Hücrenin yüzey aparatı evrensel bir alt sistemdir. Dış çevre ile sitoplazma arasındaki sınırı tanımlarlar. PAC, etkileşimlerinin düzenlenmesini sağlar. Hücrenin yüzey aparatının yapısal ve işlevsel organizasyonunun özelliklerini daha fazla ele alalım.
Bileşenler
Ökaryotik hücrelerin yüzey aparatının aşağıdaki bileşenleri ayırt edilir: plazma zarı, üst zar ve alt zar kompleksleri. Birincisi, küresel olarak kapalı bir eleman şeklinde sunulur. Plazmalemma, yüzey hücresel aparatının temeli olarak kabul edilir. Epimembran kompleksi (glikokaliks olarak da adlandırılır), plazma zarının üzerinde bulunan harici bir elementtir. Çeşitli bileşenler içerir. Bunlar özellikle şunları içerir:
- Glikoproteinlerin ve glikolipidlerin karbonhidrat kısımları.
- Zar periferik proteinleri.
- Spesifik karbonhidratlar.
- Yarı integral ve integral proteinler.
Alt zar kompleksi plazmalemmanın altında bulunur. Kas-iskelet sistemi ve periferik hyaloplazma içerir.
Alt zarın unsurlarıkarmaşık
Hücrenin yüzey aparatının yapısı göz önüne alındığında, periferik hyaloplazma üzerinde ayrı ayrı durmak gerekir. Özel bir sitoplazmik kısımdır ve plazma zarının üzerinde bulunur. Periferik hyaloplazma, oldukça farklılaşmış sıvı heterojen bir madde olarak sunulur. Çözeltide çeşitli yüksek ve düşük moleküler ağırlıklı elementler içerir. Aslında belirli ve genel metabolik süreçlerin gerçekleştiği bir mikro ortamdır. Periferik hiyaloplazma, yüzey aparatının birçok işlevini yerine getirir.
Kas-iskelet sistemi
Çevresel hyaloplazmada bulunur. Kas-iskelet sisteminde şunlar vardır:
- Mikrofibriller.
- İskelet fibrilleri (orta filament).
- Mikrotübüller.
Mikrofibriller ipliksi yapılardır. Bir dizi protein molekülünün polimerizasyonu nedeniyle iskelet fibrilleri oluşur. Sayıları ve uzunlukları özel mekanizmalarla düzenlenir. Değiştikleri zaman, hücresel fonksiyonlarda anormallikler meydana gelir. Mikrotübüller plazmalemmadan en uzak olanlardır. Duvarları tubulin proteinleri tarafından oluşturulur.
Hücrenin yüzey aparatının yapısı ve işlevleri
Metabolizma, taşıma mekanizmalarının varlığı nedeniyle gerçekleştirilir. Hücrenin yüzey aparatının yapısı, bileşiklerin hareketini çeşitli şekillerde gerçekleştirme yeteneği sağlar. Özellikle aşağıdaki tiplerulaşım:
- Basit difüzyon.
- Pasif taşıma.
- Aktif hareket.
- Sitoz (zarla dolu değişim).
Taşımaya ek olarak, hücrenin yüzey aparatının şu işlevleri vardır:
- Bariyer (sınırlama).
- Alıcı.
- Kimlik.
- Filo-, pseudo- ve lamellopodia oluşumu yoluyla hücre hareketinin işlevi.
Serbest hareket
Hücrenin yüzey aparatından basit difüzyon, yalnızca zarın her iki tarafında bir elektrik gradyanı varlığında gerçekleştirilir. Boyutu, hareketin hızını ve yönünü belirler. Bilipid katman, hidrofobik tipteki herhangi bir molekülü geçebilir. Bununla birlikte, biyolojik olarak aktif elementlerin çoğu hidrofiliktir. Buna göre, serbest dolaşımları zordur.
Pasif taşıma
Bu tür bileşik hareket, kolaylaştırılmış difüzyon olarak da adlandırılır. Aynı zamanda, hücrenin yüzey aparatı aracılığıyla, bir gradyan varlığında ve ATP tüketimi olmadan gerçekleştirilir. Pasif ulaşım, ücretsiz ulaşımdan daha hızlıdır. Gradyandaki konsantrasyon farkını artırma sürecinde, hareket hızının sabit olduğu bir an gelir.
