في الخارج تذكر الذكرياتعبارة عن غشاء رقيق. سمكها حوالي 7-10 نانومتر. يتم عرض الفيلم فقط في ميكروسكوب الكتروني. بعد ذلك ، فكر في ماهية الغشاء السيتوبلازمي. سيتم أيضًا وصف وظائف الفيلم في المقالة.
بناء
ما هو تكوين الغشاء السيتوبلازمي؟ هيكل الفيلم متنوع للغاية. وفقا لل التنظيم الكيميائي، وهو مركب من البروتينات والدهون. يشتمل الغشاء السيتوبلازمي للخلية على طبقة ثنائية. يعمل كأساس. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي الغشاء السيتوبلازمي على الكوليسترول والدهون السكرية. هذه المواد هي amphipatric. بعبارة أخرى ، لها نهايات كارهة للماء ("تخشى الرطوبة") ونهايات محبة للماء ("محبة للماء"). يتم توجيه الأخير (مجموعة الفوسفات) إلى الخارج من الغشاء ، والأخير (بقايا من أحماض دهنية) تجاه بعضها البعض. نتيجة لهذا ، يتم تشكيل طبقة دهنية ثنائية القطب. جزيئات الدهون متحركة. إنهم قادرون على التحرك في أحادي الطبقة الخاصة بهم أو (وهو أمر نادر) من واحد إلى آخر. 
قد تكون الطبقة الدهنية في حالة بلورة صلبة أو سائلة. الطبقات الأحادية غير متماثلة. هذا يعني أن لديهم تركيبة مختلفة من الدهون. بسبب هذه الخاصية ، فإن الأغشية السيتوبلازمية لها خصوصية حتى داخل خلية واحدة. البروتينات هي المكون الثاني الإلزامي للفيلم. يمكن للعديد من هذه المركبات أن تتحرك في مستوى الغشاء أو تدور حول محورها. ومع ذلك ، فهم غير قادرين على الانتقال من جزء من الطبقة الثنائية إلى جزء آخر. حماية البيئة الداخلية- المهمة الرئيسية التي يؤديها الغشاء السيتوبلازمي. بالإضافة إلى ذلك ، يوفر هيكل الفيلم تدفقًا عمليات مختلفة. البروتينات هي المسؤولة عن أداء مهام معينة. بفضل الدهون ، يتم توفير السمات الهيكلية للفيلم.
الغشاء السيتوبلازمي: وظائف
المهام الرئيسية هي:
- حاجز. يوفر فيلم الحماية تبادلًا نشطًا وسلبيًا وانتقائيًا ومنظمًا للاتصالات مع بيئة خارجية. بسبب النفاذية الانتقائية ، يتم فصل الخلية ومقصوراتها وتزويدها بالمواد الضرورية.
- ينقل. من خلال الفيلم ، يتم نقل المركبات من خلية إلى أخرى. بفضل هذا ، يتم تسليم مركبات المغذيات ، وإزالة المنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي ، ويحدث الإفراز. مواد مختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تشكيل التدرجات الأيونية ، ويتم الحفاظ على التركيز الأيوني ودرجة الحموضة عند المستوى الأمثل. إنها ضرورية للنشاط النشط لأنزيمات الخلية.
المهام المساعدة
خصائص خاصة
تشمل الوظائف المحددة للغشاء ما يلي:
معلومات إضافية
إذا كانت بعض الجسيمات ، لسبب أو لآخر ، غير قادرة على المرور عبر طبقة ثنائية الفسفوليبيد (على سبيل المثال ، بسبب الخصائص المحبة للماء ، لأن الغشاء السيتوبلازمي كاره للماء من الداخل ولا يسمح لمثل هذه المركبات بالمرور ، أو بسبب مقاسات كبيرةالجسيمات نفسها) ، لكنها ضرورية ، يمكن أن تمر من خلالها بمساعدة بروتينات حاملة خاصة (ناقلات) وبروتينات القناة. أو يتم اختراقهم من خلال الالتقام الخلوي. 
