Kas ir membrāna? Šis jēdziens tiek izmantots dažādās dzīves jomās un zinātnēs. Un katrā no tiem tam ir cita nozīme. Bet šā vai tā šī termina lietošana ir saistīta ar paša vārda nozīmi. Tulkojumā no latīņu valodas "membrāna" ir membrāna.
Jēdziena dažādas interpretācijas
Tehnoloģijā un inženierzinātnēs šo jēdzienu izmanto, runājot par plānu plēvi vai plāksni, kas fiksēta gar kontūru, piemēram, mikrofonos vai manometros.
Bioloģijā ar membrānu saprot elastīgu molekulāro struktūru, kas atrodas katrā šūnā un pilda aizsardzības funkciju no vides ietekmes. Tas nodrošina šūnas integritāti un piedalās vielmaiņas procesos ar ārpasauli.
Reversās osmozes membrāna
Viens no jaunākajiem izgudrojumiem ir reversās osmozes modulis, ko izmanto ūdens attīrīšanai. Šis dizains ir caurule ar apakšu un vāku. Un šīs caurules iekšpusē ir tikai reversās osmozes membrāna, kuras klātbūtne nodrošina īpaši tīra ūdens ražošanu, kas atbrīvots no dažādiem bakterioloģiskiem piesārņotājiem.un bioloģiskās atradnes. Šķidruma attīrīšanas mehānisms ir balstīts uz mirušo vietu samazināšanu, kur baktērijas var uzkrāties.
Šie moduļi tiek plaši izmantoti medicīnā, un, precīzāk sakot, tie apgādā hemodialīzes ierīces ar īpaši tīru ūdeni.
Membrānas hidrauliskajiem akumulatoriem un izplešanās tvertnēm. Viņu nomaiņa
Hidrauliskie akumulatori un izplešanās tvertnes ir ierīces, ko izmanto, lai kompensētu pārmērīgu spiedienu (tilpumu) sildīšanas ierīcēs.
Kas šajā gadījumā ir membrāna? Šis elements ir šāda veida ierīču galvenā sastāvdaļa. Tas ietekmē visas sistēmas veiktspēju un uzticamību. Membrānas forma var atšķirties. Tā ir diafragma, bumba un balons. Ja tvertnei ir liels tilpums, tad elementa aizmugurē tiek ievietots metāla veidgabals, kurā ir caurums gaisa atgaisošanai. Atkarībā no ierīces izmantošanas jomas tiek izvēlēts materiāls membrānas izgatavošanai. Piemēram, apkures sistēmas izplešanās tvertnēs galvenais kritērijs ir karstumizturības un izturības līmenis. Aukstā ūdens padeves gadījumā membrānas materiāla izvēli vadās pēc dinamiskās elastības kritērija.
Diemžēl nav tāda materiāla, ko varētu saukt par universālu. Tāpēc tā pareizā izvēle ir viens no svarīgākajiem nosacījumiem ierīces ilgstošai darbībai un tās efektīvai darbībai. Visbiežāk plāksnes ir izgatavotas no dabiskā kaučuka,sintētiskā butila vai etilēnpropilēna gumija.
Membrāna tiek nomainīta, atvienojot akumulatoru vai izplešanās tvertni no sistēmas. Pirmkārt, tiek noņemtas skrūves, kas kopā satur atloku un korpusu. Dažās ierīcēs nipeļa zonā ir arī stiprinājums. Pēc tā noņemšanas membrānu var viegli noņemt. Veicot apgriezto darbību, jums ir jāuzstāda jauna membrāna.
Polimēru membrānas
Jēdziens "polimēra membrāna" tiek izmantots vairākos gadījumos. Pirmkārt, tas tiek izmantots, runājot par vienu no modernākajiem un praktiskākajiem jumta seguma materiāliem. Šāda veida membrānas tiek ražotas, izmantojot ekstrūzijas metodi, kas nodrošina, ka gatavā materiāla sastāvā nav tukšumu. Polimēru izstrādājuma priekšrocības ietver absolūtu ūdensizturību, tvaiku caurlaidību, vieglu svaru, izturību, zemu uzliesmojamību, vides drošību.
Jēdzienu "polimēra membrāna" bieži lieto, runājot par jau iepriekš minētajām reversās osmozes plāksnēm, kā arī cita veida membrānām, kas izgatavotas no organiskiem polimēriem. Tie ir mikro- un ultrafiltrācijas produkti, membrānas, ko izmanto nanofiltrācijā. Polimēru membrānu priekšrocība šajā kontekstā ir augsta izgatavojamība un lielas iespējas kontrolēt materiāla īpašības un struktūru. Tādējādi ražošanas procesā tiek izmantotas nelielas ķīmiskas un tehnoloģiskas atšķirības.
