Štruktúra bunkovej membrány. Bunková membrána: štruktúra a funkcie

Vonkajšia bunková membrána (plazmalema, cytolema, plazmatická membrána) živočíšnych buniek pokrytá zvonku (t.j. na strane, ktorá nie je v kontakte s cytoplazmou) vrstvou oligosacharidových reťazcov kovalentne pripojených k membránovým proteínom (glykoproteíny) a v menšej miere k lipidom (glykolipidom). Tento sacharidový membránový obal sa nazýva glykokalyx.Účel glykokalyxu ešte nie je veľmi jasný; existuje predpoklad, že táto štruktúra sa zúčastňuje procesov medzibunkového rozpoznávania.

V rastlinných bunkách Na vonkajšej bunkovej membráne je hustá celulózová vrstva s pórmi, cez ktorú prebieha komunikácia medzi susednými bunkami prostredníctvom cytoplazmatických mostíkov.

V bunkách huby na vrchu plazmalemy - hustá vrstva chitín.

U baktérie – mureina.

Vlastnosti biologických membrán

1. Schopnosť samostatnej montáže po ničivých vplyvoch. Táto vlastnosť je určená fyzikálno-chemickými vlastnosťami molekúl fosfolipidov, ktoré sa vo vodnom roztoku spoja tak, že hydrofilné konce molekúl sa rozvinú smerom von a hydrofóbne konce dovnútra. Proteíny môžu byť zabudované do hotových fosfolipidových vrstiev. Schopnosť samozostavovania je dôležitá na bunkovej úrovni.

2. Polopriepustné(selektivita pri prenose iónov a molekúl). Zabezpečuje udržanie stálosti iónového a molekulárneho zloženia v bunke.

3. Tekutosť membrány. Membrány nie sú pevné štruktúry; neustále kolísajú v dôsledku rotačných a vibračných pohybov molekúl lipidov a proteínov. To zaisťuje vyššiu rýchlosť enzymatických a iných chemických procesov v membránach.

4. Fragmenty membrány nemajú voľné konce, keď sa uzatvárajú do bublín.

Funkcie vonkajšej bunkovej membrány (plazmalema)

Hlavné funkcie plazmalemy sú nasledovné: 1) bariéra, 2) receptor, 3) výmena, 4) transport.

1. Bariérová funkcia. Vyjadruje sa v skutočnosti, že plazmalema obmedzuje obsah bunky, oddeľuje ju od vonkajšieho prostredia a intracelulárne membrány rozdeľujú cytoplazmu na samostatné reakčné bunky. priehradky.

2. Funkcia receptora. Jednou z najdôležitejších funkcií plazmalemy je zabezpečiť komunikáciu (spojenie) bunky s vonkajším prostredím prostredníctvom receptorového aparátu prítomného v membránach, ktorý je proteínového alebo glykoproteínového charakteru. Hlavnou funkciou receptorových formácií plazmalemy je rozpoznávanie vonkajších signálov, vďaka ktorým sú bunky správne orientované a tvoria tkanivá počas procesu diferenciácie. Funkcia receptora je spojená s aktivitou rôznych regulačných systémov, ako aj s tvorbou imunitnej odpovede.

Funkcia výmeny určuje obsah enzýmových proteínov v biologických membránach, ktoré sú biologickými katalyzátormi. Ich aktivita sa mení v závislosti od pH prostredia, teploty, tlaku a koncentrácie substrátu aj samotného enzýmu. Enzýmy určujú intenzitu kľúčových reakcií metabolizmus, ako aj ich smer.

Transportná funkcia membrán. Membrána umožňuje selektívny prienik rôznych chemikálií do bunky a von z bunky do prostredia. Transport látok je nevyhnutný na udržanie vhodného pH a správnej koncentrácie iónov v bunke, čo zabezpečuje účinnosť bunkových enzýmov. Transport dodáva živiny, ktoré slúžia ako zdroj energie a zároveň materiál pre tvorbu rôznych bunkových zložiek. Závisí od toho odstraňovanie toxického odpadu z bunky, vylučovanie rôznych užitočných látok a vytváranie iónových gradientov potrebných pre nervovú a svalovú činnosť Zmeny v rýchlosti prenosu látok môžu viesť k poruchám bioenergetických procesov, voda-soľ metabolizmus, excitabilita a iné procesy. Korekcia týchto zmien je základom účinku mnohých liekov.

