Лекция жинағы Шымкент 2019

Плазмалық мембрана немесе плазмалемма (гректің plasms – пішін, lemma – қабықша) белоктармен жалғасқан липидтердің екі қабатынан тұрады. Сонымен бірге плазмалемманың сыртқы бетіңде мембрананың құрамына кіретін белоктармен байланысқан күрделі қосылыстарды –глико-протеидтер мен гликолипидтерді құрайтын көмірсулардың молекулалары болады. Бұл мембрана үстіндегі комплекс немесе гликокаликс (грекше kalyx – қабықша), бір және көпжасушалы жануарлардың жасушаларында жақсы жетілген. Сол сияқты өсімдіктердің жасушаларында да кездеседі. Гликокаликс сыртқы ортамен тікелей қатынаста болғандықтан, жасушалардың беткі аппаратының рецепциялық функциясында маңызды роль атқарады. Плазмалық мембрананың бос беттерінде гликокаликстің көмірсу компоненті гликозильдік топтар антенналарға ұқсас тармақталган олигосахаридтік тізбектер құрап, сырттан келген сигналдардың ажырауын қамтамасыз етеді.

Гликокаликсте түрлі заттардың диффузиясының жылдамдығы кемиді. Са⁺⁺ немесе Мg⁺ иондарының көмегімен гликокаликс зонасымен байланыс-қан, жасушадан бөлінген ферменттер болуы мүмкін. Бұл ферменттер түрлі заттардың (полисахаридтердің, белоктардың, майлардың тағы басқалардың) жасушадан тыс ыдырауына қатысады. Осы ыдырау өнімдері мономерлер күйінде плазмалық мембрана арқылы өтіп, жасушаға сіңеді.

Плазмалық мембрана жасушаның ішкі құрылымының құрамын да реттейді. Оның қалыңдығы 7,5 нм. Жарық микроскопының шешуші қабілеті кем болғандықтан, плазмалық мембрана электрондық микроскоп пен электрондық микроскопиялық зерттеулерге материалдық дайындау әдістері шыққаннан кейін ғана байқалды.

Эукариондық жасушалардың плазмалық мембранасында тыныс алу тізбектерінің ферменттері мен гликолиздеуші ферменттер болмайды. Барлық жасушаларда плазмалық мембрана жаңарып отырады. Плазмалемманың ішкі бетіне жанасып, цитоплазманың беткі бөлігі немесе кортикалық (грекше cortex – қабық) қабат жатады. Кортикалық қабатта органеллалар болмайды, оның есесіне цитоплазманың фибриллалық элементтері – микрофиламенттер мен микротүтікшелер көп кездеседі. Кортикалық қабаттың негізгі фибрилла-лық компоненті актиндік микрофибриллардың торы. Кортикалық қабат жасуша бетінің түрлі өсінділерін құрайды. Жарық микроскопында тегіс болып көрінетін жасушалардың бос беті шынында ирек-ирек болады. Кейбір жасушалардың бетінде саңылау мен ойыстар, екіншілерінде псевдоподиялар (жалған аяқтар) деп аталатын өсінділер, үшіншілерінде микробүрлер мен кірпікшелер болады. Бетінде қатпарлар болатын жасушалар да кездеседі. Тірі жасушалардың беті толқындалып үнемі қозғалып тұрады, дірілдеп тұрған сияқты болып байқалады. Плазмалық мембрана көптеген маңызды биологиялық функциялар атқарады. Олардың ішіндегі ең бастылары – қорғау функциясы мен тасымалдау функциясы. Тасымалдау фуккциясына су мен иондарды және төменгі молекулалық заттарды пассивті түрде тасымалдау мен осы заттарды концентрацияның градиенттеріне қарсы белсеңді түрде өткізу және жоғары молекулалық қосылыстар мен комплекстерді тасымалдаудың түрлі формалары жатады. Сонымен бірге жасушада пайда болған өнімдерді плазмалық мембрана жасушалардан сыртқа шығаруға қатысады. Плазмалемманың бетінде түрлі рецепторлық құрылымдар орналасқан. Заттардың жасуша ішіне өтуі мен онан кері шығуы мембрананың тандап өткізуіне байланысты. Мембрананың бұл қасиеті өте маңызды болған-дықтан, оған көптеген еңбектер арналған.