في عملية النقل السلبي ، تعبر المواد طبقة الدهون عن طريق الانتشار. في هذه الحالة ، لا يتم إهدار أي طاقة. يمكن أن يكون الانتشار الميسر أحد المتغيرات لمثل هذه الآلية. في أثناء ذلك ، يسهل جزيء معين مرور المادة. قد يكون لها قناة قادرة على تمرير الجسيمات من نفس النوع فقط. النقل النشط يستهلك الطاقة. هذا يرجع إلى حقيقة أن هذه العملية تتم مقابل تدرج التركيز. يحتوي الغشاء السيتوبلازمي على بروتينات مضخة خاصة ، بما في ذلك ATPase ، والتي تعزز الدخول النشط للبوتاسيوم وإفراز أيونات الصوديوم.
عارضات ازياء
هناك العديد منها:
- "نموذج ساندويتش". تم التعبير عن فكرة وجود بنية ثلاثية الطبقات لجميع الأغشية من قبل العالمين داوسون ودانييلي في عام 1935. في رأيهم ، كان هيكل الفيلم على النحو التالي: بروتينات - دهون - بروتينات. هذه الفكرة موجودة منذ فترة طويلة.
- "هيكل الفسيفساء السائل".تم وصف هذا النموذج من قبل Nicholson and Singer في عام 1972. وفقًا لذلك ، لا تشكل جزيئات البروتين طبقة مستمرة ، ولكنها مغمورة في طبقة دهنية ثنائية القطب على شكل فسيفساء إلى أعماق مختلفة. يعتبر هذا النموذج الأكثر تنوعًا.
- "بنية بروتينية بلورية".وفقًا لهذا النموذج ، تتشكل الأغشية بسبب تشابك جزيئات البروتين والدهون ، والتي يتم دمجها على أساس الروابط المحبة للماء.
لقد تطورت بطريقة تجعل وظيفة كل من أنظمتها نتيجة لوظيفة مجموع الخلايا التي تتكون منها أعضاء وأنسجة هذا النظام. تحتوي كل خلية من خلايا الجسم على مجموعة من الهياكل والآليات التي تسمح لها بالقيام بعملية التمثيل الغذائي الخاصة بها وأداء وظيفتها الخاصة.
تحتوي الخلية علىالسيتوبلازم أو الغشاء السطحي ؛ السيتوبلازم ، الذي يحتوي على عدد من العضيات ، والشوائب ، وعناصر الهيكل الخلوي ؛ نواة تحتوي على الجينوم النووي. يتم تحديد عضيات الخلية والنواة في السيتوبلازم بواسطة الأغشية الداخلية. تؤدي كل بنية للخلية وظيفتها فيها ، وتضمن جميعها مجتمعةً قابلية الخلية للحياة وأداء وظائفها المحددة.
دور رئيسي في التنفيذ الوظائف الخلوية وتنظيمها ينتمي إلى الغشاء السيتوبلازمي للخلية.
المبادئ العامة لهيكل الغشاء السيتوبلازمي
تشترك جميع أغشية الخلايا في نفس المبدأ الهيكلي.(الشكل 1) ، الذي يعتمد على الخصائص الفيزيائية والكيميائيةالدهون المعقدة والبروتينات التي تشكل تكوينها. توجد أغشية الخلايا في وسط مائي ، ولفهم الظواهر الفيزيائية والكيميائية التي تؤثر على تنظيمها الهيكلي ، من المفيد وصف تفاعل جزيئات الدهون والبروتين مع جزيئات الماء ومع بعضها البعض. يتبع عدد من خصائص أغشية الخلايا أيضًا النظر في هذا التفاعل.
من المعروف أن غشاء البلازما للخلية يتم تمثيله بطبقة مزدوجة من الدهون المعقدة التي تغطي سطح الخلية بطولها بالكامل. لإنشاء طبقة ثنائية للدهون ، يمكن فقط اختيار تلك الجزيئات الدهنية التي تمتلك خصائص البرمائيات بطبيعتها وتضمينها في بنيتها. تستوفي جزيئات الفسفوليبيد والكوليسترول هذه الشروط. خصائصها هي أن أحد أجزاء الجزيء (الجلسرين للفوسفوليبيد وسيكلوبنتان للكوليسترول) له خصائص قطبية (محبة للماء) ، والآخر (جذور الأحماض الدهنية) له خصائص غير قطبية (كارهة للماء).
