Kelun pintalaitteisto on universaali alijärjestelmä. Ne määrittelevät rajan ulkoisen ympäristön ja sytoplasman välillä. PAC säätelee niiden vuorovaikutusta. Tarkastellaan vielä solun pintalaitteiston rakenteellisen ja toiminnallisen organisaation piirteitä.
Komponentit
Seuraavat eukaryoottisten solujen pintalaitteiston komponentit erotetaan toisistaan: plasmakalvo, supramembraani- ja submembraanikompleksit. Ensimmäinen esitetään pallomaisesti suljetun elementin muodossa. Plasmalemmaa pidetään solujen pintalaitteiston perustana. Epimembraanikompleksi (kutsutaan myös glykokaliksiksi) on plasmakalvon yläpuolella sijaitseva ulkoinen elementti. Se sisältää erilaisia komponentteja. Näitä ovat erityisesti:
- Glykoproteiinien ja glykolipidien hiilihydraattiosat.
- Membraanin perifeeriset proteiinit.
- Tietyt hiilihydraatit.
- Puoliintegraalit ja integraalit proteiinit.
Alakalvokompleksi sijaitsee plasmalemman alla. Se sisältää tuki- ja liikuntaelimistön ja perifeerisen hyaloplasman.
Alakalvon elementitkompleksi
Ottaen huomioon solun pintalaitteiston rakenteen, on syytä tarkastella erikseen perifeeristä hyaloplasmaa. Se on erikoistunut sytoplasminen osa ja sijaitsee plasmakalvon yläpuolella. Perifeerinen hyaloplasma esitetään erittäin erilaistuneena nestemäisenä heterogeenisena aineena. Se sisältää erilaisia korkean ja pienen molekyylipainon alkuaineita liuoksessa. Itse asiassa se on mikroympäristö, jossa tapahtuu erityisiä ja yleisiä aineenvaihduntaprosesseja. Perifeerinen hyaloplasma suorittaa monia pintalaitteiston toimintoja.
Tuus- ja liikuntaelimistö
Se sijaitsee perifeerisessä hyaloplasmassa. Tuki- ja liikuntaelimistössä on:
- Mikrofibrillit.
- Luuston fibrillit (välifilamentti).
- Mikrotubulukset.
Mikrofibrillit ovat filamenttirakenteita. Luustofibrillejä muodostuu useiden proteiinimolekyylien polymeroitumisen seurauksena. Niiden lukumäärää ja pituutta säätelevät erityiset mekanismit. Kun ne muuttuvat, esiintyy solutoimintojen poikkeavuuksia. Mikrotubulukset ovat kauimpana plasmalemmasta. Niiden seinämät muodostuvat tubuliiniproteiineista.
Kennon pintalaitteiston rakenne ja toiminnot
Aineenvaihdunta tapahtuu kuljetusmekanismien läsnäolon ansiosta. Solun pintalaitteiston rakenne tarjoaa mahdollisuuden suorittaa yhdisteiden liikettä useilla tavoilla. Erityisesti seuraavat tyypitkuljetus:
- Yksinkertainen diffuusio.
- Passiivinen liikenne.
- Aktiivinen liike.
- Sytoosi (kalvopakattu vaihto).
Kuljetuksen lisäksi solun pintalaitteiston toiminnot kuten:
- Esi (rajoitus).
- Reseptori.
- Identification.
- Solujen liikkeen toiminta filo-, pseudo- ja lamellopodioiden muodostumisen kautta.
Vapaa liikkuvuus
Yksinkertainen diffuusio kennon pintalaitteiston läpi suoritetaan yksinomaan sähköisen gradientin läsnä ollessa kalvon molemmilla puolilla. Sen koko määrää liikkeen nopeuden ja suunnan. Bilpidikerros voi läpäistä minkä tahansa hydrofobisen tyyppisen molekyylin. Suurin osa biologisesti aktiivisista alkuaineista on kuitenkin hydrofiilisiä. Näin ollen heidän vapaa liikkuvuus on vaikeaa.
Passiivinen liikenne
Tällaista yhdisteliikettä kutsutaan myös helpotetuksi diffuusioksi. Se suoritetaan myös solun pintalaitteen kautta gradientin läsnä ollessa ja ilman ATP:n kulutusta. Passiivinen kuljetus on nopeampaa kuin ilmainen kuljetus. Gradientin pitoisuuseron kasvaessa tulee hetki, jolloin liikkeen nopeus muuttuu vakioksi.