Existujú dva hlavné spôsoby vstupu látok do bunky a výstupu z bunky do vonkajšieho prostredia;

pasívna doprava,

aktívny transport.

Pasívna doprava sleduje chemický alebo elektrochemický koncentračný gradient bez vynaloženia energie ATP. Ak molekula transportovanej látky nemá náboj, potom je smer pasívneho transportu určený len rozdielom koncentrácie tejto látky na oboch stranách membrány (chemický koncentračný gradient). Ak je molekula nabitá, tak jej transport je ovplyvnený tak chemickým koncentračným gradientom, ako aj elektrickým gradientom (membránovým potenciálom).

Oba gradienty spolu tvoria elektrochemický gradient. Pasívny transport látok sa môže uskutočniť dvoma spôsobmi: jednoduchou difúziou a uľahčenou difúziou.

S jednoduchou difúziou ióny solí a voda môžu prenikať cez selektívne kanály. Tieto kanály sú tvorené určitými transmembránovými proteínmi, ktoré tvoria end-to-end transportné cesty, ktoré sú otvorené trvalo alebo len na krátky čas. Cez selektívne kanály prenikajú rôzne molekuly s veľkosťou a nábojom zodpovedajúcim kanálom.

Existuje aj iný spôsob jednoduchej difúzie – ide o difúziu látok cez lipidovú dvojvrstvu, cez ktorú ľahko prechádzajú látky rozpustné v tukoch a voda. Lipidová dvojvrstva je nepriepustná pre nabité molekuly (ióny) a zároveň nenabité malé molekuly môžu voľne difundovať a čím je molekula menšia, tým rýchlejšie sa transportuje. Pomerne vysoká rýchlosť difúzie vody cez lipidovú dvojvrstvu je presne vysvetlená malou veľkosťou jej molekúl a nedostatkom náboja.

S uľahčenou difúziou Transport látok zahŕňa proteíny - nosiče, ktoré fungujú na princípe „ping-pongu“. Proteín existuje v dvoch konformačných stavoch: v stave „pong“ sú väzbové miesta pre transportovanú látku otvorené na vonkajšej strane dvojvrstvy a v stave „ping“ sú rovnaké miesta otvorené na druhej strane. Tento proces je reverzibilný. Z ktorej strany bude väzobné miesto látky v danom momente otvorené, závisí od koncentračného gradientu tejto látky.

Týmto spôsobom prechádzajú cez membránu cukry a aminokyseliny.

Pri uľahčenej difúzii sa výrazne zvyšuje rýchlosť transportu látok v porovnaní s jednoduchou difúziou.

Okrem nosných proteínov sa na uľahčenej difúzii podieľajú aj niektoré antibiotiká, napríklad gramicidín a valinomycín.

Pretože zabezpečujú transport iónov, sú tzv ionofóry.

Aktívny transport látok v bunke. Tento druh dopravy vždy stojí energiu. Zdrojom energie potrebnej na aktívny transport je ATP. Charakteristickým znakom tohto druhu dopravy je, že sa uskutočňuje dvoma spôsobmi:

používanie enzýmov nazývaných ATPázy;

transport v membránovom balení (endocytóza).

IN Vonkajšia bunková membrána obsahuje enzýmové proteíny, ako sú ATPázy, ktorých funkciou je zabezpečovať aktívny transport iónov proti koncentračnému gradientu. Keďže zabezpečujú transport iónov, tento proces sa nazýva iónová pumpa.

V živočíšnych bunkách sú známe štyri hlavné systémy transportu iónov. Tri z nich zabezpečujú prenos cez biologické membrány: Na + a K +, Ca +, H + a štvrtý - prenos protónov počas fungovania mitochondriálneho dýchacieho reťazca.

Príkladom mechanizmu aktívneho transportu iónov je sodíkovo-draselná pumpa v živočíšnych bunkách. V bunke udržiava konštantnú koncentráciu sodíkových a draselných iónov, ktorá sa líši od koncentrácie týchto látok v prostredí: normálne je v bunke menej sodíkových iónov ako v prostredí a viac draselných iónov.

