РАЗДЕЛ 4. БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕМБРАНЫ

Основные темы раздела:

4.1. Строение и состав мембран.

4.2. Перенос веществ через мембраны.

4.3. Участие мембран в межклеточных взаимодействиях.

4.4. Трансмембранная передача сигналов.

Все клетки, а также их органеллы окружены мембранами, которые играют важную роль как в структурной организации, так и в функционировании клеток и клеточных органелл.

Мембраны:

• отделяют клетки от окружающей среды и делят ее на компартменты (отсеки);

• регулируют транспорт веществ в клетку и органеллы или в обратном направлении;

• обеспечивают специфику межклеточных контактов;

• воспринимают сигналы из внешней среды.

Согласованное функционирование мембранных систем - рецепторов, ферментов, транспортных механизмов - помогает поддерживать гомеостаз клетки и в то же время быстро реагировать на изменения внешней среды.

Основные принципы структурной организации всех мембран одинаковы. Однако плазматическая мембрана, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, митохондриальная и ядерная мембраны имеют существенные структурные различия, они уникальны по своему составу и характеру выполняемых функций.

4.1. СТРОЕНИЕ И СОСТАВ МЕМБРАН

Биологические мембраны построены из липидов и белков, связанных друг с другом с помощью нековалентных взаимодействий (рис. 4.1).

Рис 4.1. Поперечный разрез плазматической мембраны

Основу мембраны составляет двойной липидный слой, в формировании которого участвуют фосфолипиды, гликолипиды и холестерол. Липидный бислой образован двумя рядами амфифильных молекул, гидрофобные радикалы которых спрятаны внутрь, а гидрофильные группы обращены наружу и контактируют с водной средой. Белковые молекулы как бы растворены в липидном бислое.

Липиды мембран

Липиды мембран амфифильны, т.е. в молекуле имеются как гидрофильные группы - полярные «головки», так и алифатические радикалы - гидрофобные «хвосты», самопроизвольно формирующие бислой. В мембранах присутствуют липиды трех главных типов: фосфолипиды, гликолипиды и холестерол (рис. 4.2, 4.3).