Površinski aparat ćelije je univerzalni podsustav. Oni definiraju granicu između vanjskog okruženja i citoplazme. PAC osigurava regulaciju njihove interakcije. Razmotrimo dalje značajke strukturne i funkcionalne organizacije površinskog aparata stanice.
Komponente
Razlikuju se sljedeće komponente površinskog aparata eukariotskih stanica: plazma membrana, supramembranski i submembranski kompleksi. Prvi je predstavljen u obliku sferno zatvorenog elementa. Plazmalema se smatra osnovom površinskog staničnog aparata. Epimembranski kompleks (koji se naziva i glikokaliks) je vanjski element koji se nalazi iznad plazma membrane. Sadrži razne komponente. To posebno uključuje:
- Ugljikohidratni dijelovi glikoproteina i glikolipida.
- Membranski periferni proteini.
- Specifični ugljikohidrati.
- Poluintegralni i integralni proteini.
Submembranski kompleks nalazi se ispod plazmaleme. Sadrži mišićno-koštani sustav i perifernu hijaloplazmu.
Elementi submembranesloženo
S obzirom na građu površinskog aparata stanice, treba se posebno zadržati na perifernoj hijaloplazmi. To je specijalizirani citoplazmatski dio i nalazi se iznad plazma membrane. Periferna hijaloplazma je predstavljena kao visoko diferencirana tekuća heterogena tvar. Sadrži razne elemente visoke i niske molekularne težine u otopini. Zapravo, to je mikrookolina u kojoj se odvijaju specifični i opći metabolički procesi. Periferna hijaloplazma obavlja mnoge funkcije površinskog aparata.
Mišićno-koštani sustav
Nalazi se u perifernoj hijaloplazmi. U mišićno-koštanom sustavu postoje:
- Mikrofibrili.
- Skeletna vlakna (srednji filament).
- Mikrotubule.
Mikrofibrili su filamentne strukture. Skeletna vlakna nastaju polimerizacijom niza proteinskih molekula. Njihov broj i duljina reguliraju se posebnim mehanizmima. Kada se mijenjaju, javljaju se anomalije staničnih funkcija. Mikrotubule su najudaljenije od plazmaleme. Njihove zidove čine proteini tubulina.
Struktura i funkcije površinskog aparata ćelije
Metabolizam se odvija zahvaljujući prisutnosti transportnih mehanizama. Struktura površinskog aparata stanice pruža mogućnost provođenja kretanja spojeva na nekoliko načina. Konkretno, sljedeće vrsteprijevoz:
- Jednostavna difuzija.
- Pasivni transport.
- Aktivno kretanje.
- Citoza (membranska izmjena).
Pored transporta, funkcije površinskog aparata ćelije kao što su:
- Barijera (razgraničenje).
- Receptor.
- Identifikacija.
- Funkcija kretanja stanica kroz stvaranje filo-, pseudo- i lamelopodije.
Slobodno kretanje
Jednostavna difuzija kroz površinski aparat stanice provodi se isključivo u prisutnosti električnog gradijenta s obje strane membrane. Njegova veličina određuje brzinu i smjer kretanja. Bilipidni sloj može proći bilo koje molekule hidrofobnog tipa. Međutim, većina biološki aktivnih elemenata je hidrofilna. Sukladno tome, njihovo je slobodno kretanje otežano.
Pasivni transport
Ova vrsta složenog kretanja naziva se i olakšana difuzija. Također se provodi kroz površinski aparat stanice u prisutnosti gradijenta i bez potrošnje ATP-a. Pasivni transport je brži od besplatnog transporta. U procesu povećanja razlike koncentracije u gradijentu, dolazi trenutak u kojem brzina kretanja postaje konstantna.
prijevoznici
Transport kroz površinski aparat stanice osiguravaju posebne molekule. Uz pomoć ovih nosača, velike molekule hidrofilnog tipa (posebno aminokiseline) prolaze duž gradijenta koncentracije. Površinskieukariotski stanični aparat uključuje pasivne nosače za različite ione: K+, Na+, Ca+, Cl-, HCO3-. Ove posebne molekule karakterizira visoka selektivnost za transportirane elemente. Osim toga, njihovo važno svojstvo je velika brzina kretanja. Može doseći 104 ili više molekula u sekundi.
Aktivni prijevoz
Odlikuje se pomicanjem elemenata prema gradijentu. Molekule se transportiraju iz područja niske koncentracije u područja veće koncentracije. Takvo kretanje uključuje određeni trošak ATP-a. Za provedbu aktivnog transporta u strukturu površinskog aparata životinjske stanice uključeni su specifični nosači. Zvali su se "pumpe" ili "pumpe". Mnogi od ovih nosača razlikuju se po svojoj aktivnosti ATPaze. To znači da su u stanju razgraditi adenozin trifosfat i izvući energiju za svoje aktivnosti. Aktivni transport stvara ionske gradijente.
Citoza
Ova metoda se koristi za pomicanje čestica različitih tvari ili velikih molekula. U procesu citoze, transportirani element je okružen membranskim vezikulom. Ako se kretanje provodi u stanicu, onda se to naziva endocitoza. Sukladno tome, obrnuti smjer naziva se egzocitoza. U nekim stanicama elementi prolaze. Ova vrsta transporta naziva se transcitoza ili dijacioza.