Výsledkom je, že podľa zákonov jednoduchej difúzie má draslík tendenciu opustiť bunku a sodík difunduje do bunky. Na rozdiel od jednoduchej difúzie sodíkovo-draslíková pumpa neustále odčerpáva sodík z bunky a zavádza draslík: na každé tri uvoľnené molekuly sodíka pripadajú do bunky dve molekuly draslíka.

Tento transport sodno-draselných iónov zabezpečuje závislá ATPáza, enzým lokalizovaný v membráne tak, že preniká celou jej hrúbkou Sodík a ATP do tohto enzýmu vstupujú zvnútra membrány a draslík zvonku.

K prenosu sodíka a draslíka cez membránu dochádza v dôsledku konformačných zmien, ktorým podlieha ATPáza závislá od sodíka a draslíka, ktorá sa aktivuje, keď sa zvýši koncentrácia sodíka vo vnútri bunky alebo draslíka v prostredí.

Na dodanie energie do tejto pumpy je potrebná hydrolýza ATP. Tento proces zabezpečuje rovnaký enzým, ATPáza závislá od sodíka a draslíka. Okrem toho sa viac ako jedna tretina ATP spotrebovaného živočíšnou bunkou v pokoji minie na prevádzku sodíkovo-draselnej pumpy.

Porušenie správneho fungovania sodíkovo-draselnej pumpy vedie k rôznym závažným ochoreniam.

Účinnosť tohto čerpadla presahuje 50%, čo nedosahujú najmodernejšie stroje vytvorené človekom.

Mnohé aktívne transportné systémy sú poháňané energiou uloženou v iónových gradientoch, a nie priamou hydrolýzou ATP. Všetky fungujú ako kotransportné systémy (podporujúce transport zlúčenín s nízkou molekulovou hmotnosťou). Napríklad aktívny transport niektorých cukrov a aminokyselín do živočíšnych buniek je určený gradientom sodíkových iónov a čím vyšší je gradient sodíkových iónov, tým väčšia je rýchlosť absorpcie glukózy. A naopak, ak sa koncentrácia sodíka v medzibunkovom priestore výrazne zníži, transport glukózy sa zastaví. V tomto prípade sa sodík musí pripojiť k transportnému proteínu glukózy závislému od sodíka, ktorý má dve väzbové miesta: jedno pre glukózu a druhé pre sodík. Ióny sodíka prenikajúce do bunky uľahčujú zavedenie nosného proteínu do bunky spolu s glukózou. Sodné ióny, ktoré vstupujú do bunky spolu s glukózou, sú čerpané späť sodíkovo-draslíkovou závislou ATPázou, ktorá udržiavaním gradientu koncentrácie sodíka nepriamo riadi transport glukózy.

Preprava látok v membránových obaloch. Veľké molekuly biopolymérov prakticky nemôžu preniknúť cez plazmalemu žiadnym z vyššie opísaných mechanizmov transportu látok do bunky. Sú zachytené bunkou a absorbované do membránového obalu, ktorý je tzv endocytóza. Ten sa formálne delí na fagocytózu a pinocytózu. Príjem pevných častíc bunkou je fagocytóza a tekuté - pinocytóza. Počas endocytózy sa pozorujú tieto štádiá:

príjem absorbovanej látky vďaka receptorom v bunkovej membráne;

invaginácia membrány s tvorbou bubliny (vezikuly);

oddelenie endocytovej vezikuly od membrány so spotrebou energie – tvorba fagozómov a obnovenie integrity membrány;

Fúzia fagozómu s lyzozómom a tvorba fagolyzozómy (tráviaca vakuola) pri ktorých dochádza k tráveniu absorbovaných častíc;

odstránenie materiálu nestráveného vo fagolyzozóme z bunky ( exocytóza).

Vo svete zvierat endocytóza je charakteristický spôsob výživy pre mnohé jednobunkové organizmy (napríklad améby) a medzi mnohobunkovými organizmami sa tento typ trávenia častíc potravy nachádza v endodermálnych bunkách coelenterátov. Pokiaľ ide o cicavce a ľudí, majú retikulo-histio-endoteliálny systém buniek so schopnosťou endocytózy. Príklady zahŕňajú krvné leukocyty a pečeňové Kupfferove bunky. Posledné vystielajú takzvané sínusové kapiláry pečene a zachytávajú rôzne cudzie častice suspendované v krvi. Exocytóza- Ide aj o spôsob odstránenia z bunky mnohobunkového organizmu ňou vylučovaného substrátu, ktorý je nevyhnutný pre funkciu iných buniek, tkanív a orgánov.

