L'aparell de superfície de la cèl·lula és un subsistema universal. Defineixen el límit entre el medi extern i el citoplasma. PAC regula la seva interacció. Considerem a més les característiques de l'organització estructural i funcional de l'aparell de superfície de la cèl·lula.
Components
Es distingeixen els següents components de l'aparell superficial de les cèl·lules eucariotes: la membrana plasmàtica, els complexos supramembrana i submembrana. El primer es presenta en forma d'element tancat esfèricament. El plasmalema es considera la base de l'aparell cel·lular superficial. El complex epimembrana (també anomenat glicocàlix) és un element extern situat per sobre de la membrana plasmàtica. Conté diferents components. En particular, aquests inclouen:
- Parts d'hidrats de carboni de glicoproteïnes i glicolípids.
- Proteïnes perifèriques de la membrana.
- Carbohidrats específics.
- Proteïnes semi-integrals i integrals.
El complex submembranal es troba sota el plasmalema. Conté el sistema musculoesquelètic i hialoplasma perifèric.
Elements de la submembranacomplex
Tenint en compte l'estructura de l'aparell de la superfície de la cèl·lula, s'ha de fixar per separat en el hialoplasma perifèric. És una part citoplasmàtica especialitzada i es troba per sobre de la membrana plasmàtica. El hialoplasma perifèric es presenta com una substància líquida heterogènia altament diferenciada. Conté una varietat d'elements de pes molecular alt i baix en solució. De fet, es tracta d'un microentorn en el qual tenen lloc processos metabòlics específics i generals. El hialoplasma perifèric realitza moltes funcions de l'aparell superficial.
Sistema musculoesquelètic
Es troba al hialoplasma perifèric. A l'aparell locomotor hi ha:
- Microfibrilles.
- Fibrilles esquelètiques (filament intermedi).
- Microtúbuls.
Les microfibrils són estructures filamentoses. Les fibrilles esquelètiques es formen a causa de la polimerització d'una sèrie de molècules de proteïnes. El seu nombre i longitud estan regulats per mecanismes especials. Quan canvien, es produeixen anomalies de les funcions cel·lulars. Els microtúbuls són els més allunyats del plasmalema. Les seves parets estan formades per proteïnes de tubulina.
Estructura i funcions de l'aparell de superfície de la cèl·lula
El metabolisme es realitza per la presència de mecanismes de transport. L'estructura de l'aparell de superfície de la cèl·lula proporciona la capacitat de dur a terme el moviment de compostos de diverses maneres. En particular, els següents tipustransport:
- Difusió simple.
- Transport passiu.
- Moviment actiu.
- Citosi (intercanvi de membranes).
A més del transport, funcions de l'aparell de superfície de la cèl·lula com:
- Barra (delimitació).
- Receptor.
- Identificació.
- La funció del moviment cel·lular mitjançant la formació de filo-, pseudo- i lamel·lopodis.
Moviment lliure
La difusió simple a través de l'aparell superficial de la cèl·lula es realitza exclusivament en presència d'un gradient elèctric a banda i banda de la membrana. La seva mida determina la velocitat i la direcció del moviment. La capa bilipídica pot passar qualsevol molècula de tipus hidròfob. Tanmateix, la majoria dels elements biològicament actius són hidròfils. En conseqüència, la seva lliure circulació és difícil.
Transport passiu
Aquest tipus de moviment compost també s'anomena difusió facilitada. També es realitza a través de l'aparell superficial de la cèl·lula en presència d'un gradient i sense consum d'ATP. El transport passiu és més ràpid que el transport gratuït. En el procés d'augment de la diferència de concentració en el gradient, arriba un moment en què la velocitat del moviment es torna constant.
Transportistes
El transport a través de l'aparell de superfície de la cèl·lula és proporcionat per molècules especials. Amb l'ajuda d'aquests portadors, grans molècules de tipus hidròfil (aminoàcids, en particular) passen pel gradient de concentració. SuperfícieL'aparell de cèl·lules eucariotes inclou portadors passius per a diversos ions: K+, Na+, Ca+, Cl-, HCO3-. Aquestes molècules especials es caracteritzen per una alta selectivitat pels elements transportats. A més, la seva propietat important és una gran velocitat de moviment. Pot arribar a 104 o més molècules per segon.
Transport actiu
Es caracteritza per moure elements contra un degradat. Les molècules es transporten d'una zona de concentració baixa a zones de concentració més alta. Aquest moviment implica un cert cost d'ATP. Per a la implementació del transport actiu, s'inclouen portadors específics a l'estructura de l'aparell de superfície de la cèl·lula animal. S'anomenaven "bombes" o "bombes". Molts d'aquests portadors es distingeixen per la seva activitat ATPasa. Això vol dir que són capaços de descompondre el trifosfat d'adenosina i extreure energia per a les seves activitats. El transport actiu crea gradients d'ions.
Citosi
Aquest mètode s'utilitza per moure partícules de diferents substàncies o molècules grans. En el procés de citosi, l'element transportat està envoltat per una vesícula de membrana. Si el moviment es porta a terme a la cèl·lula, s'anomena endocitosi. En conseqüència, la direcció inversa s'anomena exocitosi. En algunes cel·les hi passen elements. Aquest tipus de transport s'anomena transcitosi o diaciosi.