أرز. 1. هيكل الغشاء السيتوبلازمي للخلية.
إذا تم وضع عدد معين من الفوسفوليبيدات وجزيئات الكوليسترول في وسط مائي ، فسوف تبدأ تلقائيًا في التجمع في هياكل مرتبة وتشكيل فقاعات مغلقة ( الجسيمات الشحمية) حيث يتم إرفاق الجزء البيئة المائية، ويصبح السطح مغطى بطبقة مزدوجة مستمرة ( طبقة ثنائية) جزيئات الفسفوليبيد والكوليسترول. عند النظر في طبيعة الترتيب المكاني للفوسفوليبيدات وجزيئات الكوليسترول في هذه الطبقة الثنائية ، من الواضح أن جزيئات هذه المواد تقع مع أجزائها المحبة للماء باتجاه مساحات المياه الخارجية والداخلية ، وهي كارهة للماء - في اتجاهات متعاكسة - داخل الطبقة الثنائية .
ما الذي يجعل جزيئات هذه الدهون تتشكل تلقائيًا هياكل ثنائية الطبقة تشبه بنية الطبقة الثنائية في وسط مائي غشاء الخلية؟ الترتيب المكاني لجزيئات الدهون البرمائية في وسط مائي تمليه أحد متطلبات الديناميكا الحرارية. سيكون التركيب المكاني الأكثر احتمالا الذي ستشكله جزيئات الدهون في وسط مائي هو هيكل مع الحد الأدنى من الطاقة الحرة.
سيتم تحقيق هذا الحد الأدنى من الطاقة الحرة في التركيب المكاني للدهون في الماء عندما تتحقق كل من الخصائص المحبة للماء والكارهة للماء للجزيئات في شكل روابط بين الجزيئات المقابلة.
عند النظر في سلوك جزيئات الدهون البرمائية المعقدة في الماء ، بعضها خصائص أغشية الخلايا. ومن المعروف أن في حالة تلف غشاء البلازما ميكانيكيًا(على سبيل المثال ، اخترقها بقطب كهربائي أو أزل النواة من خلال ثقب وضع نواة أخرى في الخلية) ، ثم في لحظة بسبب قوى التفاعل بين الجزيئات للدهون والماء سيعيد الغشاء تلقائيًا سلامته. تحت تأثير نفس القوى يمكن للمرء أن يلاحظ اندماج طبقتين من أغشية عندما يتلامسان(على سبيل المثال ، الحويصلات والأغشية قبل المشبكية في المشابك). تعد قدرة الأغشية على الاندماج عند ملامستها المباشرة جزءًا من آليات تجديد بنية الغشاء ، ونقل مكونات الغشاء من مساحة تحت خلوية إلى أخرى ، وأيضًا جزء من آليات اندماج الخلايا الداخلية والإفراز الخلوي.
طاقة الروابط الجزيئية في طبقة ثنائية الدهونلذلك ، يتم إنشاء ظروف منخفضة للغاية للحركة السريعة لجزيئات الدهون والبروتين في الغشاء ولتغيير بنية الغشاء عند تعرضه له القوى الميكانيكيةوالضغط ودرجة الحرارة وعوامل أخرى. يشكل وجود طبقة دهنية مزدوجة في الغشاء مساحة مغلقة ، ويعزل السيتوبلازم عن البيئة المائية المحيطة ويخلق عقبة أمام المرور الحر للمياه والمواد القابلة للذوبان فيها عبر غشاء الخلية. يبلغ سمك طبقة الدهون الثنائية حوالي 5 نانومتر.
تحتوي أغشية الخلايا أيضًا على بروتينات. جزيئاتها أكبر من حيث الحجم والكتلة 40-50 مرة من جزيئات الدهون الغشائية. بسبب البروتينات ، يصل سمك الغشاء إلى 7-10 نانومتر. على الرغم من حقيقة أن الكتل الكلية للبروتينات والدهون في معظم الأغشية متساوية تقريبًا ، فإن عدد جزيئات البروتين في الغشاء أقل بعشر مرات من جزيئات الدهون.