Vymedzovacie ( bariéra) - oddeliť bunkový obsah od vonkajšieho prostredia;

Regulovať výmenu medzi bunkou a prostredím;

Delia bunky do kompartmentov alebo kompartmentov určených pre určité špecializované metabolické dráhy ( delenie);

Je miestom niektorých chemických reakcií (svetelné reakcie fotosyntézy v chloroplastoch, oxidačná fosforylácia pri dýchaní v mitochondriách);

Zabezpečiť komunikáciu medzi bunkami v tkanivách mnohobunkových organizmov;

Doprava- vykonáva transmembránový transport.

Receptor- sú lokalizáciou receptorových miest, ktoré rozpoznávajú vonkajšie podnety.

Transport látok cez membránu – jedna z vedúcich funkcií membrány, zabezpečujúca výmenu látok medzi bunkou a vonkajším prostredím. V závislosti od spotreby energie na prenos látok sa rozlišujú:

pasívny transport alebo uľahčená difúzia;

aktívny (selektívny) transport za účasti ATP a enzýmov.

preprava v membránovom obale. Existujú endocytóza (do bunky) a exocytóza (von z bunky) - mechanizmy, ktoré transportujú veľké častice a makromolekuly cez membránu. Plazmatická membrána pri endocytóze tvorí invagináciu, jej okraje sa spájajú a do cytoplazmy sa uvoľňuje vezikula. Vezikula je od cytoplazmy ohraničená jednou membránou, ktorá je súčasťou vonkajšej cytoplazmatickej membrány. Existuje fagocytóza a pinocytóza. Fagocytóza je absorpcia veľkých častíc, ktoré sú dosť tvrdé. Napríklad fagocytóza lymfocytov, prvokov atď. Pinocytóza je proces zachytávania a absorpcie kvapôčok kvapaliny s látkami v nej rozpustenými.

Exocytóza je proces odstraňovania rôznych látok z bunky. Počas exocytózy sa membrána vezikuly alebo vakuoly spája s vonkajšou cytoplazmatickou membránou. Obsah vezikuly sa odstráni za povrch bunky a membrána sa začlení do vonkajšej cytoplazmatickej membrány.

V jadre pasívny transport nenabitých molekúl spočíva v rozdiele koncentrácií vodíka a nábojov, t.j. elektrochemický gradient. Látky sa presunú z oblasti s vyšším gradientom do oblasti s nižším. Rýchlosť dopravy závisí od rozdielu stúpaní.

Jednoduchá difúzia je transport látok priamo cez lipidovú dvojvrstvu. Charakteristické pre plyny, nepolárne alebo malé nenabité polárne molekuly, rozpustné v tukoch. Voda rýchlo preniká do dvojvrstvy, pretože jeho molekula je malá a elektricky neutrálna. Difúzia vody cez membrány sa nazýva osmóza.

Difúzia cez membránové kanály je transport nabitých molekúl a iónov (Na, K, Ca, Cl), ktoré prenikajú cez membránu v dôsledku prítomnosti špeciálnych kanálikov tvoriacich proteíny, ktoré tvoria vodné póry.

Uľahčená difúzia je transport látok pomocou špeciálnych transportných proteínov. Každý proteín je zodpovedný za presne definovanú molekulu alebo skupinu príbuzných molekúl, interaguje s ňou a pohybuje sa cez membránu. Napríklad cukry, aminokyseliny, nukleotidy a iné polárne molekuly.

Aktívna doprava uskutočňované nosnými proteínmi (ATPáza) proti elektrochemickému gradientu so spotrebou energie. Jeho zdrojom sú molekuly ATP. Napríklad sodík je draslíková pumpa.

