Межклеточные контакты

Постоянные  межклеточные контакты

Они возникают и приобретают  исключительное значение при формировании тканевых систем у многоклеточных организмов. Все постоянные контакты делятся  на три типа: изолирующие, механические и химические.Изолирующие контакты. Их основное значение заключается в более или менее полной химической изоляции межклеточных пространств от внешней среды. В образовании изолирующих контактов главную роль играет перестройка внутренней организации мембраны.Механические контакты. При механических контактах основные изменения наблюдаются в надмембранных и субмембранных структурах. В местах таких контактов формируются особые структуры — десмосомы. Они обеспечивают механическую связь между клетками и защиту их мембран от деформации путем равномерного распределения нагрузки на весь клеточный слой.Химические контакты. Они обеспечивают клеткам возможность обмениваться низкомолекулярными веществами. В животных клетках это происходит за счет изменения структуры самих мембран в месте контакта. В растительных же клетках имеются плазмодесмы, в области которых плазматические мембраны соседних клеток сливаются, и цитоплазма одной клетки непосредственно сообщается с цитоплазмой другой.Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что поверхностный аппарат клетки является целостной, но достаточно дифференцированной системой. По значению и сложности она сопоставима с двумя другими клеточными системами: цитоплазмой и ядром.В реализации разнообразных клеточных функций поверхностный аппарат клетки выступает как единое целое. Это отчетливо проявляется в таких процессах, как, например, рецепция, транспорт в мембранной упаковке, образование межклеточных контактов.Одна из основных функций поверхностного аппарата — его участие в передаче внешних сигналов через цитоплазматические структуры на ядерный аппарат клетки. Важная роль в этих процессах принадлежит цитоскелету (как субмембранной, так и цитоплазматической его части), который таким образом как бы непосредственно участвует в регуляции активности генетического аппарата клетки. При этом специфичность передаваемой информации обеспечивается, по-видимому, различной пространственной организацией цитоскелета.

   ***Химический состав  мембран. Мембраны бактерий структурно  по добны мембранам клетки эукариот, за исключением того, что бактериаль ные мембраны состоят из насыщенных и мононенасыщенных жирных кислот (редко полиненасыщенных жирных кислот) с 16 18 углеродными атомами и обычно не содержат стерины. 
Содержимое клетки отделяется от клеточной стенки цитоплазмати ческой мембраной обязательным структурным элементом любой клетки, нарушение целостности которого приводит к потере клеткой жизнеспо собности. На долю цитоплазматической мембраны приходится 8 15 % сухого вещества клетки. У большинства прокариот цитоплазматическая мембрана является единственной мембраной. В клетках фототрофных и ряда хемотрофных прокариот содержатся также мембранные структуры, располагающиеся в цитоплазме и получившие название внутриплазмати ческих мембран. Их происхождение и функции будут рассмотрены ниже. 
Цитоплазматическая мембрана белковолипидный комплекс, кото рый составляют 50-75 % белков, от 15 до 45 % липидов и небольшое ко личество углеводов. Липиды и белки составляют 95 % и более вещества мембран. Главным липидным компонентом бактериальных мембран явля ются фосфолипиды производные 3фосфоглицерина. Хотя у прокариот найдено множество различных фосфолипидов, набор их в значительной степени родо и даже видоспецифичен. Широко представлены в бактери альных мембранах различные гликолипиды. Стерины отсутствуют у боль шинства прокариот, за исключением представителей группы микоплазм и некоторых бактерий. Так, в ЦПМ Acholeplasma содержится 10 30 % хо лестерина, поглощаемого из внешней среды, от общего содержания мем бранных липидов. Из других групп липидов в мембранах обнаружены ка ротиноиды, хиноны, углеводы. 
Все липиды бактерий производные глицерина содержат один или несколько остатков жирных кислот, состав которых своеобразен. Полине насыщенные жирные кислоты у бактерий отсутствуют. Исключение со ставляют цианобактерии, у разных видов которых найдены полиненасы щенные жирные кислоты типа С16:2, С18:2, С18:3, С18:4. Помимо обычных жирных кислот, то есть обнаруживаемых и в клетках эукариот, в составе мембранных липидов бактерий находят и кислоты, не встречающиеся, как правило, в мембранах эукариот. 
Набор жирных кислот в мембранных липидах также чрезвычайно видоспецифичен. У некоторых грамположительных бактерий С15жирная кислота с разветвленной цепью может составлять до 90 % всех жирных ки слот липидов. Главная функция липидов поддержание механической стабильности мембраны и придание ей гидрофобных свойств. 
Особый состав липидов обнаружен в мембранах архей. У них не найдены типичные для бактерий эфиры глицерина и жирных кислот, но присутствуют эфиры глицерина и высокомолекулярных С20, С40спиртов, а также нейтральные изопреноидные С20, С30углеводороды. 
На долю белков приходится больше половины сухой массы мембран. К мембранам с наиболее высоким содержанием белка относятся бактери альные цитоплазматические мембраны. Цитоплазматическая мембрана E.coli содержит 27 основных белков и множество минорных белков, но ни один из основных белков не присутствует в преобладающих количествах. Поскольку цитоплазматическая мембрана прокариот многофункциональна и участвует в осуществлении разнообразных ферментативных процессов, был сделан вывод, что мембранные белки это, как правило, ферменты. По аминокислотному составу мембранные белки не отличаются от других клеточных белков, за исключением того, что в них содержится мало цис теина. Некоторые из них являются пермеазами, участвующими в транс порте веществ. 
В некоторых бактериальных мембранах в значительных количествах обнаружены углеводы. Повидимому, они содержатся не в свободном со стоянии, а входят в состав гликолипидов и гликопротеинов.