Kantajat
Kuljetus solun pintalaitteiston läpi tapahtuu erityisillä molekyyleillä. Näiden kantajien avulla suuret hydrofiilisen tyyppiset molekyylit (erityisesti aminohapot) kulkevat pitoisuusgradienttia pitkin. Pintaeukaryoottisolulaitteisto sisältää passiivisia kantajia eri ioneille: K+, Na+, Ca+, Cl-, HCO3-. Näille erityisille molekyyleille on ominaista korkea selektiivisyys kuljetettavien elementtien suhteen. Lisäksi niiden tärkeä ominaisuus on suuri liikenopeus. Se voi saavuttaa 104 tai enemmän molekyyliä sekunnissa.
Aktiivinen liikenne
Sille on ominaista liikkuvat elementit gradienttia vasten. Molekyylit kuljetetaan alhaisen pitoisuuden alueelta alueille, joissa pitoisuus on korkeampi. Tällainen liike sisältää tietyn ATP-hinnan. Aktiivisen kuljetuksen toteuttamiseksi eläinsolun pintalaitteiston rakenteeseen sisältyy erityisiä kantajia. Niitä kutsuttiin "pumpuiksi" tai "pumpuiksi". Monet näistä kantajista eroavat ATPaasi-aktiivisuudestaan. Tämä tarkoittaa, että he pystyvät hajottamaan adenosiinitrifosfaattia ja erottamaan energiaa toimintaansa varten. Aktiivinen kuljetus luo ionigradientteja.
Sytoosi
Tätä menetelmää käytetään eri aineiden tai suurten molekyylien hiukkasten siirtämiseen. Sytoosiprosessissa kuljetettua elementtiä ympäröi kalvovesikkeli. Jos liike tapahtuu soluun, sitä kutsutaan endosytoosiksi. Vastaavasti käänteistä suuntaa kutsutaan eksosytoosiksi. Joissakin soluissa elementit kulkevat läpi. Tämän tyyppistä kuljetusta kutsutaan transsytoosiksi tai diasyoosiksi.
Plasmolemma
Kennon pintalaitteiston rakenne sisältää plasmankalvo, joka muodostuu pääasiassa lipideistä ja proteiineista suhteessa noin 1:1. Ensimmäinen "sandwich-malli" tästä elementistä ehdotettiin vuonna 1935. Teorian mukaan plasmolemman perusta muodostuu kahteen kerrokseen pinottuista lipidimolekyyleistä (bilipidikerros). Ne kääntävät häntänsä (hydrofobiset alueet) toisiaan kohti ja ulospäin ja sisäänpäin - hydrofiiliset päät. Nämä bilipidikerroksen pinnat on peitetty proteiinimolekyylillä. Tämä malli vahvistettiin 1950-luvulla ultrarakennetutkimuksilla, jotka suoritettiin elektronimikroskoopilla. Erityisesti havaittiin, että eläinsolun pintalaitteisto sisältää kolmikerroksisen kalvon. Sen paksuus on 7,5-11 nm. Siinä on keskivaalea ja kaksi tummaa reunakerrosta. Ensimmäinen vastaa lipidimolekyylien hydrofobista aluetta. Tummat alueet puolestaan ovat jatkuvia proteiinien ja hydrofiilisten päiden pintakerroksia.
Muut teoriat
Erilaiset elektronimikroskopiatutkimukset suoritettiin 50-luvun lopulla - 60-luvun alussa. viittasi kalvojen kolmikerroksisen organisaation universaalisuuteen. Tämä näkyy J. Robertsonin teoriassa. Samaan aikaan 1960-luvun lopulla on kertynyt aika paljon tosiasioita, joita ei ole selitetty olemassa olevan "sandwich-mallin" näkökulmasta. Tämä antoi sysäyksen uusien järjestelmien kehittämiseen, mukaan lukien mallit, jotka perustuvat proteiini- ja lipidimolekyylien välisiin hydrofobisiin-hydrofiilisiin sidoksiin. Joukossayksi niistä oli "lipoproteiinimatto" -teoria. Sen mukaisesti kalvo sisältää kahden tyyppisiä proteiineja: integraalisia ja perifeerisiä proteiineja. Jälkimmäiset liittyvät sähköstaattisiin vuorovaikutuksiin lipidimolekyylien polaaristen päiden kanssa. Ne eivät kuitenkaan koskaan muodosta jatkuvaa kerrosta. Globulaarisilla proteiineilla on keskeinen rooli kalvon muodostumisessa. Ne on osittain upotettu siihen ja niitä kutsutaan puoliintegraaleiksi. Näiden proteiinien liike tapahtuu nestemäisessä lipidifaasissa. Tämä varmistaa koko kalvojärjestelmän labiilin ja dynaamisuuden. Tällä hetkellä tätä mallia pidetään yleisimpänä.