Šūnu membrāna. Šūnas - vienībasno visām dzīvajām būtnēm
Ir sen zināms, ka dzīva organisma pamatstruktūrvienība ir šūna. Tā ir diferencēta citoplazmas daļa, ko ieskauj šūnu membrāna. Evolūcijas procesā, funkcionalitātes robežām paplašinoties, tā ieguva plastiskumu un smalkumu, jo svarīgākie procesi organismā notiek tieši šūnās.
Šūnas membrāna ir šūnas robeža, kas ir dabiska barjera starp tās iekšējo saturu un vidi. Galvenā membrānas raksturīgā iezīme ir puscaurlaidība, kas nodrošina mitruma un barības vielu iekļūšanu šūnā un sabrukšanas produktu izvadīšanu no tās. Šūnu membrāna ir galvenā šūnu organizācijas strukturālā sastāvdaļa.
Vēstures fakti, kas saistīti ar šūnu membrānas atklāšanu un izpēti
1925. gadā Grendels un Gorders veiksmīgi veica eksperimentu, lai identificētu sarkano asins šūnu "ēnas". Tieši viņi eksperimentu laikā pirmo reizi atklāja lipīdu divslāni. Sava darba turpinātāji Danielli, Dawson, Robertson, Nicholson dažādos gados strādāja pie membrānas struktūras šķidruma-mozaīkas modeļa izveides. Singsher beidzot to izdevās izdarīt 1972. gadā.
Šūnu membrānas pamatfunkcijas
- Šūnas iekšējā satura atdalīšana no ārējās vides komponentiem.
- Sekmēsiet ķīmiskā sastāva noturības saglabāšanu šūnā.
- Regulē vielmaiņas līdzsvaru.
- Savienojamībastarp šūnām.
- Signāla funkcija.
- Aizsardzības funkcija.
Plasma Shell
Kas ir membrāna, ko sauc par plazmas apvalku? Šī ir šūnas ārējā siena, kas savā struktūrā ir ultramikroskopiska plēve, kuras biezums ir 5-7 nanometri. Tas sastāv no olb altumvielu savienojumiem, fosfolipīdiem, ūdens. Tā kā plēve ir ļoti elastīga, tā labi uzsūc mitrumu, kā arī spēj ātri atjaunot tās integritāti.
Plazmas membrānai ir raksturīga universāla struktūra. Tās robežpozīcija izraisa līdzdalību selektīvās caurlaidības procesā, kad no šūnas tiek noņemti sabrukšanas produkti. Mijiedarbojoties ar blakus esošajiem elementiem un droši aizsargājot saturu no bojājumiem, ārējā membrāna ir viena no svarīgākajām šūnas struktūras sastāvdaļām.
Plānāko slāni, kas dažkārt klāj dzīvo organismu šūnu membrānu, sauc par glikokaliksu. Tas sastāv no olb altumvielām un polisaharīdiem. Un augu šūnās membrānu no augšas aizsargā īpaša siena, kas arī veic atbalsta funkciju un saglabā savu formu. To galvenokārt veido šķiedra, nešķīstošs polisaharīds.
Tādējādi varam secināt, ka ārējās šūnas membrānas galvenās funkcijas ir remonts, aizsardzība un mijiedarbība ar blakus esošajām šūnām.
Ēkas funkcijas
Kas ir membrāna? Šis ir mobilais apvalks, kura platums ir 6-10 nanometri. Tās struktūra ir balstīta uzlipīdu divslānis un proteīni. Ogļhidrāti atrodas arī membrānā, taču tie veido tikai 10% no membrānu masas. Bet tie noteikti ir atrodami glikolipīdos vai glikoproteīnos.
Ja runājam par olb altumvielu un lipīdu attiecību, tad tā var ļoti atšķirties. Tas viss ir atkarīgs no auduma veida. Piemēram, mielīns satur apmēram 20% olb altumvielu, bet mitohondrijās ir aptuveni 80%. Membrānas sastāvs tieši ietekmē tās blīvumu. Jo augstāks olb altumvielu saturs, jo lielāks ir apvalka blīvums.
Lipīdu funkciju daudzveidība
Katrs lipīds savā būtībā ir fosfolipīds, kas rodas glicerīna un sfingozīna mijiedarbības rezultātā. Membrānas proteīni ir blīvi iesaiņoti ap lipīdu sastatnēm, bet to slānis nav nepārtraukts. Daži no tiem ir iegremdēti lipīdu slānī, bet citi, it kā, iekļūst tajā. Tas ir iemesls ūdenim caurlaidīgu zonu klātbūtnei.