ماذا سيحدث إذا تم وضع جزيء البروتين في طبقة ثنائية الفوسفوليبيد من الجسيمات الشحمية ، الخارجية و الأسطح الداخليةأيهما قطبي و intralipid غير قطبي؟ تحت تأثير قوى التفاعلات بين الجزيئات للدهون والبروتين والماء ، سيحدث تكوين مثل هذا الهيكل المكاني حيث تميل المناطق غير القطبية لسلسلة الببتيد إلى الاستقرار في عمق طبقة ثنائية الدهون ، بينما سوف تتخذ القطبية موقعًا على أحد أسطح الطبقة الثنائية ويمكن أيضًا غمرها في البيئة المائية الخارجية أو الداخلية للجسيم الشحمي. تحدث طبيعة مشابهة جدًا لترتيب جزيئات البروتين أيضًا في الطبقة الدهنية الثنائية لأغشية الخلايا (الشكل 1).
عادة ، يتم توطين جزيئات البروتين في الغشاء بشكل منفصل عن بعضها البعض. القوى الضعيفة جدًا للتفاعلات الكارهة للماء بين الجذور الهيدروكربونية لجزيئات الدهون والمناطق غير القطبية لجزيء البروتين (تفاعلات الدهون والبروتين الدهني) الناشئة في الجزء غير القطبي من طبقة ثنائية الدهون لا تمنع عمليات الانتشار الحراري لـ هذه الجزيئات في بنية ثنائية الطبقة.
عندما تمت دراسة بنية أغشية الخلايا باستخدام طرق بحث دقيقة ، اتضح أنها تشبه إلى حد بعيد تلك التي تشكلت تلقائيًا من الدهون الفوسفورية والكوليسترول والبروتينات في البيئة المائية. في عام 1972 ، اقترح سينجر ونيكولز نموذجًا للفسيفساء السائل لهيكل غشاء الخلية وصاغوا مبادئه الأساسية.
وفقًا لهذا النموذج ، فإن الأساس الهيكلي لجميع أغشية الخلايا هو طبقة مزدوجة مستمرة شبيهة بالسائل من جزيئات أمفيباثيك من الفوسفوليبيد والكوليسترول والجليكوليبيد ، وتشكلها تلقائيًا في البيئة المائية. في طبقة الدهون الثنائية ، توجد جزيئات البروتين بشكل غير متماثل تؤدي وظائف مستقبلات وأنزيمية ونقل محددة. جزيئات البروتين والدهون متحركة ويمكنها أداء حركات دورانية منتشرة في مستوى الطبقة الثنائية. جزيئات البروتين قادرة على تغيير هيكلها المكاني (التشكل) ، وتغيير وتغيير موضعها في طبقة ثنائية الدهون من الغشاء ، وتغرق في أعماق مختلفة أو تطفو على سطحها. هيكل الطبقة الدهنية ثنائية الغشاء غير متجانس. لديها مناطق (مجالات) تسمى "الطوافات" ، وهي غنية بالدهون السفينجولية والكوليسترول. تختلف "الأطواف" في حالة الطور عن حالة باقي الغشاء الذي توجد فيه. تعتمد السمات الهيكلية للأغشية على الوظيفة التي تؤديها والحالة الوظيفية.
أكدت دراسة تركيب أغشية الخلايا أن مكوناتها الرئيسية هي الدهون التي تشكل حوالي 50٪ من كتلة غشاء البلازما. تشكل البروتينات حوالي 40-48٪ من كتلة الغشاء و 2-10٪ بالكربوهيدرات. يتم دمج بقايا الكربوهيدرات إما في البروتينات ، وتشكل البروتينات السكرية ، أو الدهون ، وتشكل الدهون السكرية. الفسفوليبيدات هي الدهون الهيكلية الرئيسية أغشية البلازماوتشكل 30-50٪ من كتلتها.
