Plazmas membrāna ir lipīdu divslānis, kura biezumā ir iebūvēti proteīni, jonu kanāli un receptoru molekulas. Šī ir mehāniska barjera, kas atdala šūnas citoplazmu no pericelulārās telpas, tajā pašā laikā ir vienīgā saikne ar ārējo vidi. Tāpēc plazmolemma ir viena no svarīgākajām šūnas struktūrām, un tās funkcijas ļauj tai eksistēt un mijiedarboties ar citām šūnu grupām.
Pārskats par citolemmas funkcijām
Plazmas membrāna tādā formā, kādā tā atrodas dzīvnieku šūnā, ir raksturīga daudziem organismiem no dažādām valstībām. Baktērijām un vienšūņiem, kuru organismus attēlo viena šūna, ir citoplazmas membrāna. Un dzīvnieki, sēnes un augi kā daudzšūnu organismi to nav zaudējuši evolūcijas procesā. Tomēr dažādās dzīvo organismu valstībāscitolemma ir nedaudz atšķirīga, lai gan tās funkcijas joprojām ir tādas pašas. Tos var iedalīt trīs grupās: norobežošana, transports un komunikācija.
Norobežojošo funkciju grupā ietilpst šūnas mehāniskā aizsardzība, tās formas saglabāšana, aizsardzība no ārpusšūnu vides. Membrāna pilda transporta funkciju grupu specifisku olb altumvielu, jonu kanālu un noteiktu vielu nesēju klātbūtnes dēļ. Citolemmas komunikatīvās funkcijas ietver receptoru funkciju. Uz membrānas virsmas atrodas receptoru kompleksu kopums, caur kuru šūna piedalās humorālās informācijas pārneses mehānismos. Tomēr ir arī svarīgi, lai plazmolemma ieskauj ne tikai šūnu, bet arī dažus tās membrānas organellus. Tajās viņa spēlē tādu pašu lomu kā visas šūnas gadījumā.
Barjeras funkcija
Plazmas membrānas barjeras funkcijas ir vairākas. Tas aizsargā šūnas iekšējo vidi ar dominējošo ķīmisko vielu koncentrāciju no tās izmaiņām. Difūzija notiek šķīdumos, tas ir, koncentrācijas pašizlīdzināšanās starp barotnēm ar atšķirīgu noteiktu vielu saturu tajos. Plazmalemma tikai bloķē difūziju, novēršot šķidruma un jonu plūsmu jebkurā virzienā. Tādējādi membrāna ierobežo citoplazmu ar noteiktu elektrolītu koncentrāciju no pericelulārās vides.
Otrā plazmas membrānas barjerfunkcijas izpausme ir aizsardzība pret spēcīgu skābu un spēcīgu sārmu vidi. Izbūvēta plazmas membrānatā, lai lipīdu molekulu hidrofobie gali būtu vērsti uz āru. Tāpēc tas bieži nošķir intracelulāro un ārpusšūnu vidi ar dažādām pH vērtībām. Tas ir būtiski šūnu dzīvībai.
Organellu membrānu barjerfunkcija
Plazmas membrānas barjerfunkcijas arī atšķiras, jo tās ir atkarīgas no tās atrašanās vietas. Jo īpaši kariolemma, tas ir, kodola lipīdu divslānis, aizsargā to no mehāniskiem bojājumiem un atdala kodola vidi no citoplazmas. Turklāt tiek uzskatīts, ka kariolemma ir nesaraujami saistīta ar endoplazmatiskā retikuluma membrānu. Tāpēc visa sistēma tiek uzskatīta par vienu iedzimtas informācijas krātuvi, proteīnu sintezēšanas sistēmu un proteīnu molekulu pēctranslācijas modifikāciju kopu. Endoplazmatiskā tīkla membrāna ir nepieciešama, lai saglabātu intracelulāro transporta kanālu formu, pa kuriem pārvietojas olb altumvielu, lipīdu un ogļhidrātu molekulas.
Mitohondriju membrāna aizsargā mitohondrijus, bet plastīda membrāna aizsargā hloroplastus. Lizosomu membrāna pilda arī barjeras lomu: lizosomas iekšpusē ir agresīva pH vide un reaktīvās skābekļa sugas, kas var sabojāt šūnas iekšpusē esošās struktūras, ja tās tur iekļūst. No otras puses, membrāna ir universāla barjera, kas ļauj lizosomām "sagremot" cietās daļiņas un ierobežo fermentu darbības vietu.
