Aparati sipërfaqësor i qelizës është një nënsistem universal. Ato përcaktojnë kufirin midis mjedisit të jashtëm dhe citoplazmës. PAC siguron rregullimin e ndërveprimit të tyre. Le të shqyrtojmë më tej veçoritë e organizimit strukturor dhe funksional të aparatit sipërfaqësor të qelizës.
Përbërësit
Përbërësit e mëposhtëm të aparatit sipërfaqësor të qelizave eukariote dallohen: membrana plazmatike, mbimembrana dhe komplekset nënmembranore. E para paraqitet në formën e një elementi të mbyllur sferikisht. Plazmalema konsiderohet baza e aparatit qelizor sipërfaqësor. Kompleksi epimembranor (i quajtur edhe glikokaliks) është një element i jashtëm i vendosur mbi membranën plazmatike. Ai përmban përbërës të ndryshëm. Në veçanti, këto përfshijnë:
- Pjesë karbohidrate të glikoproteinave dhe glikolipideve.
- Proteinat periferike të membranës.
- Karbohidrate specifike.
- Proteina gjysmë integrale dhe integrale.
Kompleksi nënmembranor ndodhet nën plazmalemë. Ai përmban sistemin muskuloskeletor dhe hialoplazmën periferike.
Elementet e nënmembranëskompleks
Duke marrë parasysh strukturën e aparatit sipërfaqësor të qelizës, duhet të ndalemi veçmas në hialoplazmën periferike. Është pjesë e specializuar citoplazmike dhe ndodhet mbi membranën plazmatike. Hialoplazma periferike paraqitet si një substancë heterogjene e lëngshme shumë e diferencuar. Ai përmban një shumëllojshmëri elementësh me peshë molekulare të lartë dhe të ulët në tretësirë. Në fakt, është një mikromjedis në të cilin zhvillohen procese metabolike specifike dhe të përgjithshme. Hialoplazma periferike kryen shumë funksione të aparatit sipërfaqësor.
Sistemi muskuloskeletor
Ndodhet në hialoplazmën periferike. Në sistemin muskuloskeletor, ekzistojnë:
- Mikrofibrile.
- Fibrilet skeletore (filament i ndërmjetëm).
- Mikrotubula.
Mikrofibrilet janë struktura filamentoze. Fibrilet skeletore formohen për shkak të polimerizimit të një numri molekulash proteinike. Numri dhe gjatësia e tyre rregullohet me mekanizma të veçantë. Kur ato ndryshojnë, ndodhin anomali të funksioneve qelizore. Mikrotubulat janë më larg nga plazmalema. Muret e tyre formohen nga proteinat tubulinike.
Struktura dhe funksionet e aparatit sipërfaqësor të qelizës
Metabolizmi kryhet për shkak të pranisë së mekanizmave të transportit. Struktura e aparatit sipërfaqësor të qelizës siguron aftësinë për të kryer lëvizjen e komponimeve në disa mënyra. Në veçanti, llojet e mëposhtmetransporti:
- Difuzion i thjeshtë.
- Transporti pasiv.
- Lëvizje aktive.
- Citoza (shkëmbimi i mbushur me membranë).
Përveç transportit, funksione të tilla të aparatit sipërfaqësor të qelizës si:
- Pengesa (delimitimi).
- Receptor.
- Identifikimi.
- Funksioni i lëvizjes së qelizave nëpërmjet formimit të filo-, pseudo- dhe lamelopodive.
Lëvizja e lirë
Difuzioni i thjeshtë nëpër aparatin sipërfaqësor të qelizës kryhet ekskluzivisht në prani të një gradienti elektrik në të dy anët e membranës. Madhësia e saj përcakton shpejtësinë dhe drejtimin e lëvizjes. Shtresa bilipide mund të kalojë çdo molekulë të tipit hidrofobik. Megjithatë, shumica e elementëve biologjikisht aktivë janë hidrofilë. Prandaj, lëvizja e tyre e lirë është e vështirë.
Transporti pasiv
Ky lloj lëvizjeje komplekse quhet edhe difuzion i lehtësuar. Ajo kryhet gjithashtu përmes aparatit sipërfaqësor të qelizës në prani të një gradienti dhe pa konsumimin e ATP. Transporti pasiv është më i shpejtë se transporti falas. Në procesin e rritjes së diferencës së përqendrimit në gradient, vjen një moment në të cilin shpejtësia e lëvizjes bëhet konstante.