عادة ما توجد بقايا الكربوهيدرات لجزيئات الجليكوليبيد على السطح الخارجي للغشاء وتغمر في وسط مائي. انهم يلعبون دور مهمفي تفاعلات المصفوفة الخلوية بين الخلايا والتعرف على المستضدات بواسطة خلايا الجهاز المناعي. تساهم جزيئات الكوليسترول المتضمنة في طبقة ثنائية الفسفوليبيد في الحفاظ على الترتيب المنظم لسلاسل الأحماض الدهنية للفوسفوليبيد وحالتها البلورية السائلة. نظرًا للحركة التوافقية العالية لجذور الأسيل للأحماض الدهنية في الفوسفوليبيد ، فإنها تشكل تغليفًا سائبًا إلى حد ما من طبقة ثنائية الدهون ، ويمكن أن تتشكل عيوب هيكلية فيها.
جزيئات البروتين قادرة على اختراق الغشاء بأكمله بحيث تبرز أقسامها النهائية خارج حدودها العرضية. تسمى هذه البروتينات الغشاء، أو أساسي. تحتوي الأغشية أيضًا على بروتينات مغمورة جزئيًا فقط في الغشاء أو موجودة على سطحه.
كثير وظائف محددة للأغشيةيتم تحديدها بواسطة جزيئات البروتين ، حيث تكون مصفوفة الدهون عبارة عن بيئة مكروية مباشرة ويعتمد تنفيذ الوظائف بواسطة جزيئات البروتين على خصائصها. من بين أهم وظائف بروتينات الغشاء ، يمكن تحديد ما يلي: المستقبل - الارتباط بجزيئات الإشارة مثل الناقلات العصبية ، والهرمونات ، والإينجرليوكينات ، وعوامل النمو ، ونقل الإشارة إلى هياكل ما بعد المستقبل للخلية ؛ الأنزيمية - تحفيز التفاعلات داخل الخلايا ؛ الهيكلية - المشاركة في تكوين هيكل الغشاء نفسه ؛ النقل - نقل المواد عبر الأغشية ؛ تشكيل القنوات - تشكيل القنوات الأيونية والمائية. تشارك البروتينات ، مع الكربوهيدرات ، في تنفيذ التصاق الالتصاق ، ولصق الخلايا أثناء ردود الفعل المناعية، بدمج الخلايا في طبقات وأنسجة ، يضمن تفاعل الخلايا مع المصفوفة خارج الخلية.
يتم تحديد النشاط الوظيفي لبروتينات الغشاء (المستقبلات ، والإنزيمات ، والناقلات) من خلال قدرتها على تغيير هيكلها المكاني بسهولة (التشكل) عند التفاعل مع جزيئات الإشارة ، العوامل الفيزيائيةأو تغيير خصائص البيئة المكروية. تعتمد الطاقة المطلوبة لإجراء هذه التغييرات التوافقية في بنية البروتينات على قوى التفاعل داخل الجزيء أقسام فرديةسلسلة الببتيد ، ودرجة السيولة (اللزوجة الدقيقة) للدهون الغشائية المحيطة مباشرة بالبروتين.
تشكل الكربوهيدرات على شكل شحميات سكرية وبروتينات سكرية 2-10٪ فقط من كتلة الغشاء ؛ عددهم في خلايا مختلفةقابل للتغيير. بفضلهم ، يتم تنفيذ بعض أنواع التفاعلات بين الخلايا ، وهم يشاركون في التعرف على المستضدات الأجنبية بواسطة الخلية ، مع البروتينات ، يخلقون نوعًا من التركيب المستضدي للغشاء السطحي لخليتهم. من خلال هذه المستضدات ، تتعرف الخلايا على بعضها البعض وتتحد في الأنسجة و وقت قصيرتلتصق ببعضها البعض لتمرير جزيئات الإشارة لبعضها البعض.
نظرًا لطاقة التفاعل المنخفضة للمواد المدرجة في الغشاء والانتظام النسبي لترتيبها ، يكتسب غشاء الخلية عددًا من الخصائص والوظائف التي لا يمكن اختزالها إلى مجموع بسيط من خصائص المواد التي تشكلها. يمكن أن تؤدي التأثيرات غير المهمة على الغشاء ، والتي يمكن مقارنتها بطاقة الروابط الجزيئية للبروتينات والدهون ، إلى تغيير في تكوين جزيئات البروتين ، ونفاذية القنوات الأيونية ، وتغيرات في خصائص مستقبلات الغشاء ، ووظائف عديدة أخرى للـ الغشاء والخلية نفسها. حساسية عالية مركبات اساسيهيحتوي غشاء البلازما مهمفي إدراك الخلية لإشارات المعلومات وتحويلها إلى استجابات الخلية.
