8. Биологические мембраны. Динамическая модель (состав, структура, свойства, функции)

Основные мембранные образования клетки (плазматическая мембрана, выделяющая клетку в пространстве, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи митохондриальная и ядерная мембраны)

Главные составные компоненты мембран — липиды и белки. Наряду с этим мембраны содержат углеводные компоненты, которые связаны с липидами и белками.

Мембрана — плоское образование толщиной в несколько молекул. Основу ее составляет липидный бислой (бимолекулярный слой), образованный преимущественно фосфолипидами и гликолипидами. Молекула липида представляет собой образование, в котором можно выделить гидрофобную часть — углеводородный радикал, гидрофильную головку — карбоксил у высших жирных кислот, азотистое основание у фосфолипидов, углеводный компонент у гликолипидов.

Липидные бислои — нековалентные образования.

Двуслойная липидная мембрана практически непроницаема для ионов и большинства полярных молекул. Исключение составляет вода.

В силу избирательной проницаемости липидные мембраны создают барьеры проницаемости, ограничивая отдельные участки клетки.

Мембраны, выполняющие разные функции, различаются по белковому составу.

В зависимости от прочности связи с мембраной различают периферические и интегральные мембранные белки. Периферические белки связаны с мембранам электростатическими и водородными взаимодействиями. Эти взаимодействия полярные, поэтому их легко разрушить добавлением солей или изменением pH. В большинстве случаев периферические белки присоединены к поверхности интегральных белков. Они погружены в биполярный слой, образуют многочисленные связи с углеводородными цепями мембранных .липидов. Следовательно, отделить их можно только с помощью агентов, конкурирующих за неполярные взаимодействия (детергенты, органические растворители).

Некоторые интегральные белки пронизывают мембрану, выступая за ее пределы, т.е. возвышаясь над обеими ее поверхностями. В этом случае, если белок представлен гликопротеидом, углеводная часть оказывается на наружной поверхности. Пример такого гликопротеина — интегрального белка плазматической мембраны эритроцита — гликофорин А.

Белки обеспечивают выполнение свойственных мембранам функций:

1. Транспорт (трансмембранный перенос веществ).

2. Преобразование энергии (белки-ферменты дыхательной цепи)

3. Коммуникацию, связь клетки с окружением (гормональные рецепторы).

4. Специфические функции, например восприятие света (родопсин зрительных палочек).

Мембрана — плоская структура с расстоянием между поверхностями от 60 до 100 А, основу которой составляет билипидный слой, пронизанный интегральными белками. На обеих поверхностях располагаются связанные с выступающими полюсами интегральных белков периферические белки. Благодаря жидкокристаллической структуре липидного бислоя, определяющей ее поведение как двумерного раствора, липиды сохраняют способность к диффузии в направлении, параллельном поверхности мембраны (латеральная диффузия), без выхода за пределы слоя. Эту способность мембран можно охарактеризовать как их текучесть. Текучесть зависит от состава жирных кислот и содержания холестерола.