Plazmas membrānas mehāniskā funkcija
Plazmas membrānas mehāniskās funkcijas arī ir neviendabīgas. Pirmkārt, plazmas membrāna atbalstašūnu forma. Otrkārt, tas ierobežo šūnas deformējamību, bet neaizkavē formas un plūstamības izmaiņas. Šajā gadījumā ir iespējama arī membrānas nostiprināšana. Tas notiek tāpēc, ka protisti, baktērijas, augi un sēnītes veido šūnu sienu. Dzīvniekiem, tostarp cilvēkiem, šūnu siena ir visvienkāršākā, un to attēlo tikai glikokalikss.
Baktērijās tas ir glikoproteīns, augos – celuloze, sēnēs – hitīns. Kramaļgliemenes pat iekļauj silīcija dioksīdu (silīcija oksīdu) savā šūnu sieniņā, kas ievērojami palielina šūnas izturību un mehānisko pretestību. Un katram organismam šim nolūkam ir nepieciešama šūnu siena. Un pašai plazmolemmai ir daudz mazāka izturība nekā proteoglikānu, celulozes vai hitīna slānim. Nav šaubu, ka citolemmai ir mehāniska loma.
Tāpat plazmas membrānas mehāniskās funkcijas ļauj mitohondrijiem, hloroplastiem, lizosomām, kodolam un endoplazmatiskajam tīklam darboties šūnā un pasargāt sevi no zemsliekšņa bojājumiem. Tas ir raksturīgi jebkurai šūnai, kurā ir šīs membrānas organellas. Turklāt plazmas membrānā ir citoplazmas izaugumi, caur kuriem tiek izveidoti starpšūnu kontakti. Šis ir plazmas membrānas mehāniskās funkcijas īstenošanas piemērs. Membrānas aizsargājošo lomu nodrošina arī lipīdu divslāņa dabiskā pretestība un plūstamība.
Citoplazmatiskās membrānas komunikatīvā funkcija
Transports un uzņemšana ir viena no saziņas funkcijām. Šīsabas īpašības ir raksturīgas plazmas membrānai un kariolemai. Organellu membrānai ne vienmēr ir receptori vai tā ir caurstrāvota ar transporta kanāliem, bet kariolemā un citolemmā ir šie veidojumi. Tieši caur tām tiek īstenotas šīs komunikatīvās funkcijas.
Transports tiek īstenots ar diviem iespējamiem mehānismiem: ar enerģijas patēriņu, tas ir, aktīvā veidā un bez izdevumiem, ar vienkāršu difūziju. Tomēr šūna var arī transportēt vielas ar fagocitozes vai pinocitozes palīdzību. Tas tiek realizēts, notverot šķidru vai cietu daļiņu mākoni ar citoplazmas izvirzījumiem. Tad šūna it kā ar rokām uztver daļiņu vai šķidruma pilienu, ievelkot to un veidojot ap to citoplazmas slāni.
Aktīvs transports, difūzija
Aktīvā transportēšana ir selektīvās elektrolītu vai barības vielu uzņemšanas piemērs. Caur specifiskiem kanāliem, ko attēlo olb altumvielu molekulas, kas sastāv no vairākām apakšvienībām, viela vai hidratēts jons iekļūst citoplazmā. Joni maina potenciālu, un barības vielas tiek iebūvētas vielmaiņas ķēdēs. Un visas šīs šūnas plazmas membrānas funkcijas aktīvi veicina tās augšanu un attīstību.
Lipīdu šķīdība
Augsti diferencētas šūnas, piemēram, nervu, endokrīnās vai muskuļu šūnas, izmanto šos jonu kanālus, lai radītu atpūtas un darbības potenciālu. Tas veidojas osmotiskās un elektroķīmiskās atšķirības dēļ, un audi iegūst spēju sarauties,radīt vai vadīt impulsu, reaģēt uz signāliem vai pārraidīt tos. Tas ir svarīgs mehānisms informācijas apmaiņai starp šūnām, kas ir visa organisma funkciju nervu regulēšanas pamatā. Šīs dzīvnieka šūnas plazmas membrānas funkcijas nodrošina dzīvības aktivitātes regulēšanu, visa organisma aizsardzību un kustību.
Dažas vielas var pat iekļūt membrānā, taču tas ir raksturīgi tikai lipofīlo taukos šķīstošo molekulu molekulām. Tie vienkārši izšķīst membrānas divslānī, viegli nokļūstot citoplazmā. Šis transportēšanas mehānisms ir raksturīgs steroīdu hormoniem. Un peptīdu struktūras hormoni nespēj iekļūt membrānā, lai gan tie arī pārraida informāciju šūnai. Tas tiek panākts, pateicoties receptoru (integrālo) molekulu klātbūtnei uz plazmlemmas virsmas. Saistītie bioķīmiskie signāla pārraides mehānismi uz kodolu kopā ar lipīdu vielu tiešas iekļūšanas mehānismu caur membrānu veido vienkāršāku humorālās regulēšanas sistēmu. Un visas šīs plazmas membrānas integrālo proteīnu funkcijas ir nepieciešamas ne tikai vienai šūnai, bet visam organismam.