وظائف الغشاء السيتوبلازمي للخلية
يؤدي الغشاء السيتوبلازمي العديد من الوظائف التي توفر الاحتياجات الحيوية للخلية.وعلى وجه الخصوص ، عدد من الوظائف الضرورية لإدراك وإرسال إشارات المعلومات بواسطة الخلية.
من بين أهم وظائف غشاء البلازما ما يلي:
- ترسيم حدود الخلية من البيئة مع الحفاظ على الشكل والحجم والاختلافات المهمة بين المحتوى الخلوي والفضاء خارج الخلية ؛
- نقل المواد داخل الخلية وخارجها بناءً على خصائص النفاذية الانتقائية وأنماط النقل النشطة وغيرها ؛
- صيانة فرق الجهد الكهربائي عبر الغشاء (استقطاب الغشاء) أثناء الراحة ، وتغييره تحت تأثيرات مختلفة على الخلية ، وتوليد وتوصيل الإثارة ؛
- المشاركة في كشف (استقبال) الإشارات الطبيعة الفيزيائية، جزيئات الإشارة بسبب تكوين المستقبلات الحسية أو الجزيئية ونقل الإشارات إلى الخلية ؛
- تكوين اتصالات بين الخلايا (اتصال ضيق ، فجوة و ديسموسومي) في تكوين الأنسجة المشكلة أو أثناء التصاق خلايا الأنسجة المختلفة ؛
- خلق بيئة مكروية مسعورة لإظهار نشاط الإنزيمات المرتبطة بالغشاء ؛
- ضمان الخصوصية المناعية للخلية نتيجة لوجود مستضدات في بنية غشاء بروتين أو طبيعة بروتين سكري. تعد خصوصية المناعة مهمة عندما تتحد الخلايا في نسيج وتتفاعل مع خلايا المراقبة المناعية في الجسم.
تشير القائمة أعلاه لوظائف أغشية الخلايا إلى أنها تشارك ليس فقط في تنفيذ الوظائف الخلوية ، ولكن أيضًا في العمليات الأساسية للنشاط الحيوي للأعضاء والأنسجة والكائن الحي بأكمله. بدون معرفة عدد من الظواهر والعمليات التي توفرها الهياكل الغشائية ، من المستحيل فهم وتنفيذ بعضها بوعي إجراءات التشخيصو التدابير الطبية. على سبيل المثال ، ل التطبيق الصحيحكثير المواد الطبيةمن الضروري معرفة إلى أي مدى يخترق كل منهم أغشية الخلايا من الدم إلى سائل الأنسجةوفي الخلايا.
يبلغ سمكها 8-12 نانومتر ، لذلك من المستحيل فحصها باستخدام مجهر ضوئي. يتم دراسة بنية الغشاء باستخدام المجهر الإلكتروني.
يتكون غشاء البلازما من طبقتين من الدهون - الطبقة الدهنية ، أو طبقة ثنائية. يتكون كل جزيء دهني من رأس محب للماء وذيل كاره للماء. أغشية بيولوجيةتوجد الدهون في الرؤوس ، والتيول فيها.
العديد من جزيئات البروتين مغمورة في الطبقة ثنائية الشحوم. بعضها على سطح الغشاء (خارجي أو داخلي) ، والبعض الآخر يخترق الغشاء من خلاله.
وظائف غشاء البلازما
يحمي الغشاء محتويات الخلية من التلف ، ويحافظ على شكل الخلية ، ويمر بشكل انتقائي المواد الضروريةداخل الخلية ويزيل المنتجات الأيضية ، كما يوفر التواصل بين الخلايا.
يوفر الحاجز ، وظيفة تحديد الغشاء طبقة مزدوجة من الدهون. لا يسمح لمحتويات الخلية بالانتشار والاختلاط معها بيئةأو السائل الخلالي، ويمنع تغلغل المواد الخطرة في الخلية.