Transportuesit
Transporti përmes aparatit sipërfaqësor të qelizës sigurohet nga molekula speciale. Me ndihmën e këtyre bartësve, molekula të mëdha të tipit hidrofil (në veçanti aminoacide) kalojnë përgjatë gradientit të përqendrimit. SipërfaqeAparati i qelizave eukariote përfshin bartës pasivë për jone të ndryshëm: K+, Na+, Ca+, Cl-, HCO3-. Këto molekula të veçanta karakterizohen nga selektiviteti i lartë për elementët e transportuar. Përveç kësaj, prona e tyre e rëndësishme është shpejtësia e lartë e lëvizjes. Mund të arrijë 104 ose më shumë molekula në sekondë.
Transporti aktiv
Karakterizohet nga lëvizja e elementeve kundrejt një gradienti. Molekulat transportohen nga një zonë me përqendrim të ulët në zonat me përqendrim më të lartë. Një lëvizje e tillë përfshin një kosto të caktuar të ATP. Për zbatimin e transportit aktiv, transportuesit specifikë përfshihen në strukturën e aparatit sipërfaqësor të qelizës shtazore. Ato quheshin "pompa" ose "pompa". Shumë prej këtyre bartësve dallohen nga aktiviteti i tyre ATPase. Kjo do të thotë se ata janë në gjendje të zbërthejnë adenozintrifosfatin dhe të nxjerrin energji për aktivitetet e tyre. Transporti aktiv krijon gradient jonesh.
Citoza
Kjo metodë përdoret për të lëvizur grimcat e substancave të ndryshme ose molekula të mëdha. Në procesin e citozës, elementi i transportuar është i rrethuar nga një vezikulë membranore. Nëse lëvizja kryhet në qelizë, atëherë quhet endocitozë. Prandaj, drejtimi i kundërt quhet ekzocitozë. Në disa qeliza, elementët kalojnë. Ky lloj transporti quhet transcitozë ose diaciozë.
Plasmolemma
Struktura e aparatit sipërfaqësor të qelizës përfshin plazmënnjë membranë e formuar kryesisht nga lipide dhe proteina në një raport afërsisht 1:1. “Modeli sanduiç” i parë i këtij elementi u propozua në vitin 1935. Sipas teorisë, baza e plazmolemës formohet nga molekulat lipidike të grumbulluara në dy shtresa (shtresa bilipide). Ata i kthejnë bishtin (zonat hidrofobike) me njëri-tjetrin, dhe nga jashtë dhe nga brenda - kokat hidrofile. Këto sipërfaqe të shtresës bilipide janë të mbuluara me molekula proteinike. Ky model u konfirmua në vitet 1950 nga studimet ultrastrukturore të kryera duke përdorur një mikroskop elektronik. Në veçanti, u zbulua se aparati sipërfaqësor i një qelize shtazore përmban një membranë me tre shtresa. Trashësia e saj është 7,5-11 nm. Ka një shtresë periferike me dritë të mesme dhe dy shtresa të errëta. E para korrespondon me rajonin hidrofobik të molekulave të lipideve. Zonat e errëta, nga ana tjetër, janë shtresa të vazhdueshme sipërfaqësore të proteinave dhe kokave hidrofile.
Teori të tjera
Studime të ndryshme të mikroskopisë elektronike të kryera në fund të viteve '50 - fillim të viteve '60. vuri në dukje universalitetin e organizimit me tre shtresa të membranave. Kjo pasqyrohet në teorinë e J. Robertson. Ndërkohë, nga fundi i viteve 1960 Janë grumbulluar mjaft fakte që nuk janë shpjeguar nga pikëpamja e "modelit sanduiç" ekzistues. Kjo i dha shtysë zhvillimit të skemave të reja, duke përfshirë modele të bazuara në praninë e lidhjeve hidrofobike-hidrofilike midis molekulave të proteinave dhe lipideve. Ndërnjë prej tyre ishte teoria e "qilim lipoprotein". Në përputhje me të, membrana përmban dy lloje proteinash: integrale dhe periferike. Këto të fundit shoqërohen nga ndërveprimet elektrostatike me kokat polare në molekulat e lipideve. Megjithatë, ato kurrë nuk formojnë një shtresë të vazhdueshme. Proteinat globulare luajnë një rol kyç në formimin e membranës. Ato janë zhytur pjesërisht në të dhe quhen gjysmë integrale. Lëvizja e këtyre proteinave kryhet në fazën e lëngshme lipidike. Kjo siguron qëndrueshmërinë dhe dinamizmin e të gjithë sistemit të membranës. Aktualisht, ky model konsiderohet më i zakonshmi.