Koncentrácia draslíka vo vnútri bunky je oveľa vyššia ako mimo nej a sodíka - naopak. Preto katióny draslíka a sodíka pasívne difundujú cez vodné póry membrány pozdĺž koncentračného gradientu. Vysvetľuje to skutočnosť, že priepustnosť membrány pre ióny draslíka je vyššia ako pre ióny sodíka. V súlade s tým draslík difunduje z bunky rýchlejšie ako sodík do bunky. Pre normálne fungovanie buniek je však potrebný určitý pomer 3 draselných a 2 sodných iónov. Preto je v membráne sodíkovo-draslíková pumpa, ktorá aktívne odčerpáva sodík z bunky a draslík do bunky. Táto pumpa je transmembránový membránový proteín schopný konformačných preskupení. Preto môže na seba naviazať draselné aj sodné ióny (antiport). Proces je energeticky náročný:

Z vnútra membrány vstupujú do proteínu pumpy sodíkové ióny a molekula ATP a zvonka prichádzajú draselné ióny.

Sodné ióny sa spoja s molekulou proteínu a proteín získa aktivitu ATPázy, t.j. schopnosť spôsobiť hydrolýzu ATP, ktorá je sprevádzaná uvoľňovaním energie, ktorá poháňa pumpu.

Fosfát uvoľnený počas hydrolýzy ATP sa naviaže na proteín, t.j. fosforyluje proteín.

Fosforylácia spôsobuje konformačné zmeny v proteíne, ktorý nie je schopný zadržiavať sodíkové ióny. Sú uvoľnené a pohybujú sa mimo bunky.

Nová konformácia proteínu podporuje pripojenie iónov draslíka k nemu.

Pridanie draselných iónov spôsobuje defosforyláciu proteínu. Opäť mení svoju konformáciu.

Zmena konformácie proteínov vedie k uvoľneniu iónov draslíka vo vnútri bunky.

Proteín je opäť pripravený pripojiť k sebe sodné ióny.

V jednom cykle prevádzky pumpa odčerpá 3 sodíkové ióny z bunky a pumpuje 2 draselné ióny.

Cytoplazma– obligátna zložka bunky, nachádzajúca sa medzi povrchovým aparátom bunky a jadrom. Ide o komplexný heterogénny štruktúrny komplex pozostávajúci z:

hyaloplazma

organely (stále zložky cytoplazmy)

inklúzie sú dočasné zložky cytoplazmy.

Cytoplazmatická matrica(hyaloplazma) je vnútorný obsah bunky – bezfarebný, hustý a priehľadný koloidný roztok. Zložky cytoplazmatickej matrice vykonávajú v bunke biosyntetické procesy a obsahujú enzýmy potrebné na produkciu energie, najmä vďaka anaeróbnej glykolýze.

Základné vlastnosti cytoplazmatickej matrice.

Určuje koloidné vlastnosti bunky. Spolu s intracelulárnymi membránami vakuolárneho systému ho možno považovať za vysoko heterogénny alebo viacfázový koloidný systém.

Poskytuje zmenu viskozity cytoplazmy, prechod z gélu (hustejšieho) na sól (viac tekutý), ku ktorému dochádza pod vplyvom vonkajších a vnútorných faktorov.

Zabezpečuje cyklózu, améboidný pohyb, delenie buniek a pohyb pigmentu v chromatofóroch.

Určuje polaritu umiestnenia intracelulárnych komponentov.

Zabezpečuje mechanické vlastnosti buniek - elasticitu, schopnosť zlučovania, tuhosť.

Organely– trvalé bunkové štruktúry, ktoré zabezpečujú, že bunka vykonáva špecifické funkcie. V závislosti od konštrukčných prvkov existujú:

membránové organely – majú membránovú štruktúru. Môžu byť jednomembránové (ER, Golgiho aparát, lyzozómy, vakuoly rastlinných buniek). Dvojmembránové (mitochondrie, plastidy, jadro).

Nemembránové organely – nemajú membránovú štruktúru (chromozómy, ribozómy, bunkové centrum, cytoskelet).

Organely na všeobecné použitie sú charakteristické pre všetky bunky: jadro, mitochondrie, bunkové centrum, Golgiho aparát, ribozómy, EPS, lyzozómy. Keď sú organely charakteristické pre určité typy buniek, nazývajú sa špeciálne organely (napríklad myofibrily, ktoré sťahujú svalové vlákno).

Endoplazmatické retikulum- jediná súvislá štruktúra, ktorej membrána tvorí mnoho invaginácií a záhybov, ktoré vyzerajú ako tubuly, mikrovakuoly a veľké cisterny. ER membrány sú na jednej strane spojené s bunkovou cytoplazmatickou membránou a na druhej strane s vonkajším obalom jadrovej membrány.

