Клеточная мембрана. 10 класс

Цель урока
Устанавливать связь между структурой, свойствами и функциями клеточной мембраны

Клеточные мембраны
Клеточные мембраны отделяют клеточное содержание от внешней среды, регулируют обмен между клеткой и средой, и делят клетки на отсеки.
Некоторые химические реакции, в частности как световые реакции фотосинтеза в хлоропластах, протекают на самих мембранах.
На мембранах также располагаются и рецепторные участки для распознавания гормонов, нейромедиаторов или химических веществ

Жидкостно-мозаичная модель мембраны
В 1972 году Сингер и Николсон предложили жидкокристаллическую модель мембран, согласно которой белковые молекулы плавают в жидком бислое. Они образуют в нем как бы своеобразную мозаику, где белки могут менять свое расположение.

Клеточная мембрана
Толщина около 7 нм
Основная структура – фосфолипидный бислой
Гидрофильные головы фосфолипидных молекул обращены наружу
Гидрофобные хвосты обращены внутрь
Жирные кислоты, образующие хвосты фосфолипидных молекул, бывают насыщенными и ненасыщенными
Некоторые мембранные белки лишь частично погружены в фосфолипидный бислой, тогда как другие пронизывают его

Фосфолипиды
Молекула фосфолипидов состоит из полярной головы и двух неполярных хвостов. Полярность означает, что в молекуле неравномерно распределены заряды и это делает ее растворимой в воде. Характерная особенность фосфолипидов состоит в том, что голова у них гидрофильна, а хвосты гидрофобны. Небольшое количество фосфолипида, растекаясь по поверхности воды, образует монослой. Неполярные углеводорные хвосты выступают из воды, а полярные гидрофильные головы лежат на ее поверхности. Если фосфолипида больше, чем нужно для того, чтобы покрыть поверхность воды, то образуются частицы, которые называются мицелами. Гидрофобные хвосты фосфолипидных молекул упрятаны в них внутрь и тем самым защищены от контакта с водой

Белки
Чем выше метаболическая активность мембарны, тем больше в ней белковых частиц. В мембранах хлоропластов их очень много (75% белка), а в метаболически инертной оболочке аксона (18% белка) их очень мало. Белки-каналы и белки-переносчики осуществляют избирательный транспорт полярных молекул и ионов через мембрану. Некоторые белки лишь частично погружены в фосфолипидный бислой, тогда как другие пронизывают его насквозь. Большая часть белков плавает в жидком фосфолипидном бислое, образуя в нем своеобразную мозаику, постоянно меняющую свой узор.

Гликолипиды
Это липиды с присоединенными к ним углеводами. У них, как и фосфолипидов имеются полярные и неполярные хвосты. У них также имеются разветвленные олигосахаридные боковые цепи и они также помогают клеткам распознавать друг друга. Гликодипиды могут служить рецепторами для химических сигналов. Гликоипиды вместе в гликопротеинами обеспечивают правильное сцепление клеток при их объединении в ткани.

Гликопротеины
Белки с присоединенными к ним разветвленными олигосахаридными боковыми цепями, играющие роль «антенн». Существует бесконечное множество возможных конфигураций этих боковых цепей, так что у каждой клетки может быть свой особенный маркер. С помощью маркеров клетки способны распознавать другие клетки и действовать согласованно с ними, например, при формировании тканей и органов многоклеточных организмов. Это же свойство помогает иммуной системе распознавать и атаковать чужеродные антигены.