يتم تنفيذ عدد من أهم وظائف الغشاء السيتوبلازمي بسبب البروتينات المغمورة فيه. بمساعدة بروتينات المستقبل ، يمكن للخلية أن تلاحظ تهيجات مختلفة على سطحها. تشكل بروتينات النقل أنحف القنوات التي يمر من خلالها البوتاسيوم والكالسيوم والصوديوم وأيونات أخرى ذات قطر صغير داخل الخلية وخارجها. توفر بروتينات الإنزيم عمليات حيوية في الخلية نفسها.
تدخل جزيئات الطعام الكبيرة غير القادرة على المرور عبر قنوات الأغشية الرقيقة إلى الخلية عن طريق البلعمة أو كثرة الكريات. اسم شائعهذه العمليات تسمى الالتقام الخلوي.
كيف يحدث الالتقام الخلوي - تغلغل جزيئات الطعام الكبيرة في الخلية
جسيمات الطعام على اتصال مع الغشاء الخارجيالخلايا ، وفي هذا المكان يتشكل الانغماس. ثم يدخل الجسيم ، المحاط بغشاء ، إلى الخلية ، وتتشكل فجوة هضمية ، وتخترق إنزيمات الجهاز الهضمي الحويصلة المشكلة.
تسمى خلايا الدم البيضاء التي يمكنها التقاط البكتيريا الغريبة وهضمها بالبلعمة.
في حالة كثرة الخلايا ، لا يلتقط غشاء الغشاء الجزيئات الصلبة ، ولكن قطرات السائل مع المواد المذابة فيه. هذه الآلية هي أحد المسارات الرئيسية لاختراق المواد في الخلية.
الخلايا النباتية المغطاة فوق الغشاء بطبقة صلبة من جدار الخلية غير قادرة على البلعمة.
العملية العكسية للالتقام الخلوي هي خروج الخلايا. المواد التي يتم تصنيعها في الخلية (على سبيل المثال ، الهرمونات) معبأة في حويصلات غشاء ، وتقترب من الغشاء ، ويتم تضمينها فيه ، ويتم إخراج محتويات الحويصلة من الخلية. وبالتالي ، يمكن للخلية أيضًا التخلص من المنتجات الأيضية غير الضرورية.
أساس غشاء البلازما ، مثل الأغشية الأخرى في الخلايا (على سبيل المثال ، الميتوكوندريا والبلاستيدات وما إلى ذلك) ، هو طبقة من الدهون تحتوي على صفين من الجزيئات (الشكل 1). نظرًا لأن جزيئات الدهون قطبية (أحد أقطابها محب للماء ، أي أنه ينجذب بواسطة الماء ، والآخر كاره للماء ، أي أنه يطرده الماء) ، فهي تقع في ترتيب معين. يتم توجيه النهايات المحبة للماء لجزيئات الطبقة الواحدة نحو الوسط المائي - في سيتوبلازم الخلية ، والطبقة الأخرى - إلى الخارج من الخلية - نحو المادة بين الخلايا (في الكائنات متعددة الخلايا) أو الوسط المائي (في الكائنات أحادية الخلية) ).
أرز. 1. هيكل غشاء الخلية حسب السائلنموذج الفسيفساء. البروتينات والبروتينات السكرية مغمورة في ضعفطبقة من جزيئات الدهون تواجه الماءنهايات (دوائر) للخارج ، وطارئة للماء (خطوط متموجة) -في عمق الغشاء
يفرزون البروتينات المحيطية (توجد فقط داخلي أو السطح الخارجيأغشية) متكاملناي (يتم تثبيتها بقوة في الغشاء ، مغمورة فيه ، قادرة على تغيير موضعها اعتمادًا على الحالة الخلايا). وظائف بروتينات الغشاء: مستقبلات ، بنيوية(دعم شكل الخلية) ، الأنزيمية ، اللاصق ، المستضد ، النقل.
يتم تضمين جزيئات البروتين بشكل فسيفساء في الطبقة ثنائية الجزيئية من الدهون. مع الخارج خلية حيوانيةترتبط جزيئات السكاريد بالدهون وجزيئات بروتين غشاء البلازما ، وتشكل الدهون السكرية والبروتينات السكرية.
