Фосфоліпідний бішар створює основу структури мембрани. Він також обмежує проникнення полярних молекул і іонів у клітину і вихід їх з неї. Ряд функцій виконують й інші компоненти мембран. 1. Білки-канали і білки-переносники здійснюють вибірковий транспорт полярних молекул та іонів через мембрану. 2. Ферменти. Білки нерідко функціонують як ферменти. 3. Рецепторні молекули. У всіх білкових молекул дуже специфічна конформація. Це робить їх ідеальними рецепторами, тобто молекулами, за допомогою яких від клітини до клітини передаються ті чи інші сигнали. 4. Антигени діють як маркери, свого роду «ярлики», що дозволяють розпізнати клітину. Це глікопротеїни, тобто білки з приєднаними до них розгалуженими олігосахаридними бічними ланцюгами. Існує безліч можливих конфігурацій цих бічних ланцюгів, отже у кожної клітини може бути свій особливий маркер. 5. У гліколіпідів теж існує розгалужені олігосахаридні бічні ланцюги, і вони також допомагають клітинам розпізнавати одна одну. Гліколіпіди можуть служити рецепторами для хімічних сигналів. Разом із глікопротеїнами гліколіпіди забезпечують правильне зчеплення клітин при об’єднанні їх у тканини. 6. Перенесення енергії. При фотосинтезі і диханні у мембранах відповідно хлоропластів і мітохондрій діють системи перенесення енергії, у яких також беруть участь білки. 7. Холестерол служить додатковим «стопором», що перешкоджає переміщенню полярних молекул через мембрану в обох напрямках – у клітину та з клітини. Цитоплазма – рідина з дуже високою в’язкістю. Містить 85 – 90 % води та 12 – 15 % води. У молодому віці цитоплазма – гомогенна, у старому – гетерогенна. Для молодих дріжджів характерне явище циклозу – рух цитоплазми по колу. Цитоплазма включає різні органоїди (ендоплазматична сітка, рибосоми, мітохондрії, пластиди, апарат Гольджі, лізосоми, органоїди руху, вакуолі та ін.). Простір між ними заповнений колоїдним розчином солей та органічних речовин, серед яких переважають білки, але обов’язково присутні нуклеїнові кислоти, ферменти, ліпіди, полісахариди. У цитоплазмі зосереджені й різноманітні включення – продукти клітинної діяльності, а також мікротрубочки та мікронеми (ультрамікроскопічні нитки), які утворюють скелет клітини (цитоскелет). Основні процеси обміну речовин відбуваються в цитоплазмі. Таким чином, цитоплазма обўєднує в одне ціле ядро та всі органоїди, забезпечує їх взаємодію, а також діяльність клітини як єдиної цілісної живої системи. Ендоплазматична сітка (ретікулум) (ЕР) (рис. 19) є системою синтезу та транспортування органічних речовин у цитоплазмі клітини.
Рис. 19. Тривимірна модель ЕР Вона являє собою систему порожнин, канальців та трубочок, що сполучаються між собою та оточені мембраною. На електронних мікрофотографіях можна легко розгледіти дві ділянки ЕР – ендоплазматична сітка буває гладенькою (на ній відбувається синтез ліпідів та вуглеводів) та гранульованою (бере участь у синтезі білка). Вона зв’язує між собою основні органоїди клітини. Комплекс Гольджі (діктиосоми) складається із стопи розташованих одна паралельно одній сплющених цистерн (рис. 20). Від цистерн в усі боки відходять мембранні переплетення (трубочки, пухирці тощо). Головна функція – упаковка та транспортування з клітини речовин, які синтезуються в клітині, іноді – синтез певних речовин. Бере участь у оновленні і рості плазматичної мембрани. Рис. 20. Тривимірна структура апарату Гольджі Мітохондрії бувають різної форми: овальні, паличкоподібні, нитчасті. Оточені подвійною мембраною. Зовнішня мембрана у них гладенька, легкопроникна для багатьох речовин, що містяться у цитоплазмі; внутрішня мембрана утворює кристи, вона значно менш проникна, ніж зовнішня. В середині – окиснювальні ферменти, РНК, ДНК та рибосоми (рис. 21). Основна функція мітохондрій – перетворення енергії поживних елементів на енергію АТФ. Мітохондрії мають певну часткову генетичну автономність, оскільки містять власну кільцеву ДНК. Вони мають і власну РНК-полімеразу, яка знімає копію з мітохондріальної ДНК на інформаційну РНК (і-РНК). У мітохондріях є свій апарат білкового синтезу – рибосоми. І все ж ДНК мітохондрії така мала за розміром, що не здатна вмістити всю інформацію про молекули білків, необхідних для повністю автономного існування мітохондрій. Значна частина цієї інформації записана в ядрі клітини. Ферменти, які здійснюють синтез АТФ, перебувають у внутрішній мітохондріальній мембрані (рис. 22).
