У 1972 році була висунута теорія, згідноякої частково проникний мембрана оточує клітку і виконує ряд життєво важливих завдань, а будова і функції клітинних мембран є значущими питаннями щодо правильного функціонування всіх клітин в організмі. Клітинна теорія отримала широке поширення в 17 столітті, разом з винаходом мікроскопа. Стало відомо, що рослинні і тваринні тканини складаються з клітин, але через низьку роздільної здатності приладу неможливо було побачити якісь бар'єри навколо тваринної клітини. У 20-му столітті хімічна природа мембрани досліджувалася більш детально, було з'ясовано, що її основу складають ліпіди.
Клітинна мембрана оточує цитоплазму живихклітин, фізично відокремлюючи внутрішньоклітинні компоненти від зовнішнього середовища. Гриби, бактерії і рослини також мають клітинні стінки, які забезпечують захист і перешкоджають проходженню великих молекул. Клітинні мембрани також грають роль в становленні цитоскелета і прикріплення до позаклітинного матриксу інших життєво важливих частинок. Це потрібно для того, щоб утримувати їх разом, формуючи тканини і органи організму. Особливості будови клітинної мембрани включають проникність. Основною функцією є захист. Мембрана складається з фосфолипидного шару з вбудованими білками. Ця частина бере участь в таких процесах, як клітинна адгезія, іонна провідність і сигнальні системи і служить в якості поверхні кріплення для декількох позаклітинних структур, в тому числі стінки, гликокаликса і внутрішнього цитоскелету. Мембрана також зберігає потенціал клітини, працюючи як селективний фільтр. Вона є селективно проникною для іонів і органічних молекул і управляє переміщенням частинок.
1.Пасивна дифузія: деякі речовини (малі молекули, іони), такі як двоокис вуглецю (СО2) і кисню (О2), можуть проникати через плазматичну мембрану шляхом дифузії. Оболонка діє як бар'єр для певних молекул і іонів, вони можуть концентруватися по обидва боки.
2. Трансмембранний білок каналів і транспортерів: поживні речовини, такі як глюкоза або амінокислоти, повинні потрапити в клітку, а деякі продукти обміну речовин повинні її залишити.
3.Ендоцитоз - це процес, при якому поглинаються молекули. У плазматичній мембрані створюється невелика деформація (інвагінація), в якій речовина, яка підлягає транспортуванню, заковтується. Це вимагає енергії і, таким чином, є формою активного транспорту.
4.Екзоцитоз: відбувається в різних клітинах для видалення неперетравлених залишків речовин, принесених ендоцитозу, щоб секретировать речовини, такі як гормони і ферменти, і транспортувати речовина повністю через клітинний бар'єр.
Клітинна мембрана - це біологічна оболонка,що складається переважно з фосфоліпідів і відокремлює зміст всієї клітини від зовнішнього середовища. Процес утворення відбувається спонтанно при нормальних умовах. Щоб зрозуміти цей процес і правильно описати будову і функції клітинних мембран, а також властивості, необхідно оцінити характер фосфоліпідних структур, для яких є властивою структурна поляризація. Коли фосфоліпіди у водному середовищі цитоплазми досягають критичної концентрації, вони об'єднуються в міцели, які є більш стабільними у водному середовищі.
Говорячи про будову і функції клітинних мембран,важливо відзначити, що в сучасному поданні мембрана як рідка мозаїчна модель, була розглянута в 1972 році вченими Сінгером і Ніколсоном. Їх теорія відображає три основні особливості структури мембрани. Інтегральні мембранні білки сприяють мозаїчним шаблоном для мембрани, і вони здатні на бічний рух в площині через мінливої природи ліпідної організації. Трансмембранні білки є також потенційно мобільними. Важливою особливістю структури мембрани є її асиметрія. Що являє собою будову клітини? Клітинна мембрана, ядро, білки і так далі. Клітина є основною одиницею життя, і все організми складаються з однієї або багатьох клітин, кожна з яких має природний бар'єр, що відокремлює її від навколишнього середовища. Ця зовнішня межа осередку також називається плазматичноїмембраною. Вона складається з чотирьох різних типів молекул: фосфоліпіди, холестерин, білки і вуглеводи. Рідка мозаїчна модель описує структуру клітинної мембрани наступним чином: гнучка й еластична, по консистенції нагадує рослинне масло, так що все окремі молекули просто плавають в рідкому середовищі, і вони все здатні рухатися убік в межах цієї оболонки. Мозаїка є щось, що містить багато різних деталей. У плазматичній мембрані вона представлена фосфолипидами, молекулами холестерину, білками і вуглеводами.