Plasmolemma
Struktura površinskog aparata stanice uključuje plazmumembrana formirana pretežno od lipida i proteina u omjeru približno 1:1. Prvi "sendvič model" ovog elementa predložen je 1935. Prema teoriji, osnovu plazmoleme čine molekule lipida složene u dva sloja (bilipidni sloj). Okreću svoje repove (hidrofobna područja) jedni prema drugima, a prema van i prema unutra - hidrofilne glave. Ove površine bilipidnog sloja prekrivene su proteinskim molekulama. Ovaj model je potvrđen 1950-ih ultrastrukturnim studijama provedenim pomoću elektronskog mikroskopa. Konkretno, utvrđeno je da površinski aparat životinjske stanice sadrži troslojnu membranu. Njegova debljina je 7,5-11 nm. Ima srednji svijetli i dva tamna periferna sloja. Prvi odgovara hidrofobnom području molekula lipida. Tamna područja su pak neprekidni površinski slojevi proteina i hidrofilnih glava.
Druge teorije
Različite studije elektronske mikroskopije provedene u kasnim 50-im - ranim 60-ima. ukazao na univerzalnost troslojne organizacije membrana. To se odražava u teoriji J. Robertsona. U međuvremenu, do kraja 1960-ih nakupilo se dosta činjenica koje nisu objašnjene sa stajališta postojećeg "sendvič modela". To je dalo poticaj razvoju novih shema, uključujući modele temeljene na prisutnosti hidrofobno-hidrofilnih veza između proteinskih i lipidnih molekula. Međujedna od njih bila je teorija "lipoproteinskog tepiha". U skladu s tim, membrana sadrži dvije vrste proteina: integralne i periferne. Potonje su povezane elektrostatičkim interakcijama s polarnim glavama na molekulama lipida. Međutim, oni nikada ne tvore kontinuirani sloj. Globularni proteini igraju ključnu ulogu u formiranju membrane. Djelomično su uronjeni u njega i nazivaju se poluintegralnim. Kretanje ovih proteina odvija se u lipidnoj tekućoj fazi. Time se osigurava labilnost i dinamičnost cijelog membranskog sustava. Trenutno se ovaj model smatra najčešćim.
Lipidi
Ključne fizičke i kemijske karakteristike membrane osigurava sloj predstavljen elementima - fosfolipidi, koji se sastoji od nepolarnog (hidrofobnog) repa i polarne (hidrofilne) glave. Najčešći od njih su fosfogliceridi i sfingolipidi. Potonji su koncentrirani uglavnom u vanjskom monosloju. Vezani su za oligosaharidne lance. Zbog činjenice da veze strše izvan vanjskog dijela plazmaleme, ona dobiva asimetričan oblik. Glikolipidi imaju važnu ulogu u provedbi receptorske funkcije površinskog aparata. Većina membrana također sadrži kolesterol (kolesterol) – steroidni lipid. Njegova je količina različita, što uvelike određuje fluidnost membrane. Što je više kolesterola, to je više. Razina tekućine također ovisi o omjeru nezasićenih i zasićenih ostataka izmasne kiseline. Što ih je više, to je više. Tekućina utječe na aktivnost enzima u membrani.
Proteini
Lipidi određuju uglavnom svojstva barijere. Proteini, nasuprot tome, doprinose obavljanju ključnih funkcija stanice. Konkretno, govorimo o reguliranom transportu spojeva, regulaciji metabolizma, prijema i tako dalje. Proteinske molekule raspoređene su u lipidnom dvosloju u obliku mozaika. Mogu se kretati u dubinu. Ovo kretanje očito kontrolira sama stanica. Mikrofilamenti sudjeluju u mehanizmu kretanja. Oni su vezani za pojedinačne integralne proteine. Elementi membrane razlikuju se ovisno o njihovu položaju u odnosu na bilipidni sloj. Proteini, dakle, mogu biti periferni i integralni. Prvi su lokalizirani izvan sloja. Imaju slabu vezu s površinom membrane. Integralni proteini su potpuno uronjeni u njega. Imaju jaku vezu s lipidima i ne oslobađaju se od membrane bez oštećenja bilipidnog sloja. Proteini koji kroz njega prodiru kroz nju nazivaju se transmembranski. Interakcija između proteinskih molekula i lipida različite prirode osigurava stabilnost plazmaleme.
Glycocalyx
Lipoproteini imaju bočne lance. Molekule oligosaharida mogu se vezati za lipide i formirati glikolipide. Njihovi ugljikohidratni dijelovi, zajedno sa sličnim elementima glikoproteina, daju površini stanice negativan naboj i čine osnovu glikokaliksa. Onpredstavljen labavim slojem s umjerenom gustoćom elektrona. Glikokaliks prekriva vanjski dio plazmaleme. Njegova ugljikohidratna mjesta pridonose prepoznavanju susjednih stanica i tvari između njih, a također osiguravaju ljepljive veze s njima. Glikokaliks također sadrži hormonske i hetokompatibilne receptore, enzime.
Extra
Membranski receptori predstavljeni su uglavnom glikoproteinima. Imaju sposobnost uspostavljanja visoko specifičnih veza s ligandima. Receptori prisutni u membrani, osim toga, mogu regulirati kretanje određenih molekula u stanicu, propusnost plazma membrane. Oni su u stanju pretvoriti signale iz vanjskog okruženja u unutarnje, vezati elemente ekstracelularnog matriksa i citoskeleta. Neki istraživači vjeruju da su poluintegralne proteinske molekule također uključene u glikokaliks. Njihova funkcionalna mjesta nalaze se u supramembranskoj regiji površinskog staničnog aparata.