Ir acīmredzams, ka lipīdu sastāvs dažādās membrānās nav nejaušs, taču skaidrs skaidrojums šai parādībai vēl nav atrasts. Jebkurā konkrētajā apvalkā var būt līdz pat simts dažādu veidu lipīdu molekulām. Apsveriet faktorus, kas var ietekmēt membrānas molekulas lipīdu sastāva noteikšanu.
- Pirmkārt, lipīdu maisījumam noteikti ir jāspēj veidot stabilu divslāņu slāni, kurā var funkcionēt proteīni.
- Otrkārt, lipīdiem vajadzētu palīdzēt stabilizēt stipri deformētas membrānas, izveidot kontaktu starp membrānām vai saistīt noteiktasolb altumvielas.
- Treškārt, lipīdi ir bioregulatori.
- Ceturtkārt, daži lipīdi ir aktīvi biosintēzes reakciju dalībnieki.
Šūnu membrānas proteīni
Proteīni pilda vairākas funkcijas. Daži spēlē fermentu lomu, bet citi transportē dažādas vielas no vides šūnā un atpakaļ.
Membrānas struktūra un funkcijas ir sakārtotas tā, lai caur to iekļūst integrālie proteīni, nodrošinot ciešu savienojumu. Bet perifērās olb altumvielas nav cieši saistītas ar membrānu. To funkcija ir uzturēt apvalka struktūru, uztvert un pārveidot signālus no ārējās vides un kalpot kā katalizators dažādām reakcijām.
Membrānas sastāvu galvenokārt attēlo bimolekulārais slānis. Tā nepārtrauktība nodrošina šūnas barjeru un mehāniskās īpašības. Dzīvības aktivitātes procesā var rasties divslāņu struktūras pārkāpums, kas izraisa strukturālu defektu veidošanos caur hidrofilām porām. Pēc tam visas šūnu membrānas funkcijas var tikt traucētas.
Shell īpašības
Šūnu membrānas īpatnības tās plūstamības dēļ, kuras dēļ tai nav stingras struktūras. Lipīdi, kas veido tā sastāvu, var brīvi pārvietoties. Jūs varat novērot šūnu membrānas asimetriju. Tas ir iemesls olb altumvielu un lipīdu slāņu sastāva atšķirībām.
Šūnas membrānas polaritāte ir pierādīta, tas ir, tās ārējai pusei ir pozitīvs lādiņš, bet iekšējai pusei ir negatīvs. Arījāatzīmē, ka apvalkam ir selektīvs ieskats. Tas papildus ūdenim ielaiž tikai noteiktas molekulu grupas un izšķīdušo vielu jonus.
Šūnu membrānas struktūras iezīmes augu un dzīvnieku organismos
Šūnas ārējā membrāna un endoplazmatiskais tīklojums ir cieši saistīti. Nereti čaumalas virsmu klāj arī dažādi izvirzījumi, ieloces, mikrovillītes. Dzīvnieka šūnas plazmas membrāna no ārpuses ir pārklāta ar glikoproteīna slāni, kas veic receptoru un signālu funkcijas. Augu šūnās ārpus šī apvalka ir vēl viens, biezs un skaidri redzams mikroskopā. Šķiedra, no kuras tā ir izgatavota, ir iesaistīta augu audu, piemēram, koka, atbalsta veidošanā.
Dzīvnieku šūnām ir arī ārējās struktūras, kas atrodas ārpus membrānas. Viņi veic tikai aizsargājošu funkciju. Kā piemēru var minēt hitīnu, kas atrodas kukaiņu iekšējās audos.
Papildus šūnai ir arī intracelulāra jeb iekšējā membrāna. Tas sadala šūnu specializētos slēgtos nodalījumos, ko sauc par organellām. Viņiem vienmēr ir jāuztur noteikta vide.
Pamatojoties uz iepriekš minēto, varam secināt, ka šūnu membrānai, kuras īpašības pierāda tās nozīmi visa organisma funkcionēšanā, ir sarežģīts sastāvs un uzbūve, kas atkarīga no daudziem iekšējiem un ārējiem faktoriem. Šīs filmas bojājumi var izraisīt nāvišūnas.
Tādējādi membrānas struktūra un funkcija ir atkarīga no zinātnes vai nozares, kurā šī koncepcija tiek izmantota. Jebkurā gadījumā šis elements ir apvalks vai nodalījums, kas ir elastīgs un piestiprināts pie malām.