Plasmolemma
L'estructura de l'aparell superficial de la cèl·lula inclou el plasmauna membrana formada predominantment per lípids i proteïnes en una proporció d'aproximadament 1:1. El primer "model d'entrepà" d'aquest element es va proposar l'any 1935. Segons la teoria, la base del plasmolemma està formada per molècules de lípids apilades en dues capes (capa bilipídica). Giren les seves cues (zones hidrofòbiques) entre si, i cap a fora i cap a dins - caps hidròfils. Aquestes superfícies de la capa bilipídica estan cobertes de molècules de proteïnes. Aquest model es va confirmar a la dècada de 1950 per estudis ultraestructurals realitzats amb un microscopi electrònic. En particular, es va trobar que l'aparell superficial d'una cèl·lula animal conté una membrana de tres capes. El seu gruix és de 7,5-11 nm. Té una llum mitjana i dues capes perifèriques fosques. El primer correspon a la regió hidrofòbica de les molècules de lípids. Les zones fosques, al seu torn, són capes superficials contínues de proteïnes i caps hidròfils.
Altres teories
Diversos estudis de microscòpia electrònica realitzats a finals dels anys 50 i principis dels 60. va assenyalar la universalitat de l'organització de tres capes de les membranes. Això es reflecteix en la teoria de J. Robertson. Mentrestant, a finals de la dècada de 1960 s'han acumulat força fets que no s'han explicat des del punt de vista del "model sandvitx" existent. Això va impulsar el desenvolupament de nous esquemes, incloent models basats en la presència d'enllaços hidrofòbics-hidròfils entre molècules de proteïnes i lípids. Entreuna d'elles era la teoria de la "catifa de lipoproteïnes". D'acord amb això, la membrana conté dos tipus de proteïnes: integrals i perifèriques. Aquests últims estan associats per interaccions electrostàtiques amb caps polars sobre molècules de lípids. Tanmateix, mai formen una capa contínua. Les proteïnes globulars tenen un paper clau en la formació de la membrana. Hi estan parcialment immersos i s'anomenen semiintegrals. El moviment d'aquestes proteïnes es realitza en la fase líquida lipídica. Això garanteix la labilitat i el dinamisme de tot el sistema de membranes. Actualment, aquest model es considera el més comú.
Lípids
Les característiques físiques i químiques clau de la membrana les proporcionen una capa representada per elements: fosfolípids, que consisteix en una cua no polar (hidrofòbica) i un cap polar (hidrofílic). Els més comuns són els fosfoglicèrids i els esfingolípids. Aquests últims es concentren principalment a la monocapa exterior. Estan lligats a cadenes d'oligosacàrids. A causa del fet que els enllaços sobresurten més enllà de la part exterior del plasmalema, adquireix una forma asimètrica. Els glicolípids tenen un paper important en la implementació de la funció receptora de l'aparell de superfície. La majoria de les membranes també contenen colesterol (colesterol), un lípid esteroide. La seva quantitat és diferent, la qual cosa determina en gran mesura la fluïdesa de la membrana. Com més colesterol, més alt és. El nivell de líquid també depèn de la proporció de residus insaturats i saturatsàcids grassos. Com més d'ells, més alt és. El líquid afecta l'activitat dels enzims a la membrana.
Proteïnes
Els lípids determinen principalment les propietats de barrera. Les proteïnes, en canvi, contribueixen a la realització de funcions clau de la cèl·lula. En particular, estem parlant de transport regulat de compostos, regulació del metabolisme, recepció, etc. Les molècules de proteïnes es distribueixen a la bicapa lipídica en un patró de mosaic. Poden moure's en profunditat. Aquest moviment està aparentment controlat per la pròpia cèl·lula. Els microfilaments estan implicats en el mecanisme de moviment. Estan units a proteïnes integrals individuals. Els elements de la membrana es diferencien en funció de la seva ubicació en relació a la capa bilipídica. Les proteïnes, per tant, poden ser perifèriques i integrals. Els primers estan localitzats fora de la capa. Tenen un enllaç dèbil amb la superfície de la membrana. Les proteïnes integrals hi estan completament immerses. Tenen un fort enllaç amb els lípids i no s'alliberen de la membrana sense danyar la capa bilipídica. Les proteïnes que hi penetren a través i a través s'anomenen transmembrana. La interacció entre molècules de proteïnes i lípids de diferent naturalesa garanteix l'estabilitat del plasmalema.
Glucocàlix
Les lipoproteïnes tenen cadenes laterals. Les molècules d'oligosacàrids es poden unir als lípids i formar glicolípids. Les seves parts d'hidrats de carboni, juntament amb elements similars de glicoproteïnes, donen a la superfície cel·lular una càrrega negativa i formen la base del glicocàlix. Ellrepresentat per una capa solta amb una densitat electrònica moderada. El glicocàlix cobreix la part externa del plasmalema. Els seus llocs d'hidrats de carboni contribueixen al reconeixement de cèl·lules veïnes i substàncies entre elles, i també proporciona enllaços adhesius amb elles. El glicocàlix també conté receptors d'hormones i hetocompatibilitat, enzims.
Extra
Els receptors de membrana estan representats principalment per glicoproteïnes. Tenen la capacitat d'establir enllaços molt específics amb lligands. Els receptors presents a la membrana, a més, poden regular el moviment de determinades molècules a la cèl·lula, la permeabilitat de la membrana plasmàtica. Són capaços de convertir senyals del medi extern en interns, per unir elements de la matriu extracel·lular i el citoesquelet. Alguns investigadors creuen que les molècules de proteïnes semi-integrals també s'inclouen al glicocàlix. Els seus llocs funcionals es troben a la regió supramembrana de l'aparell cel·lular de superfície.