Рис. 22. Схема дії мітохондрії Рибосоми еукаріотичних клітин мають більший розмір – 80S. Функції рибосом полягають в участі у біосинтезі білка. Ядро дріжджів має здебільшого округлу форму, але в інших еукарітичних клітинах (рослин), де об’єм клітини заповнений в основному вакуолями, ядро може бути сплюснутим; у лейкоцитів ядра лопатеві тощо. Ядро еукаріотів оточене ядерною оболонкою – подвійною мембраною. У ядерних мембранах є пори; в стінках цих пор внутрішня мембрана, не перериваючись переходить у зовнішню (рис. 23). Ядерна оболонка відсутня лише під час клітинного поділу.
Рис. 23. Будова ядра еукаріотичної клітини Зовнішня ядерна мембрана часто переходить, не перериваючись, у мембрану ендоплазматичної сітки. Це пояснюється тим, що після клітинного поділу в формуванні ядерної мембрани бере участь ендоплазматична сітка. Зовнішня частина ядерної мембрани може бути вкрита рибосомами. Між зовнішньою та внутрішньою ядерними мембранами знаходиться вузький перинуклеарний простір, заповнений напіврідкою речовиною. Під ядерною оболонкою міститься напіврідка речовина – каріоплазма (ядерний сік). В ній містяться ядерця та хроматин – речовина, яка під час клітинного поділу перетворюється на хромосоми. Хромосоми містять ДНК, що кодує спадкову інформацію. Кількість ДНК в ядрі постійна для кожного виду організмів. Кількість ядерець у ядрі може становити від одного до десяти і більше. У процесі клітинного поділу ядерце зникає, а потім знову зўявляється. Ядерце та хроматин, який з ним пов’язаний, беруть участь в утворенні рибосом, які потім переходять у цитоплазму. Функції ядра. Ядро є центром управління клітини, воно бере участь у зберіганні й передачі спадкової інформації (генетична функція). Ядро зберігає та передає інформацію про синтез всіх білків, в тому числі і ферментів за безпосередньою участю яких відбувається метаболізм клітини (метаболітична функція). .Ядро контролює процеси розмноження, росту і розвитку клітини (контрольна функція). Хімічний склад ядра. 60 % від маси сухих речовин – ДНК; 35 % – білки, а останні 5 % припадають на і-РНК, транспортну РНК (т-РНК), полісахариди, ліпіди та мінеральні речовини. Вакуолі – з’являються в клітині з віком, вкриті тонкою оболонкою – тонопластом. В середині – в розчинному вигляді білки, деякі ферменти, полісахариди, амінокислоти та велика кількість мінеральних речовин. Регулює тургор клітини. Вакуолі бувають подвійного походження: із мембран апарата Гольджі (містять непотрібні продукти діяльності клітини); із мембран ендоплазматичного ретікулуму – містять велику кількість запасних поживних речовин. Лізосоми – дрібні сферичні органоїди клітини діаметром 1 мкм, оточені плазматичною мембраною. Вони містять гідролітичні ферменти, які можуть розщеплювати жири, білки, вуглеводи тощо. Нині відомо близько 40 ферментів, які містяться у лізосомах. Лізосоми беруть участь у перетравлюванні речовин, які надходять у клітину ззовні та компонентів самої клітини, а також таких сторонніх об’єктів як віруси та бактерії (рис. 24). Рис. 24. Схема дії лізосоми: 1 – участь у перетравлюванні чужорідних часток; 2 – участь у перетравлюванні непотрібних компонентів клітини; 3 – виділення ферментів назовні. Запасні поживні речовини дріжджів. Глікоген – полісахарид з сильно розгалуженою структурою. Накопичується клітиною тільки у зрілому віці. Якщо цитоплазма дріжджів забарвлюється розчином Люголя у червоно-бурий колір, то це означає, що клітини у зрілому віці й забезпечені поживними речовинами. Метахроматин (волютин) – виконує роль фосфатного бюро – складається в основному з поліфосфатів із довгим ланцюгом. Ліпіди – з’являються в дріжджовій клітині у старому віці.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Функції біологічних мембран» з дисципліни «Біологія клітин»
