Клетка · 3 из 6
Мембрана и транспорт
Оболочка клетки и как через неё проходят вещества
Мембрана отделяет клетку от мира, но не наглухо: одни вещества проходят сами, другие клетка перекачивает, тратя энергию.
Как устроена мембрана
Основа мембраны — двойной слой липидов (билипидный слой). В него встроены белки, а снаружи к ним прикреплены углеводы. Липиды определяют свойства мембраны, белки и углеводы — её функции.
Главный липид мембраны — фосфолипид. Его «головка» гидрофильная (любит воду), а два «хвоста» гидрофобные (боятся воды). Поэтому в воде фосфолипиды сами выстраиваются в два слоя: головками наружу — к воде, хвостами внутрь — друг к другу.
Белки и липиды в мембране не закреплены намертво: они могут перемещаться в своём слое. Поэтому строение мембраны называют жидкостно-мозаичным.
Функции мембраны
| Функция | Что делает |
|---|---|
| Барьерная (защитная) | отделяет клетку от внешней среды и сохраняет постоянство внутренней среды — гомеостаз |
| Транспортная | пропускает вещества внутрь клетки и наружу — следующая глава |
| Рецепторная | некоторые белки мембраны — рецепторы: они воспринимают сигналы извне, например гормоны |
| Механическая (опорная, контактная) | закрепляет цитоскелет и соединяет клетку с соседними |
| Метаболическая | на мембране работают ферменты и идут химические реакции |
Аналогия. Мембрана похожа на проходную завода: стена с охраной, турникетами для своих и воротами для крупных грузов.
Пассивный транспорт
Главное различие видов транспорта — в энергии. Пассивный транспорт идёт сам: по градиенту концентрации, оттуда, где вещества много, туда, где мало, — и без затрат энергии.
- Диффузия — газы (кислород, углекислый газ) и жирорастворимые молекулы проходят прямо через липидный слой.
- Облегчённая диффузия — растворимые в воде вещества (ионы, глюкоза) идут через белки-каналы и белки-переносчики. Помощь белка есть, затрат энергии нет.
- Осмос — движение воды через полупроницаемую мембрану туда, где растворённых веществ больше.
Активный транспорт
Активный транспорт идёт против градиента — оттуда, где вещества мало, туда, где его много. Для этого нужна энергия АТФ.
Белковые насосы перекачивают ионы. Самый известный — натрий-калиевый насос: за одну молекулу АТФ он выводит из клетки три иона натрия и заводит внутрь два иона калия.
Крупные частицы через мембрану не пролезают. Их клетка переносит целиком, в мембранных пузырьках:
- Фагоцитоз («клеточное поедание») — захват твёрдых частиц. Так амёба ловит добычу, а белые клетки крови — бактерии.
- Пиноцитоз («клеточное питьё») — захват капелек жидкости.
- Экзоцитоз — вывод веществ наружу. Так клетки выделяют гормоны и ферменты.
Запомнить: пассивный — по градиенту и бесплатно, активный — против градиента и за АТФ. Эндоцитоз и экзоцитоз тоже требуют энергии.
Проверь себя
1. Какой транспорт идёт без затрат АТФ?
2. Как расположены «хвосты» фосфолипидов в мембране?
3. Белая клетка крови захватывает бактерию. Как называется этот процесс?
Термины
- Мембрана (плазмалемма)
- Оболочка клетки из двойного слоя липидов со встроенными белками.
- Гликокаликс
- Слой углеводных цепочек на наружной поверхности мембраны животной клетки.
- Гомеостаз
- Постоянство внутренней среды клетки или организма.
- Рецептор
- Белок мембраны, который узнаёт сигнал извне и передаёт его в клетку.
- Диффузия
- Перемещение вещества из места, где его много, туда, где мало, без затрат энергии.
- Осмос
- Движение воды через полупроницаемую мембрану.
- Активный транспорт
- Перенос вещества против градиента концентрации с затратой АТФ.
- Эндоцитоз
- Захват веществ в мембранном пузырьке: фагоцитоз и пиноцитоз.
- Экзоцитоз
- Вывод веществ из клетки в мембранном пузырьке.
- АТФ
- Молекула-«батарейка»: её энергию клетка тратит на работу, в том числе на активный транспорт.