Lipidit
Membraanin tärkeimmät fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet saadaan kerroksesta, jota edustavat alkuaineet - fosfolipidit ja joka koostuu ei-polaarisesta (hydrofobisesta) hännästä ja polaarisesta (hydrofiilisestä) päästä. Yleisimmät näistä ovat fosfoglyseridit ja sfingolipidit. Viimeksi mainitut ovat keskittyneet pääasiassa ulompaan yksikerrokseen. Ne on kytketty oligosakkaridiketjuihin. Koska linkit ulkonevat plasmalemman ulkoosan ulkopuolelle, se saa epäsymmetrisen muodon. Glykolipideillä on tärkeä rooli pintalaitteen reseptoritoiminnan toteuttamisessa. Useimmat kalvot sisältävät myös kolesterolia (kolesterolia) - steroidilipidiä. Sen määrä on erilainen, mikä määrää suurelta osin kalvon juoksevuuden. Mitä enemmän kolesterolia, sitä korkeampi se on. Nesteen taso riippuu myös tyydyttymättömien ja tyydyttyneiden jäämien suhteestarasvahapot. Mitä enemmän niitä, sitä korkeampi se on. Neste vaikuttaa entsyymien toimintaan kalvossa.
Proteiinit
Lipidit määräävät pääasiassa sulkuominaisuudet. Proteiinit sitä vastoin edistävät solun avaintoimintojen suorittamista. Erityisesti puhumme säännellystä yhdisteiden kuljetuksesta, aineenvaihdunnan säätelystä, vastaanotosta ja niin edelleen. Proteiinimolekyylit jakautuvat lipidikaksoiskerrokseen mosaiikkikuvioin. Ne voivat liikkua syvällä. Tätä liikettä hallitsee ilmeisesti itse solu. Mikrofilamentit ovat mukana liikemekanismissa. Ne on kiinnitetty yksittäisiin integraalisiin proteiineihin. Kalvoelementit vaihtelevat niiden sijainnin mukaan suhteessa bilipidikerrokseen. Proteiinit voivat siksi olla perifeerisiä ja integraalisia. Ensimmäiset sijaitsevat kerroksen ulkopuolella. Niillä on heikko sidos kalvon pintaan. Integraalit proteiinit ovat täysin upotettuina siihen. Niillä on vahva sidos lipideihin, eivätkä ne vapaudu kalvosta vahingoittamatta bilipidikerrosta. Proteiineja, jotka tunkeutuvat sen läpi ja läpi, kutsutaan transmembraaniksi. Proteiinimolekyylien ja erilaisten lipidien välinen vuorovaikutus varmistaa plasmalemman stabiilisuuden.
Glycocalyx
Lipoproteiineilla on sivuketjuja. Oligosakkaridimolekyylit voivat sitoutua lipideihin ja muodostaa glykolipidejä. Niiden hiilihydraattiosat yhdessä samanlaisten glykoproteiinien elementtien kanssa antavat solun pinnalle negatiivisen varauksen ja muodostavat glykokalyksin perustan. Hänjota edustaa löysä kerros, jolla on kohtalainen elektronitiheys. Glykokalyyksi peittää plasmalemman ulkoosan. Sen hiilihydraattikohdat edistävät naapurisolujen ja niiden välisten aineiden tunnistamista ja muodostavat myös tarttuvia sidoksia niiden kanssa. Glykokalyksissa on myös hormoni- ja hetoyhteensopivuusreseptoreita, entsyymejä.
Extra
Membraanireseptoreita edustavat pääasiassa glykoproteiinit. Heillä on kyky muodostaa erittäin spesifisiä sidoksia ligandien kanssa. Kalvossa olevat reseptorit voivat lisäksi säädellä tiettyjen molekyylien liikkumista soluun, plasmakalvon läpäisevyyttä. Ne pystyvät muuttamaan ulkoisen ympäristön signaaleja sisäisiksi, sitomaan solunulkoisen matriisin ja sytoskeleton elementtejä. Jotkut tutkijat uskovat, että glykokaliksissa on myös puoliintegraalisia proteiinimolekyylejä. Niiden toiminnalliset paikat sijaitsevat pintasolulaitteiston supramembraanisella alueella.