Taşıyıcılar
Hücrenin yüzey aparatından taşınması özel moleküller tarafından sağlanır. Bu taşıyıcıların yardımıyla, hidrofilik tipteki büyük moleküller (özellikle amino asitler) konsantrasyon gradyanı boyunca geçer. Yüzeyökaryotik hücre aygıtı, çeşitli iyonlar için pasif taşıyıcılar içerir: K+, Na+, Ca+, Cl-, HCO3-. Bu özel moleküller, taşınan elementler için yüksek seçicilik ile karakterize edilir. Ek olarak, önemli özellikleri yüksek bir hareket hızıdır. Saniyede 104 veya daha fazla moleküle ulaşabilir.
Aktif taşıma
Öğelerin bir eğime karşı hareket ettirilmesiyle karakterize edilir. Moleküller, düşük konsantrasyonlu bir bölgeden daha yüksek konsantrasyonlu alanlara taşınır. Böyle bir hareket, belirli bir ATP maliyetini içerir. Aktif taşımanın uygulanması için, hayvan hücresinin yüzey aparatının yapısına belirli taşıyıcılar dahil edilir. Bunlara "pompa" veya "pompa" deniyordu. Bu taşıyıcıların çoğu, ATPaz aktiviteleri ile ayırt edilir. Bu, adenosin trifosfatı parçalayabildikleri ve faaliyetleri için enerji çıkarabildikleri anlamına gelir. Aktif taşıma iyon gradyanları yaratır.
Sitoz
Bu yöntem, farklı maddelerin veya büyük moleküllerin parçacıklarını hareket ettirmek için kullanılır. Sitoz sürecinde taşınan element bir zar vezikül ile çevrilidir. Hareket hücre içine yapılırsa buna endositoz denir. Buna göre, ters yöne ekzositoz denir. Bazı hücrelerde elementler geçer. Bu tür taşımaya transsitoz veya diacyosis denir.
Plazmolemma
Hücrenin yüzey aparatının yapısı plazmayı içerir.yaklaşık 1:1 oranında ağırlıklı olarak lipidler ve proteinlerden oluşan bir zar. Bu elementin ilk "sandviç modeli" 1935'te önerildi. Teoriye göre, plazmolemmanın temeli, iki katmanda (bilipid katman) istiflenmiş lipid moleküllerinden oluşur. Kuyruklarını (hidrofobik alanlar) birbirlerine, dışa ve içe doğru - hidrofilik kafalara çevirirler. Bilipid tabakasının bu yüzeyleri protein molekülleri ile kaplıdır. Bu model 1950'lerde elektron mikroskobu kullanılarak yapılan ultrastrüktürel çalışmalarla doğrulandı. Özellikle, bir hayvan hücresinin yüzey aparatının üç katmanlı bir zar içerdiği bulunmuştur. Kalınlığı 7.5-11 nm'dir. Bir orta ışık ve iki karanlık çevre katmanına sahiptir. Birincisi, lipit moleküllerinin hidrofobik bölgesine karşılık gelir. Karanlık alanlar ise protein ve hidrofilik kafaların sürekli yüzey katmanlarıdır.
Diğer teoriler
50'lerin sonlarında - 60'ların başında gerçekleştirilen çeşitli elektron mikroskobu çalışmaları. zarların üç katmanlı organizasyonunun evrenselliğine işaret etti. Bu, J. Robertson'ın teorisine yansır. Bu arada, 1960'ların sonunda mevcut "sandviç modeli" açısından açıklanmayan pek çok gerçek birikmiştir. Bu, protein ve lipid molekülleri arasındaki hidrofobik-hidrofilik bağların varlığına dayalı modeller de dahil olmak üzere yeni şemaların geliştirilmesine ivme kazandırdı. Arasındabunlardan biri "lipoprotein kilim" teorisiydi. Buna göre, zar iki tip protein içerir: integral ve periferik. İkincisi, lipit molekülleri üzerindeki kutup başlarıyla elektrostatik etkileşimlerle ilişkilidir. Ancak hiçbir zaman sürekli bir katman oluşturmazlar. Globüler proteinler membran oluşumunda anahtar rol oynar. Kısmen içine daldırılırlar ve yarı entegre olarak adlandırılırlar. Bu proteinlerin hareketi lipid sıvı fazında gerçekleştirilir. Bu, tüm membran sisteminin değişkenliğini ve dinamizmini sağlar. Şu anda bu model en yaygın olarak kabul ediliyor.