Заттардың жасуша ішінен өтуі мен олардың жасушадан шығуының төрт негізгі механизмдері бар: диффузия, осмос, белсенді тасымалдану мен экзо және эндоцитоз.

Диффузия дегеніміз концентрацияның аз жағына қарай заттардың тасымалдануы. Жасушалық мембранада су мен иондарды өткізетін арнаулы поралар (грек сезі – тесік) болады. Түрлі иондардың өту жылдамдығы түрліше. Катиондар (К⁺, Nа⁺) аниондарға қарағанда (С1^-) тез өтеді. Иондардың тасымалдануын қамтамасыз ететін белоктан тұратын ионофарлар деп аталатын тасымалдаушылардың ерекше тобы болады. Концентрацияның градиентіне қарсы тасымалдау үшін энергия қажет. Заттардың белсенді тасымалдануы үшін қажет энергия тотықтырып фосфорлаудың нәтижесінде пайда болады. Ұсақ органикалық молекулалар мембрана арқылы баяу етеді. Иондардың белсенді түрде тасымалдануы көбінесе жоғары сатыдағы организмдердің жасушаларында байқалады. Белсенді тасымалдауды қамтама-сыз ететін мембранада насос деп аталатын ерекше белок болады. Жасушалар-дың көпшілігінің плазмалық мембранасында жасушадан натрийды айдап шығаратын натрий насосы орналасқан. Сол сияқты сыртқы ортадан жасушаға калий иондарын жеткізетін калий насосы болады. Осы екі насосты біріктіріп натрий-калий насосы дейді. Бұндай насос жасушалардың көпшілігінде байқалады және көптеген маңызды функциялар атқарады. Насос АТФ арқылы іске қосылады.

Калий концентрациясының жоғары болуы белоктың синтезіне, гликолизке, фотосинтезге және кейбір басқа маңызды тіршілік процестеріне қажет. Сіңген калийдің әрбір екі ионының орнына жасушадан натрийдің үш ионы шығарылып отырады. Келткадан шығарылған натрий әдетте жасушаға өз бетімен кері сіңеді. Бірақ та мембрана натрийді нашар өткізеді. Сондықтан кері бағыттағы бұл диффузия өте баяу жүреді.

Жасушаға заттардың тасымалдануы плазмалық мембранадан бөлінген көпіршіктердің көмегімен де жүруі мүмкін. Тасымалдану бағытына байла-нысты мембранамен қоршалған заттардың тасымалдау процесі экзоцитоз және эндоцитоз болып екі категорияға бөлінеді.

Жасушалардың тығыз бөлшектерді сырттан ұстап алу процесін И.И.Мечников фагоцитоз деп атаған. Біздің ғасырымыздың 30-шы жылдарында американдық биолог Уоррен Люис жасушаның сұйықтық тамшыларды сіңіре алатынын байқаған, бұл құбылысты ол пиноцитоз (грекше pinein – ішу) деп атаған. Жасуша тәулігіне өз көлеміне тең сұйықты жеңіл «ішеді». Фагоцитоз бен пиноцитоздың механизмі бір болғандықтан эндоцитоз деп атаған. Эндоцитоз – жасушаның қоректену механизмі. Қарапайымдар сияқты көптеген біржасушалы организмдер мен төменгі саты-дағы омыртқасыздардың қоректенуінің бірде-бір механизмі. Экзоцитоз секреция кезінде маңызды рөл атқарады. Экзоцитоз процесі жасушадағы Са²⁺ концентрациясының артуын қажет етеді. Экзо- және эндоцитозды іске асыру үшін жасушаның беткі аппараты толықтай қатысады.

Барлық жасушалардың бетінде көптеген түрлі рецепторлар болады. Бұлардың әрқайсысы жүздеген мың молекулалардан тұрады. Көпшілігі гликопротеидтер. Жасушалық рецепторлардың көпшілігінің міндеті ерекше заттарды байланыстыру немесе физикалық факторларға жауап беру ғана емес, сонымен бірге сырттан жасуша ішіне хабар беру.