Фосфоліпіди становлять основну структуруклітинної мембрани. Ці молекули мають два різних кінця: голову та хвіст. Головний кінець містить фосфатну групу і є гідрофільним. Це означає, що він притягується до молекул води. Хвіст складається з водню і атомів вуглецю, які називаються ланцюжками жирних кислот. Ці ланцюги гідрофобні, вони не люблять змішуватися з молекулами води. Цей процес нагадує те, що відбувається, коли ви ллєте рослинне масло в воду, тобто воно в ній не розчиняється. Особливості будови клітинної мембрани пов'язані з так званим ліпідним бішару, який складається з фосфоліпідів. Гідрофільні фосфатні голови завжди розташовуються там, де є вода у вигляді внутрішньоклітинної та позаклітинної рідини. Гідрофобні хвости фосфоліпідів в мембрані організовані таким чином, що тримають їх подалі від води.
Почувши слово "холестерин", люди зазвичай думають,що це погано. Однак насправді холестерин є дуже важливим компонентом клітинних мембран. Його молекули складаються з чотирьох кілець водню і атомів вуглецю. Вони гідрофобні і зустрічаються серед гідрофобних хвостів в ліпідному бі-шарі. Їх важливість полягає в підтримці консистенції, вони зміцнюють мембрани, запобігаючи перетин. Молекули холестерину також тримають фосфоліпідні хвости від вступу в контакт і твердеванія. Це гарантує плинність і гнучкість. Мембранні білки виконують функції ферментів щодо прискорення хімічних реакцій, виступають в якості рецепторів для специфічних молекул або транспортують речовини через клітинну мембрану.
Вуглеводи, або цукри, зустрічаються тільки напозаклітинної стороні мембрани клітини. Разом вони утворюють гликокаликс. Він забезпечує амортизацію і захист плазматичноїмембрани. На основі структури і типу вуглеводів в глікокаліксі організм може розпізнавати клітини і визначати, чи повинні вони бути там чи ні.
Будова клітинної мембрани тваринної клітининеможливо уявити без такого значимого компонента, як білок. Незважаючи на це, вони можуть значно поступатися за розмірами іншої важливої складової - ліпідів. Існує три види основних мембранних білків.
Гідрофобний ефект, який регламентуєповедінку вуглеводнів у воді, контролює структури, утворені за допомогою мембранних ліпідів і мембранних білків. Багато властивостей мембран даруються носіями ліпідних бі-шарів, що утворюють базову структуру для всіх біологічних мембран. Інтегральні мембранні білки частково заховані в ліпідному бі-шарі. Трансмембранні білки мають спеціалізовану організацію амінокислот в їх первинної послідовності.
Периферичні мембранні білки дуже схожі нарозчинні, але вони також прив'язані до мембран. Спеціалізовані клітинні мембрани мають спеціалізовані функції клітин. Як будова і функції клітинних мембран впливають на організм? Від того, як влаштовані біологічні мембрани, залежить забезпечення функціональності всього організму. З внутрішньоклітинних органел, позаклітинного і міжклітинних взаємодій мембран створюються структури, необхідних для організації і виконання біологічних функцій. Багато структурні та функціональні особливості є загальними для бактерій, еукаріотів і оболонкових вірусів. Всі біологічні мембрани побудовані на липидном бі-шарі, що зумовлює наявність ряду загальних характеристик. Мембранні білки мають безліч специфічних функцій.
Будова зовнішньої клітинної мембрани надаєвплив на весь організм. Вона грає важливу роль в захисті цілісності, дозволяючи проникнення тільки обраних речовин. Це також гарна база для кріплення цитоскелета і клітинної стінки, що допомагає у збереженні форми клітини. Ліпіди складають близько 50% маси мембрани більшості клітин, хоча цей показник варіюється в залежності від типу мембрани. Будова зовнішньої клітинної мембрани ссавців є більш складним, там містяться чотири основних фосфолипида. Важливою властивістю ліпідних бі-шарів є те, що вони поводяться як двомірні рідини, в якій окремі молекули можуть вільно обертатися і переміщатися в бічних напрямках. Така плинність - це важлива властивість мембран, яке визначається в залежності від температури і ліпідного складу. Завдяки вуглеводневої кільцевої структурі холестерин відіграє певну роль у визначенні плинності мембран. Виборча проникність біологічних мембран для малих молекул дозволяє клітині контролювати і підтримувати її внутрішню структуру.
Розглядаючи будову клітини (клітинна мембрана,ядро і так далі), можна зробити висновок про те, що організм - це саморегулююча система, яка без сторонньої допомоги не зможе собі нашкодити і завжди буде шукати шляхи для відновлення, захисту та правильного функціонування кожної клітинки.