Lipidler
Zarın temel fiziksel ve kimyasal özellikleri, polar olmayan (hidrofobik) bir kuyruk ve polar (hidrofilik) bir kafadan oluşan elementler - fosfolipitler tarafından temsil edilen bir katman tarafından sağlanır. Bunların en yaygın olanları fosfogliseritler ve sfingolipidlerdir. İkincisi, esas olarak dış tek tabakada yoğunlaşmıştır. Oligosakkarit zincirlerine bağlıdırlar. Bağlantıların plazmalemmanın dış kısmının dışına çıkması nedeniyle asimetrik bir şekil alır. Glikolipidler, yüzey aparatının reseptör fonksiyonunun uygulanmasında önemli bir rol oynar. Çoğu zar aynı zamanda bir steroid lipid olan kolesterol (kolesterol) içerir. Miktarı farklıdır, bu da zarın akışkanlığını büyük ölçüde belirler. Kolesterol ne kadar yüksekse, o kadar yüksektir. Sıvı seviyesi ayrıca doymamış ve doymuş kalıntıların oranına da bağlıdır.yağ asitleri. Ne kadar çoksa, o kadar yüksektir. Sıvı, zardaki enzimlerin aktivitesini etkiler.
Proteinler
Lipidler esas olarak bariyer özelliklerini belirler. Proteinler, aksine, hücrenin temel işlevlerinin performansına katkıda bulunur. Özellikle, bileşiklerin düzenlenmiş taşınması, metabolizmanın düzenlenmesi, alım vb. Protein molekülleri, lipid çift tabakasında mozaik bir düzende dağıtılır. Derinlemesine hareket edebilirler. Bu hareket görünüşte hücrenin kendisi tarafından kontrol edilir. Mikrofilamentler hareket mekanizmasında yer alır. Bireysel integral proteinlere bağlanırlar. Membran elemanları, bilipid tabakaya göre konumlarına bağlı olarak farklılık gösterir. Bu nedenle proteinler periferal ve integral olabilir. Birincisi, katmanın dışında lokalizedir. Membran yüzeyi ile zayıf bir bağları vardır. İntegral proteinler tamamen içine daldırılır. Lipidlerle güçlü bir bağları vardır ve bilipid tabakasına zarar vermeden zardan salınmazlar. İçinden ve içinden nüfuz eden proteinlere transmembran denir. Protein molekülleri ve farklı doğadaki lipidler arasındaki etkileşim, plazmalemmanın stabilitesini sağlar.
Glikokaliks
Lipoproteinlerin yan zincirleri vardır. Oligosakkarit molekülleri lipidlere bağlanabilir ve glikolipidler oluşturabilir. Karbonhidrat kısımları, benzer glikoprotein elementleri ile birlikte hücre yüzeyine negatif bir yük verir ve glikokaliksin temelini oluşturur. Oorta elektron yoğunluğuna sahip gevşek bir tabaka ile temsil edilir. Glikokaliks, plazmalemmanın dış kısmını kaplar. Karbonhidrat bölgeleri, komşu hücrelerin ve aralarındaki maddelerin tanınmasına katkıda bulunur ve ayrıca onlarla yapışkan bağlar sağlar. Glikokaliks ayrıca hormon ve heterouyumluluk reseptörleri, enzimler içerir.
Ekstra
Zar reseptörleri esas olarak glikoproteinlerle temsil edilir. Ligandlarla oldukça spesifik bağlar kurma yeteneğine sahiptirler. Ek olarak, zarda bulunan reseptörler, belirli moleküllerin hücre içine hareketini, plazma zarının geçirgenliğini düzenleyebilir. Hücre dışı matrisin ve hücre iskeletinin elemanlarını bağlamak için dış ortamdan gelen sinyalleri iç olanlara dönüştürebilirler. Bazı araştırmacılar, yarı-integral protein moleküllerinin de glikokalikse dahil olduğuna inanmaktadır. Fonksiyonel bölgeleri, yüzey hücre aparatının supramembran bölgesinde bulunur.