Lipide
Karakteristikat kryesore fizike dhe kimike të membranës sigurohen nga një shtresë e përfaqësuar nga elementë - fosfolipide, e përbërë nga një bisht jopolar (hidrofobik) dhe një kokë polare (hidrofile). Më të zakonshmet prej tyre janë fosfogliceridet dhe sfingolipidet. Këto të fundit janë të përqendruara kryesisht në një shtresë të jashtme. Ato janë të lidhura me zinxhirë oligosakaride. Për shkak të faktit se lidhjet dalin përtej pjesës së jashtme të plazmalemës, ajo fiton një formë asimetrike. Glikolipidet luajnë një rol të rëndësishëm në zbatimin e funksionit të receptorit të aparatit sipërfaqësor. Shumica e membranave përmbajnë gjithashtu kolesterol (kolesterol) - një lipid steroid. Sasia e saj është e ndryshme, gjë që përcakton kryesisht rrjedhshmërinë e membranës. Sa më shumë kolesterol, aq më i lartë është. Niveli i lëngut varet gjithashtu nga raporti i mbetjeve të pangopura dhe të ngopura ngaAcidet yndyrore. Sa më shumë prej tyre, aq më i lartë është. Lëngu ndikon në aktivitetin e enzimave në membranë.
Proteinat
Lipidet përcaktojnë kryesisht vetitë penguese. Proteinat, në të kundërt, kontribuojnë në kryerjen e funksioneve kryesore të qelizës. Në veçanti, ne po flasim për transportin e rregulluar të komponimeve, rregullimin e metabolizmit, pritjen, etj. Molekulat e proteinave shpërndahen në shtresën e dyfishtë lipidike në një model mozaik. Ata mund të lëvizin në thellësi. Kjo lëvizje me sa duket kontrollohet nga vetë qeliza. Mikrofilamentet janë të përfshirë në mekanizmin e lëvizjes. Ato janë të lidhura me proteinat integrale individuale. Elementet e membranës ndryshojnë në varësi të vendndodhjes së tyre në lidhje me shtresën bilipidike. Prandaj, proteinat mund të jenë periferike dhe integrale. Të parët lokalizohen jashtë shtresës. Ata kanë një lidhje të dobët me sipërfaqen e membranës. Proteinat integrale janë zhytur plotësisht në të. Kanë një lidhje të fortë me lipidet dhe nuk çlirohen nga membrana pa dëmtuar shtresën bilipidike. Proteinat që depërtojnë përmes dhe përmes saj quhen transmembranore. Ndërveprimi ndërmjet molekulave të proteinave dhe lipideve të natyrës së ndryshme siguron stabilitetin e plazmalemës.
Glikokaliks
Lipoproteinat kanë zinxhirë anësor. Molekulat e oligosakarideve mund të lidhen me lipidet dhe të formojnë glikolipide. Pjesët e tyre karbohidrate, së bashku me elementë të ngjashëm të glikoproteinave, i japin sipërfaqes së qelizës një ngarkesë negative dhe formojnë bazën e glikokaliksit. Aipërfaqësohet nga një shtresë e lirshme me një densitet elektronik mesatar. Glikokaliksi mbulon pjesën e jashtme të plazmalemës. Vendet e tij të karbohidrateve kontribuojnë në njohjen e qelizave fqinje dhe substancave midis tyre, dhe gjithashtu siguron lidhje ngjitëse me to. Glikokaliksi përmban gjithashtu hormone dhe receptorë hetokompatibiliteti, enzima.
Extra
Receptorët e membranës përfaqësohen kryesisht nga glikoproteinat. Ata kanë aftësinë të krijojnë lidhje shumë specifike me ligandët. Receptorët e pranishëm në membranë, përveç kësaj, mund të rregullojnë lëvizjen e molekulave të caktuara në qelizë, përshkueshmërinë e membranës plazmatike. Ata janë në gjendje të konvertojnë sinjalet nga mjedisi i jashtëm në ato të brendshme, për të lidhur elementë të matricës jashtëqelizore dhe citoskeletit. Disa studiues besojnë se molekulat e proteinave gjysmë integrale përfshihen gjithashtu në glikokaliks. Vendet e tyre funksionale janë të vendosura në rajonin mbimembranor të aparatit qelizor sipërfaqësor.
