatt jól látható membránokkal rendelkeznek a sejtmembrán külső oldalán, amelyek rostból (cellulózból) állnak. Erős alátámasztást biztosítanak a növényi szöveteknek (fa).

Egyes állati sejteknek számos külső struktúrájuk van a sejtmembrán tetején, és védő jellegűek. Ilyen például a rovarok integumentáris sejtjeinek kitinje.

A sejtmembrán funkciói (röviden)