Лекция раздел Основы физиологии и биохимии растительной клетки Тема Клеточные структуры и их функции Общая морфология растительной клетки
жүктеу/скачать 151,5 Kb.
|
Физиология клетки2
| Функции мембран
1) Структурная функция. У эукариотической клетки в отличие от прокариотической множество внутренних отсеков (компартментов), окруженных мембранами, и различающихся по степени активности содержащихся в них химических соединений и систем, регулирующих их превращения. Компартменты эукариотической клетки называются органеллами. Таким образом, клеточные мембраны выполняют функцию расчленения биохимических процессов, разделения их между различными компонентами протоплазмы и пространственного размещения в объеме клетки фондов метаболитов и ферментов. Одномембранные структурные компоненты клеток: плазмалемма, эндоплазматический ретикулум, комплекс Гольджи, лизосомы, вакуоль. Двухмембранные структурные компоненты клеток: ядро, митохондрии, пластиды. 2) Барьерная функция. Для клеток и субклеточных частиц мембраны служат механическим барьером, отделяющим их от внешнего пространства. 3) Контроль поглощения и секреции веществ (транспортная функция). В плазмалемме находятся множество транспортных систем, прежде всего для транспорта ионов, – ионные каналы, ионные переносчики и ионные насосы. Благодаря им осуществляется очень точный и селективный транспорт ионов как внутрь клетки, так и наружу, т.е. оптимальное снабжение клетки необходимыми ионами. Через плазмалемму происходит также перенос макромолекул. Так, в периплазматическое пространство транспортируются строительные блоки клеточной стенки – полисахариды и структурные белки. Эти соединения обычно находятся в везикулах аппарата Гольджи и высвобождаются из них путем экзоцитоза. 4) Аккумуляция и трансформация энергии. Плазмалемма любой клетки является энергизованной мембраной, т.е. на ней существует градиент электрохимического потенциала ΔμН+, который используется для выполнения полезной работы, прежде всего для активного переноса веществ через мембрану. В хлоропластах зеленых растений энергия света трансформируется в энергию NADH и АТР, а в конечном счете – в стабильную энергию химических связей сахаров, органических кислот, аминокислот. 5) Размещение и обеспечение работы ферментов. В плазмалемме находится множество ферментов. Это ферменты построения клеточной стенки (целлюлозосинтетаза). ферменты сигнальных систем (фосфолипазы С, А; аденилатциклаза) и ряд другах ферментов (например, цитохром b5). 6) Рецепторная функция. Плазмалемма клетки – это мозаика различных рецепторов эндогенных сигналов (прежде всего фитогормонов) и внешних воздействий. К последним относятся рецепторы элиситоров (веществ, выделяемых патогенами) и рецепторы физические факторов – температуры, давления и др. Температура изменяет жесткость (текучесть) мембраны, т.е. ее механические свойства. Изменение этих свойств плазмалеммы приводит к открытию или закрытию находящихся в ней механосенсорных ионных каналов. Таким образом, плазмалемма является местом рецепции (восприятия) различных сигналов химической и физической природы. 7) Сигнальная функция. Многие компоненты плазмалеммы после восприятия сигналов служат источником вторичных мессенджеров – молекул, которые «передают» сигнал по эстафете и усиливают его. В качестве вторичных мессенджеров выступают инозитол-1,4,5-трифосфат. диацилглицерин. фосфатидная кислота, продукты перекисного окисления липидов мембран. Все эти соединения образуются из липидов плазмалеммы под действием специальных ферментов, активируемых в результате воздействия сигнала на рецепторы. Таким образом, плазматическая мембрана является местом не только рецепции сигналов, но также их усиления и дифференцирования. Транспорт веществ через плазмалемму Перенос веществ через мембрану может идти пассивным и активным путем. При пассивном поступлении веществ через мембрану основой переноса является диффузия. Скорость диффузии зависит от толщины мембраны и от растворимости вещества в липидной фазе мембраны. Поэтому неполярные вещества, которые растворяются в липидах (органические и жирные кислоты, эфиры), легче проходят через мембрану. Однако большинство веществ, которые важны для питания клетки и ее метаболизма не могут диффундировать через липидный слой и транспортируются с помощью белков, которые облегчают проникновение воды, ионов, Сахаров, аминокислот и других полярных молекул в клетку. В настоящее время показано существование трех типов таких транспортных белков: каналы, переносчики, помпы (рисунок). Каналы – это трансмембранные белки, которые действуют как поры. Иногда их называют селективными фильтрами. Транспорт через каналы, как правило, пассивный. Специфичность транспортируемого вещества определяется свойствами поверхности поры. Как правило, через каналы передвигаются ионы. Скорость транспорта зависит от их величины и заряда. Если пора открыта, то вещества проходят быстро. Однако каналы открыты не всегда. Имеется механизм «ворот», который под влиянием внешнего сигнала открывает или закрывает канал. Долгое время представлялась труднообъяснимой высокая проницаемость мембраны (10 мкм/с) для воды – вещества полярного и нерастворимого в липидах. В настоящее время открыты интегральные мембранные белки, представляющие канал через мембрану для проникновения воды – аквапорины. Способность аквапоринов к транспорту воды регулируется процессом фосфорилирования. Было показано, что присоединение и отдача фосфатных групп к определенным аминокислотам аквапоринов ускоряет или тормозит проникновение воды, но не влияет на направление транспорта. жүктеу/скачать 151,5 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|