Цитоплазматическая мембрана

Слайд 1

Слайд 2

Строение Строение клеточной мембраны согласно жидкостно-мозаичной модели. Белки и гликопротеины погружены в двойной слой липидных молекул, обращенных своими гидрофильными концами (кружки) наружу, а гидрофобными (волнистые линии) — в глубь мембраны

Слайд 3

Функции 1) барьерная (отграничение внутреннего содержимого клетки); 2) структурная (придание определенной формы клеткам в соответствии с выполняемыми функциями); 3) защитная (за счет избирательной проницаемости, рецепции и антигенности мембраны); 4) регуляторная (регуляция избирательной проницаемости для различных веществ (пассивный транспорт без затраты энергии по законам диффузии или осмоса и активный транспорт с затратой энергии путем пиноцитоза , эндо- и экзоцито-за , работы натрий-калиевого насоса, фагоцитоза) 5) адгезивная функция (все клетки связаны между собой посредством специфических контактов (плотных и неплотных)); 6) рецепторная (за счет работы периферических белков мембраны). Существуют неспецифические рецепторы, которые воспринимают несколько раздражителей (например, холодовые и тепловые терморецепторы), и специфические, которые воспринимают только один раздражитель (рецепторы световоспринимающей системы глаза); 7) электрогенная (изменение электрического потенциала поверхности клетки за счет перераспределения ионов калия и натрия (мембранный потенциал нервных клеток составляет 90 мВ)); 8) антигенная : связана с гликопротеинами и полисахаридами мембраны.

Слайд 4

Состав цитоплазматической мембраны бактерий Как и многие биологические мембраны, цитоплазматическая мембрана ( ЦПМ ) состоит из двух слоев липидов и встроенных в лигшдную мембрану белковых молекул. В состав ЦПМ бактерий входят белки (20-75%), липиды (25-40%), углеводы и РНК (последние два компонента присутствуют в незначительных количествах). Компоненты цитоплазматической мембраны ( ЦПМ ) составляют около 10% сухого веса бактериальной клетки.

Слайд 5

Транспортные системы цитоплазматической мембраны бактерий Для цитоплазматической мембраны ( ЦПМ ) характерна выраженная избирательная проницаемость. В ней располагаются системы активного переноса и субстратспецифичных пермеаз . Некоторые белковые молекулы, «вкрапленные» в фосфолипидный бислой , играют роль «пор», через которые движется регулируемый поток веществ. У аэробных бактерий и анаэробов, способных к так называемому «анаэробному дыханию», в цитоплазматическую мембрану ( ЦПМ ) встроена система электронного транспорта, обеспечивающая её энергетические потребности. Самые крупные молекулы, способные проходить через цитоплазматическую мембрану ( ЦПМ ), — фрагменты ДНК.

Слайд 6

Мезосомы цитоплазматической мембраны бактерий Цитоплазматическая мембрана ( ЦПМ ) образует специфические инвагинаты — мезосомы , имеющие вид закрученных в спираль или клубок трубчатых образований. Мезосомы образуют поперечные перегородки между делящимися клетками; к ним обычно прикрепляется бактериальная хромосома.

Слайд 7

Периплазматическое пространство У некоторых бактерий между цитоплазматической мембраной ( ЦПМ ) и клеточной стенкой располагается периплазматическое пространство — полость шириной около 10 нм. Б периплазматическом пространстве имеются перемычки, соединяющие цитоплазматическую мембрану ( ЦПМ ) и пептидогликановый слой. Снаружи в периплазматическое пространство открываются поры клеточной стенки, изнутри в это пространство выходят некоторые клеточные ферменты ( рибонуклеазы , фосфатазы, пенициллиназа и др .)

Слайд 8

Структура и состав биомембран Мембраны состоят из липидов трёх классов: фосфолипиды , гликолипиды и холестерол . Фосфолипиды и гликолипиды (липиды с присоединёнными к ним углеводами) состоят из двух длинных гидрофобных углеводородных «хвостов», которые связаны с заряженной гидрофильной «головой». Холестерол придаёт мембране жёсткость, занимая свободное пространство между гидрофобными хвостами липидов и не позволяя им изгибаться. Поэтому мембраны с малым содержанием холестерола более гибкие, а с большим — более жёсткие и хрупкие. Также холестерол служит «стопором», препятствующим перемещению полярных молекул из клетки и в клетку.

Слайд 9

Мембранные органеллы Это замкнутые одиночные или связанные друг с другом участки цитоплазмы , отделённые от гиалоплазмы мембранами. К одномембранным органеллам относятся эндоплазматическая сеть , аппарат Гольджи , лизосомы , вакуоли , пероксисомы ; к двумембранным — ядро , митохондрии , пластиды . Строение мембран различных органелл отличается по составу липидов и мембранных белков.

Слайд 10

Клеточные мембраны обладают избирательной проницаемостью: через них медленно диффундируют глюкоза , аминокислоты , жирные кислоты , глицерол и ионы , причем сами мембраны в известной мере активно регулируют этот процесс — одни вещества пропускают, а другие нет. Существует четыре основных механизма для поступления веществ в клетку или вывода их из клетки наружу: диффузия , осмос , активный транспорт и экзо- или эндоцитоз . Два первых процесса носят пассивный характер, то есть не требуют затрат энергии; два последних — активные процессы, связанные с потреблением энергии. Избирательная проницаемость мембраны при пассивном транспорте обусловлена специальными каналами — интегральными белками. Они пронизывают мембрану насквозь, образовывая своего рода проход. Для элементов K, Na и Cl есть свои каналы. Относительно градиента концентрации молекулы этих элементов движутся в клетку и из неё. При раздражении каналы натриевых ионов раскрываются, и происходит резкое поступление в клетку ионов натрия. При этом происходит дисбаланс мембранного потенциала. После чего мембранный потенциал восстанавливается. Каналы калия всегда открыты, через них в клетку медленно попадают ионы калия .

Слайд 11

Строение клеточной стенки Большинство прокариот имеет ригидную клеточную стенку , под которой расположена цитоплазматическая мембрана . Состав и строение клеточной стенки — важный систематический признак , по которому прокариоты подразделяют на следующие группы грам-положительные , грамотрицательные и не имеющие клеточной стенки . Своеобразным строением и составом клеточной стенки характеризуются археи. Грамположительные бактерии отличаются от храмотрицательных большим (до 40 раз) содержанием муреина ( пептидогликана ) в клеточной стенке и отсутствием внешней мем - браны. Археи муреина не синтезируют, но некоторые образуют псевдомуреин

Слайд 12

Мембранный аппарат Мембранный аппарат бактерий представлен цитоплазматической и внутрицитоплазматическими мембранами, образующими единую, морфологически связанную систему. Цитоплазматическая мембрана у бактерий защищена с наружной стороны клеточной стенкой , как у синезеленых водорослей и грибов (Пешков, 1966 Drews et al ., 1966 Мейсель и др., 1967, 1968 Бирюзова , 1973), и соединена с нею перемычками. Изучение структурной связи цитоплазматической мембраны с клеточной стенкой представляет интерес для понимания своеобразия структуры этих организмов по сравнению с теми эукариотами, у которых клеточная стенка отсутствует. Система внутрицитоплазматических мембран у различных бактерий может быть образована сложно устроенными органоидами, имеющими структуру мезосом (большинство грамположитель-ных бактерий) или образованных тилакоидами ( фотосинтезирующие бактерии ). Она может иметь вид кольцевидных мембранных структур простого строения ( большинство грамотрицательных бактерий ), а также сети мембран , беспорядочно пронизывающих цитоплазму (некоторые анаэробные бактерии).