Existujú dva typy EPS – drsný a hladký.

V drsnej alebo granulovanej ER sú cisterny a tubuly spojené s ribozómami. je vonkajšia strana membrány hladká alebo agranulárna ER nemá žiadnu súvislosť s ribozómami. Toto je vnútorná strana membrány.

Bunková membrána je štruktúra, ktorá pokrýva vonkajšiu časť bunky. Nazýva sa tiež cytolema alebo plazmalema.

Táto formácia je postavená z bilipidovej vrstvy (dvojvrstvy) so zabudovanými proteínmi. Sacharidy, ktoré tvoria plazmalemu, sú vo viazanom stave.

Rozdelenie hlavných zložiek plazmalemy je nasledovné: viac ako polovicu chemického zloženia tvoria proteíny, štvrtinu tvoria fosfolipidy a desatinu tvorí cholesterol.

Bunková membrána a jej typy

Bunková membrána je tenký film, ktorého základ tvoria vrstvy lipoproteínov a proteínov.

Podľa lokalizácie sa rozlišujú membránové organely, ktoré majú niektoré znaky v rastlinných a živočíšnych bunkách:

• mitochondrie;
• jadro;
• endoplazmatické retikulum;
• Golgiho komplex;
• lyzozómy;
• chloroplasty (v rastlinných bunkách).

Existuje aj vnútorná a vonkajšia (plazmolema) bunková membrána.

Štruktúra bunkovej membrány

Bunková membrána obsahuje sacharidy, ktoré ju pokrývajú vo forme glykokalyx. Ide o supramembránovú štruktúru, ktorá plní bariérovú funkciu. Proteíny, ktoré sa tu nachádzajú, sú vo voľnom stave. Neviazané proteíny sa zúčastňujú enzymatických reakcií, ktoré zabezpečujú extracelulárny rozklad látok.

Proteíny cytoplazmatickej membrány sú reprezentované glykoproteínmi. Na základe chemického zloženia sú proteíny, ktoré sú úplne zahrnuté v lipidovej vrstve (po celej jej dĺžke), klasifikované ako integrálne proteíny. Tiež periférne, nedosahujúce jeden z povrchov plazmalemy.

Prvé fungujú ako receptory, viažu sa na neurotransmitery, hormóny a iné látky. Inzerčné proteíny sú nevyhnutné pre konštrukciu iónových kanálov, cez ktoré dochádza k transportu iónov a hydrofilných substrátov. Posledne menované sú enzýmy, ktoré katalyzujú intracelulárne reakcie.

Základné vlastnosti plazmatickej membrány

Lipidová dvojvrstva zabraňuje prenikaniu vody. Lipidy sú hydrofóbne zlúčeniny reprezentované v bunke fosfolipidmi. Fosfátová skupina je obrátená smerom von a pozostáva z dvoch vrstiev: vonkajšej, smerujúcej do extracelulárneho prostredia, a vnútornej, ohraničujúcej vnútrobunkový obsah.

Oblasti rozpustné vo vode sa nazývajú hydrofilné hlavy. Miesta mastných kyselín sú nasmerované do bunky vo forme hydrofóbnych chvostov. Hydrofóbna časť interaguje so susednými lipidmi, čo zabezpečuje ich vzájomné spojenie. Dvojitá vrstva má selektívnu priepustnosť v rôznych oblastiach.

V strede je membrána nepriepustná pre glukózu a močovinu, voľne prechádzajú hydrofóbne látky: oxid uhličitý, kyslík, alkohol. Cholesterol je dôležitý; jeho obsah určuje viskozitu plazmalemy.

Funkcie vonkajšej bunkovej membrány

Charakteristiky funkcií sú stručne uvedené v tabuľke:

Aký význam má bunková membrána

Bunková membrána sa podieľa na udržiavaní homeostázy vďaka vysokej selektivite látok vstupujúcich a opúšťajúcich bunku (v biológii sa to nazýva selektívna permeabilita).

Výrastky plazmalemy rozdeľujú bunku na kompartmenty (kompartmenty) zodpovedné za vykonávanie určitých funkcií. Špecificky navrhnuté membrány zodpovedajúce vzoru fluidnej mozaiky zaisťujú integritu bunky.

