40180a772d324d359e811820837e16ff (1)

1. Плазматическая мембрана

2.

Плазматическая
мембрана
(плазмалемма,
цитолемма)
наружная
мембрана
клетки.
Играет роль полупроницаемого
селективного
(избирательного)
барьера,
который
отделяет
цитоплазму от окружающей среды,
и в то же время обеспечивает
взаимосвязь цитоплазмы с этой
средой.

3.

Как и все остальные мембраны
клетки
плазмалемма
синтезируется
в
каналах
эндоплазматической
сети.

4. Строение и химический состав плазмалеммы

Строение типичное для всех
мембран клетки.
Самая толстая мембрана.
Толщина от 7,5 до 11 нм.

5. 1935 г. англ. биологи Джеймс Даниэлли (1911-1984), Хью Дэвсон (1909-1996)

Модель
трехслойного
«сэндвича» - двойной слой
(бислой) липидов заключен
между
двумя
монослоями
белков.

6. Доказательство присутствия бислоя липидов

• Экстрагирование
липидов
из
плазмалеммы эритроцитов.
• Размещение выделенных липидов на
поверхности воды.
• Измерение
площади,
занятой
липидами.
Результат – площадь в 2 раза больше
площади поверхности эритроцитов.
Вывод:
липиды
в
плазмалемме
расположены в два слоя.

7. Доказательство наличия белков

• Измерили
поверхностное
натяжение
клетки.
• Измерили
поверхностное
натяжение
искусственного липидного бислоя.
• Оно оказалось выше поверхностного
натяжения клетки.
• При добавлении к липидному бислою
белков его поверхностное натяжение
снизилось до величины, характерной для
клеток.
Вывод: в состав плазмалеммы входят белки.

8.

• Гипотеза Даниелли и Дэвсона
получила подтверждение при
электронном
микроскопировании
и
рентгеноструктурном
анализе.
• Оба метода давали картину
трехслойности плазмалеммы.

9.

Американский
биофизик
(р.
1992
г.)
Джеймс
Робертсон сформулировал
гипотезу
элементарной
клеточной мембраны – все
клеточные
мембраны
постоены
по
одному
принципу.

10. 1972 г. американские биологи Джонатан Сеймур Сингер (р. 1924) и Гарт Л. Николсон (р. 1923 г.)

Жидкостно-мозаичная
модель
строения
биологической мембраны –
в липидном бислое плавают
молекулы белков.

11.

Джонатан Сеймур
Сингер (1924 - 2017),
американский
клеточный биолог
Гарт Л. Николсон
(р. 1943),
американский
биохимик

12.

В
настоящее
время
является общепринятой.
модель

13.

Состав
плазмалеммы
(по массе)
Белки
около 60%
Липиды
около 40%
Минеральные
вещества
немного
Углеводы
около 1%

14. Липиды плазмалеммы

Образуют
бислой,
в
котором
гидрофобные хвосты обращены
внутрь
слоя,
а
гидрофильные
головы – наружу.

15.

Липиды плазмалеммы
Фосфолипиды
Гликолипиды
Холестерол

16. Фосфолипиды

Представляют
основную
массу
липидов
плазмалеммы.
Это
амфипатические
(амфифильные)
соединения.

17.

Молекула
фосфолипида
Хвостовая часть
из двух цепей
жирных
карбоновых
кислот
(неполярная,
гидрофобная)
Голова
остаток
фосфата и
положительно
заряженная
группа
(полярная,
гидрофильная)

18.

19.

Фосфолипиды
отличаются
друг
от
друга
составом
положительно
заряженной
группы.
Молекулы
фосфолипидов
обладают ярко выраженной
способностью
образовывать
бислои при смешивании с
водой.

20.

В таком бислое гидрофобные
хвосты повернуты друг к другу, а
гидрофильные головы - наружу.
фосфолипидный бислой

21.

В
составе
бислоя
значительно преобладают:
• фосфатидилхолины
(лецитины)
• фосфатидилэтаноламины
(цефалины, кефалины или
коламины).

22.

Это
глицерофосфолипиды
(фосфатиды), так как содержат
остаток глицерола.
Сфингомиелин
–
сфингофосфолипид
(содержит
остаток аминоспирта сфингозина).
Сфингомиелины
характерны
только для животных клеток.

23. Фосфолипиды придают мембранам общие для всех мембран свойства.

1. Пластичность.
В ее основе лежит способность
фосфолипидных хвостов скользить
относительно друг друга.

24.

Липидная
молекула
меняет
своих соседей 1 000 000 раз в
секунду.
Перескоки из одного монослоя в
другой
(«флип-флоп»)
происходят гораздо реже – 1 раз
в 14 дней.

25.

2.
Способность
к
слиянию
мембран.
Основана на способности мембран
к самозамыканию.
Если
проткнуть
мембрану
сравнительно тонкой иглой или
трубочкой, а потом вынуть её, во
многих случаях клетка останется
целой — мембрана сомкнётся и
«залечит» отверстие.

26.

3. Избирательная
проницаемость.
Мембраны
живых
клеток
проницаемы
только для воды
и
неполярных
(гидрофобных)
веществ.

27.