Клеточная мембрана

Материал из Википедии  — свободной энциклопедии

Изображение клеточной мембраны. Маленькие голубые и белые  шарики соответствуют гидрофильным «головкам» фосфолипидов, а присоединённые к ним линии — гидрофобным «хвостам». На рисунке показаны только интегральные мембранные белки (красные глобулы и желтые спирали). Желтые овальные точки внутри мембраны — молекулы холестерола Жёлто-зеленые цепочки бусинок на наружной стороне мембраны — цепочки олигосахаридов, формирующие гликокаликс

Кле́точная мембра́на (или цитолемма, или плазмалемма, или плазматическая мембрана) отделяет содержимое любой клетки от внешней среды, обеспечивая её целостность; регулируют обмен между клеткой и средой; внутриклеточные мембраны разделяют клетку на специализированные замкнутые отсеки — компартменты илиорганеллы, в которых поддерживаются определённые условия среды.

]Основные сведения

Клеточная стенка, если таковая у клетки имеется (обычно есть у растительных клеток), покрывает клеточную мембрану.

Клеточная мембрана представляет собой двойной слой (бислой) молекул класса липидов, большинство из которых представляет собой так называемые сложные липиды —фосфолипиды. Молекулы липидов имеют гидрофильную («головка») и гидрофобную («хвост») часть. При образовании мембран гидрофобные участки молекул оказываются обращены внутрь, а гидрофильные — наружу. Мембраны — структуры инвариабельные, весьма сходные у разных организмов. Некоторое исключение составляют, пожалуй, археи, у которых мембраны образованы глицерином и терпеноидными спиртами. Толщина мембраны составляет 7—8 нм.

Биологическая мембрана включает и различные белки: интегральные (пронизывающие мембрану насквозь), полуинтегральные (погруженные одним концом во внешний или внутренний липидный слой), поверхностные (расположенные на внешней или прилегающие к внутренней сторонам мембраны). Некоторые белки являются точками контакта клеточной мембраны сцитоскелетом внутри клетки, и клеточной стенкой (если она есть) снаружи. Некоторые из интегральных белков выполняют функцию ионных каналов, различных транспортеров ирецепторов.