Vonkajšia časť bunky je pokrytá plazmatickou membránou (alebo vonkajšou bunkovou membránou) s hrúbkou asi 6-10 nm.

Bunková membrána je hustý film proteínov a lipidov (hlavne fosfolipidov). Molekuly lipidov sú usporiadané usporiadane - kolmo na povrch, v dvoch vrstvách tak, že ich časti, ktoré intenzívne interagujú s vodou (hydrofilné), smerujú smerom von a ich časti inertné voči vode (hydrofóbne) smerujú dovnútra.

Proteínové molekuly sú umiestnené v nespojitej vrstve na povrchu lipidového rámca na oboch stranách. Niektoré z nich sú ponorené do lipidovej vrstvy a niektoré ňou prechádzajú a vytvárajú oblasti priepustné pre vodu. Tieto proteíny plnia rôzne funkcie – niektoré z nich sú enzýmy, iné transportné proteíny podieľajúce sa na prenose určitých látok z prostredia do cytoplazmy a opačným smerom.

Základné funkcie bunkovej membrány

Jednou z hlavných vlastností biologických membrán je selektívna permeabilita (semipermeabilita)- niektoré látky cez ne prechádzajú ťažko, iné ľahko a dokonca smerom k vyšším koncentráciám U väčšiny buniek je teda koncentrácia iónov Na vo vnútri výrazne nižšia ako v prostredí. Opačný vzťah je typický pre ióny K: ich koncentrácia vo vnútri bunky je vyššia ako vonku. Preto ióny Na majú vždy tendenciu prenikať do bunky a ióny K majú vždy tendenciu vystupovať. Vyrovnaniu koncentrácií týchto iónov bráni prítomnosť špeciálneho systému v membráne, ktorý hrá úlohu pumpy, ktorá pumpuje Na ióny von z bunky a súčasne pumpuje K ióny dovnútra.

Tendencia Na iónov pohybovať sa zvonku dovnútra sa využíva na transport cukrov a aminokyselín do bunky. Aktívnym odstraňovaním iónov Na z bunky sa vytvárajú podmienky pre vstup glukózy a aminokyselín do bunky.

V mnohých bunkách sú látky absorbované aj fagocytózou a pinocytózou. O fagocytóza pružná vonkajšia membrána tvorí malú priehlbinu, do ktorej zachytená častica padá. Toto vybranie sa zväčšuje a častica je obklopená časťou vonkajšej membrány a je ponorená do cytoplazmy bunky. Fenomén fagocytózy je charakteristický pre améby a niektoré ďalšie prvoky, ako aj leukocyty (fagocyty). Bunky absorbujú tekutiny obsahujúce látky potrebné pre bunku podobným spôsobom. Tento jav bol tzv pinocytóza.

Vonkajšie membrány rôznych buniek sa výrazne líšia v chemickom zložení ich proteínov a lipidov, ako aj v ich relatívnom obsahu. Práve tieto vlastnosti určujú rozmanitosť fyziologickej aktivity membrán rôznych buniek a ich úlohu v živote buniek a tkanív.

Endoplazmatické retikulum bunky je spojené s vonkajšou membránou. Pomocou vonkajších membrán sa uskutočňujú rôzne typy medzibunkových kontaktov, t.j. komunikácia medzi jednotlivými bunkami.

Mnoho typov buniek je charakterizovaných prítomnosťou veľkého počtu výbežkov, záhybov a mikroklkov na ich povrchu. Prispievajú jednak k výraznému zväčšeniu povrchu buniek a zlepšeniu metabolizmu, ako aj k pevnejšiemu prepojeniu jednotlivých buniek medzi sebou.

Rastlinné bunky majú na vonkajšej strane bunkovej membrány hrubé membrány, dobre viditeľné pod optickým mikroskopom, pozostávajúce z vlákna (celulózy). Vytvárajú silnú oporu pre rastlinné pletivá (drevo).

Niektoré živočíšne bunky majú tiež množstvo vonkajších štruktúr umiestnených na vrchnej časti bunkovej membrány a majú ochranný charakter. Príkladom je chitín integumentárnych buniek hmyzu.

Funkcie bunkovej membrány (stručne)