Для
проникновения
гидрофильных (полярных и
заряженных)
частиц
через
мембраны нужны специальные
белки-переносчики.

28.

29.

4. Полярность.
Внешняя
мембраны
положительный
внутренняя
отрицательный.
сторона
несет
заряд, а
–

30.

5. Асимметричность.
Наружный
монослой
фосфолипидного
бислоя
мембраны
представлен
в
основном
фосфатидилхолинами. Кроме
того
он
содержит
гликолипиды.
Он
более
плотный, менее текучий.

31.

Внутренний монослой
менее плотный и более
текучий.
Он состоит в
основном
из
фосфатидилэтаноламинов,
гликолипидов в нем нет.

32. Холестерол (холестерин)

• Является структурным компонентом
плазмалеммы эукариотических клеток.
• В плазмалемме клеток прокариот он
отсутствует.
• Содержание
в
плазмалемме
растительных невелико, животных намного больше.
• Придает
мембранам
механическую
прочность, уменьшает их текучесть,
ограничивает проницаемость мембран
для малых молекул.

33. Гликолипиды

• Содержат остатки моно- или олигосахаридов.
• В составе их молекул имеются остатки
многоатомного спирта - глицерина или
сфингозина.
• В составе клеточных мембран присутствуют
гликосфинголипиды
(цереброзиды,
ганглиозиды) и гликофосфолипиды.
• Они находятся только в наружном монослое
бислоя.
• Отвечают за узнавание клеткой других клеток
или
молекул
других
веществ,
за
взаимодействия клеток друг с другом.

34.

Характерное
отличие
плазмалеммы
от
других
клеточных мембран - высокий
процент холестерина, а в
животных клетках также и
сфингомиелина, и большое
содержание
в
липидах
ненасыщенных
жирных
кислот.

35. Мембранные белки

• Составляют
более
50
%
массы
мембраны.
• Удерживаются в липидном бислое с
помощью
гидрофобных
взаимодействий
с
молекулами
липидов.
• Обеспечивают
специфические
свойства мембраны.
• В обычных клетках на одну молекулу
белка приходится 50 молекул липидов.

36.

Белки плазмалеммы
Интегральные
(трансмембраннные)
Полуинтегральные
Периферические

37. 1. Интегральные, или трансмембранные белки.

Пронизывают
мембрану
насквозь.
Чаще всего являются гликопротеинами,
т.к.
содержат
углеводные
части,
поднимающиеся
над
поверхностью
клетки как веточки или антенны.
Некоторые трансмембранные белки
являются липопротеинами и содержат
боковые липидные цепочки. Чаще
всего выполняют функции рецепторов
и транспортных каналов.

38. 2. Полуинтегральные белки.

Погружены
в
липидный
бислой частично - только
своей гидрофобной частью.
В
основном
ферментами.
являются

39. 3. Периферические белки.

Непрочно
связаны
с
поверхностью
мембраны,
находятся
вне
липидного
бислоя.
Выполняют
в
основном
структурную функцию.

40.

Типы мембранных белков
Периферический
белок
Трансмембранный
(интегральный) белок
Полуинтегральный
белок

41.

42.

Некоторые
авторы
трансмембранные
и
полуинтегральные
белки
относят к одной группе интегральные
белки,
подразделяя их на собственно
интегральные
(трансмембранные)
и
полуинтегральные белки.

43.

Белки
в
липидном
слое
фиксированы не жестко и могут
перемещаться.
Перемещение
контролируется
внутриклеточными
микрофиламентами,
прикрепленными к некоторым
интегральным
и
полуинтегральным белкам.

44. Функции белков в плазмалемме

• структурные белки
• белки-ферменты
• белки-переносчики
• рецепторные белки
• переносчики электронов
• преобразователи энергии

45. Гликокаликс

• В животной клетке углеводные
части
гликолипидов
и
гликопротеинов
образуют
на
поверхности клетки защитный
слой гликокаликс толщиной 10-20
нм.
• Среди углеводов гликокаликса
обнаружены
глюкуроновая
кислота,
гексозамин,
фукоза,
саиловая кислота.

46. Гликокаликс

• Гликокаликс
сильно
гидратирован.
• Здесь могут находиться ферменты
внеклеточного
расщепления
веществ, выделяемые клеткой и
связанные
с
гликокаликсом
ионами кальция и магния.

47. Гликокаликс

• В
гликокаликсе
находятся
разнообразные
рецепторы,
обеспечивающие
узнавание
клетками
друг
друга,
соединение клеток в ткани,
узнавание
определенных
веществ.

48.

49. Плазмалемма бактерий

• Плазмалемма бактерий может
образовывать крупные складкивпячивания внутрь клетки мезосомы.
• Имеет
большое
сходство
с
мембранами
митохондрий
и
хлоропластов.
• Несет
на
себе
дыхательные
ферменты, схожие с ферментами
митохондрий.

50. Поверхностный аппарат животной клетки

1 – фосфолипид; 2 – фосфолипидный бислой; 3 – трансмембраный белок; 4 –
полуинтегральный белок; 5 – периферические белки; 6 – гликокаликс; 7 подмембранный комплекс; 8 – микротрубочки; 10 – микрофиламенты; 11 –
углеводы гликокаликса