[]Функции

• барьерная — обеспечивает регулируемый, избирательный, пассивный и активный обмен веществ с окружающей средой. Например, мембрана пероксисом защищает цитоплазму от опасных для клетки пероксидов. Избирательная проницаемость означает, что проницаемость мембраны для различных атомов или молекул зависит от их размеров, электрического заряда и химических свойств. Избирательная проницаемость обеспечивает отделение клетки и клеточных компартментов от окружающей среды и снабжение их необходимыми веществами.
• транспортная — через мембрану происходит транспорт веществ в клетку и из клетки. Транспорт через мембраны обеспечивает: доставку питательных веществ, удаление конечных продуктов обмена, секрецию различных веществ, создание ионных градиентов, поддержание в клетке оптимального pH и концентрации ионов, которые нужны для работы клеточных ферментов. 
  Частицы, по какой-либо причине неспособные пересечь фосфолипидный бислой (например, из-за гидрофильных свойств, так как мембрана внутри гидрофобна и не пропускаетгидрофильные вещества, или из-за крупных размеров), но необходимые для клетки, могут проникнуть сквозь мембрану через специальные белки-переносчики (транспортеры) и белки-каналы или путем эндоцитоза. 
  При пассивном транспорте вещества пересекают липидный бислой без затрат энергии по градиенту концентрации путем диффузии. Вариантом этого механизма является облегчённая диффузия, при которой веществу помогает пройти через мембрану какая-либо специфическая молекула. У этой молекулы может быть канал, пропускающий вещества только одного типа. 
  Активный транспорт требует затрат энергии, так как происходит против градиента концентрации. На мембране существуют специальные белки-насосы, в том числе АТФаза, которая активно вкачивает в клетку ионы калия (K+) и выкачивают из неё ионы натрия (Na+).
• матричная — обеспечивает определенное взаиморасположение и ориентацию мембранных белков, их оптимальное взаимодействие.
• механическая — обеспечивает автономность клетки, ее внутриклеточных структур, также соединение с другими клетками (в тканях). Большую роль в обеспечение механической функции имеют клеточные стенки, а у животных — межклеточное вещество.
• энергетическая — при фотосинтезе в хлоропластах и клеточном дыхании в митохондриях в их мембранах действуют системы переноса энергии, в которых также участвуют белки;
• рецепторная — некоторые белки, находящиеся в мембране, являются рецепторами (молекулами, при помощи которых клетка воспринимает те или иные сигналы). 
  Например, гормоны, циркулирующие в крови, действуют только на такие клетки-мишени, у которых есть соответствующие этим гормонам рецепторы. Нейромедиаторы (химические вещества, обеспечивающие проведение нервных импульсов) тоже связываются с особыми рецепторными белками клеток-мишеней.
• ферментативная — мембранные белки нередко являются ферментами. Например, плазматические мембраны эпителиальных клеток кишечника содержат пищеварительные ферменты.
• осуществление генерации и проведения биопотенциалов. 
  С помощью мембраны в клетке поддерживается постоянная концентрация ионов: концентрация иона К+ внутри клетки значительно выше, чем снаружи, а концентрация Na+ значительно ниже, что очень важно, так как это обеспечивает поддержание разности потенциалов на мембране и генерацию нервного импульса.
• маркировка клетки — на мембране есть антигены, действующие как маркеры — «ярлыки», позволяющие опознать клетку. Это гликопротеины (то есть белки с присоединенными к ним разветвленными олигосахаридными боковыми цепями), играющие роль «антенн». Из-за бесчисленного множества конфигурации боковых цепей возможно сделать для каждого типа клеток свой особый маркер. С помощью маркеров клетки могут распознавать другие клетки и действовать согласованно с ними, например, при формировании органов и тканей. Это же позволяет иммунной системе распознавать чужеродные антигены.