Citoplazmas membrānas funkciju tabula
Visvizuālākais veids, kā izcelt plazmas membrānas funkcijas, ir tabula, kas norāda tās bioloģisko lomu šūnā kopumā.
| Struktūra | Funkcija | Bioloģiskā loma |
| Citoplazmas membrāna lipīdu divslāņu formā arārēji izvietoti hidrofobi gali, kas aprīkoti ar integrālo un virsmas proteīnu receptoru kompleksiem | Mehāniskā | Saglabā šūnu formu, aizsargā pret mehāniskiem zemsliekšņa efektiem, saglabā šūnu integritāti |
| Transports | Transportē šķidruma pilienus, cietās daļiņas, makromolekulas un hidratētos jonus šūnā ar enerģijas patēriņu vai bez tā | |
| Receptors | Uz tās virsmas ir receptoru molekulas, kas kalpo informācijas pārsūtīšanai uz kodolu | |
| Līme | Citoplazmas izvirzījumu dēļ blakus esošās šūnas veido kontaktus viena ar otru | |
| Elektrogēns | Nodrošina apstākļus uzbudināmo audu darbības potenciāla un atpūtas potenciāla ģenerēšanai |
Šajā tabulā ir skaidri parādīts, kādas funkcijas veic plazmas membrāna. Tomēr šīs lomas spēlē tikai šūnu membrāna, tas ir, lipīdu divslānis, kas ieskauj visu šūnu. Tā iekšpusē atrodas organellas, kurām ir arī membrānas. Viņu lomas ir jāizklāsta.
Plazmas membrānas funkcijas: shēma
Ar membrānu klātbūtni šūnā atšķiras šādas organellas: kodols, raupjš un gluds endoplazmatiskais tīklojums, Golgi komplekss, mitohondriji, hloroplasti, lizosomas. Katrā nošiem organelliem, membrānai ir izšķiroša loma. Varat to apsvērt, izmantojot tabulas shēmas piemēru.
| Organellas un membrāna | Funkcija | Bioloģiskā loma |
| Kodols, kodola membrāna | Mehāniskā | Kodola citoplazmas plazmas membrānas mehāniskās funkcijas ļauj tai saglabāt formu, novērš strukturālu bojājumu parādīšanos |
| Barjera | Nukleoplazmas un citoplazmas atdalīšana | |
| Transports | Tam ir transporta poras ribosomu un RNS izvadīšanai no kodola un barības vielu, aminoskābju un slāpekļa bāzu iekļūšanai iekšpusē | |
| Mitohondriji, mitohondriju membrāna | Mehāniskā | Mitohondriju formas saglabāšana, mehānisku bojājumu novēršana |
| Transports | Joni un enerģijas substrāti tiek pārnesti caur membrānu | |
| Elektrogēns | Nodrošina transmembrānas potenciāla ģenerēšanu, kas ir enerģijas ražošanas pamats šūnā | |
| Hloroplasti, plastida membrāna | Mehāniskā | Atbalsta plastidu formu, novērš to mehāniskos bojājumus |
| Transports | Nodrošina vielu transportēšanu | |
| Endoplazmatiskais tīklojums, tīkla membrāna | Mehāniski un vidi veidojošie | Nodrošina dobuma klātbūtni, kurā notiek proteīnu sintēzes procesi un to pēctranslācijas modifikācijas |
| Golgi aparāts, pūslīšu un cisternu membrāna | Mehāniski un vidi veidojošie | Lomu skatīt iepriekš |
| Lizosomas, lizosomu membrāna |
Mehāniskā Barjera |
Lizosomas formas saglabāšana, mehānisku bojājumu novēršana un enzīmu izdalīšanās citoplazmā, ierobežošana no lītiskajiem kompleksiem |
Dzīvnieku šūnu membrānas
Šīs ir plazmas membrānas funkcijas šūnā, kur tai ir svarīga loma katrā organellā. Turklāt vairākas funkcijas ir jāapvieno vienā - aizsargājošā. Jo īpaši barjera un mehāniskās funkcijas ir apvienotas aizsargfunkcijās. Turklāt plazmas membrānas funkcijas augu šūnā ir gandrīz identiskas dzīvnieku un baktēriju šūnām.
Dzīvnieku šūna ir vissarežģītākā un ļoti diferencētākā. Šeit atrodas daudz vairāk integrālo, daļēji integrālo un virsmas proteīnu. Kopumā daudzšūnu organismos membrānas struktūra vienmēr ir sarežģītāka nekā vienšūnu organismos. Un kādas funkcijas veic konkrētas šūnas plazmas membrāna, nosaka, vai tā tiks klasificēta kā epitēlija, saista vaiuzbudināmi audi.