هذا الركام يشكل طبقة glycocalyx. ترتبط وظيفة مستقبلات البلازما به (انظر أدناه) ؛ يمكن أن تتراكم أيضًا المواد المختلفة التي تستخدمها الخلية. بالإضافة إلى ذلك ، يعزز الغليوكاليكس الاستقرار الميكانيكي للبلازما.
توجد أيضًا في خلايا النباتات والفطريات جدار الخليةالتي تلعب دورًا داعمًا ووقائيًا. في النباتات ، يتكون من السليلوز ، بينما في الفطريات ، يتكون من الكيتين.
المخطط الهيكلي للغشاء الأولي عبارة عن فسيفساء سائلة: تشكل الدهون إطارًا بلوريًا سائلًا ، والبروتينات مدمجة فيه بطريقة الفسيفساء ويمكنها تغيير موضعها.
أهم وظيفة للغشاء: يعزز التقسيم - تحتتقسيم محتويات الخلية إلى خلايا منفصلة ، تختلف في تفاصيل التركيب الكيميائي أو الأنزيمي. هذا يحقق انتظامًا عاليًا للمحتويات الداخلية لأي خلية حقيقية النواة. يساهم التقسيم الفصل المكاني للعمليات التي تحدث في الخليةكه. يتم تمثيل حجرة منفصلة (خلية) ببعض عضية غشائية (على سبيل المثال ، ليسوسوم) أو جزء منها (cristae يحدها الغشاء الداخلي للميتوكوندريا).
ميزات أخرى:
1) الحاجز (تحديد المحتويات الداخلية للخلية) ؛
2) بنيوي (إعطاء شكل معين للخلايا فيالمسؤولية عن الوظائف المؤداة) ؛
3) وقائي (بسبب النفاذية الانتقائية والاستقبالواستضداد الغشاء) ؛
4) تنظيمي (تنظيم النفاذية الانتقائية ل مواد مختلفة(النقل السلبي دون إنفاق الطاقة وفقًا لقوانين الانتشار أو التناضح والنقل النشط مع إنفاق الطاقة عن طريق كثرة الخلايا الداخلية ، والتضخم الداخلي وإخراج الخلايا ، وتشغيل مضخة الصوديوم والبوتاسيوم ، والبلعمة)). تبتلع الخلايا الكاملة أو الجزيئات الكبيرة بالبلعمة (على سبيل المثال ، تذكر التغذية في الأميبات أو البلعمة بواسطة خلايا الدم الواقية للبكتيريا). في كثرة الخلايا ، يتم امتصاص الجزيئات الصغيرة أو القطرات مادة سائلة. الشائع في كلتا العمليتين هو أن المواد الممتصة محاطة بغشاء خارجي منفتح مع تكوين فجوة ، والتي تنتقل بعد ذلك إلى أعماق سيتوبلازم الخلية. خروج الخلايا هو عملية (نقل نشط أيضًا) معاكسة في اتجاه البلعمة والكثافة (الشكل 13). يمكن استخدامه للعرض بقايا غير مهضومةالغذاء في البروتوزوا أو المواد النشطة بيولوجيا المتكونة في الخلية الإفرازية.
5) وظيفة اللاصق (جميع الخلايا متصلة ببعضها البعض من خلال جهات اتصال محددة (ضيقة وفضفاضة)) ؛
6) مستقبل (بسبب عمل بروتينات الغشاء المحيطي). هناك مستقبلات غير محددة تدرك العديد من المحفزات (على سبيل المثال ، مستقبلات الحرارة الباردة والحرارة) ، ومستقبلات محددة ترى منبهًا واحدًا فقط (مستقبلات نظام إدراك الضوء للعين) ؛
7) كهربية (تغير في الجهد الكهربائي لسطح الخلية بسبب إعادة توزيع أيونات البوتاسيوم والصوديوم (جهد الغشاء الخلايا العصبية 90 مللي فولت)) ؛
8) مستضد: يرتبط بالبروتينات السكرية والسكريات الغشائية. يوجد على سطح كل خلية جزيئات بروتينية خاصة بهذا النوع من الخلايا فقط. بمساعدتهم الجهاز المناعيقادرة على التمييز بين الخلايا الذاتية وغير الذاتية. يتم تبادل المواد بين الخلية والبيئة طرق مختلفة- سلبي ونشط.