Клеточная мембрана: строение и функции¶

Клеточная мембрана — оболочка, отделяющая содержимое клетки от внешней среды и разделяющая внутренние компартменты у эукариот. Представляет собой бислой липидов с встроенными белками толщиной около 7–10 нм. Основное свойство — избирательная проницаемость, обеспечивающая обмен веществ, поддержание гомеостаза и передачу сигналов.

¶Строение

Основу мембраны образует липидный бислой. Его формируют амфифильные молекулы: гидрофильные «головки» обращены к водным средам, гидрофобные «хвосты» — внутрь. Главные липиды — фосфолипиды, а также холестерин (у животных) и гликолипиды.

Ключевые компоненты:

• Фосфолипиды — создают матрикс бислоя, обеспечивают его текучесть.
• Холестерин — регулирует вязкость и механическую прочность.
• Белки — интегральные (пронизывают бислой), периферические (на поверхности) и полуинтегральные.
• Углеводы — в составе гликопротеинов и гликолипидов образуют гликокаликс на внешней стороне.

Модель строения — жидкостно-мозаичная, предложена С. Сингером и Г. Николсоном в 1972 году. Согласно ей белки «плавают» в подвижном липидном слое. Мембрана асимметрична: состав наружного и внутреннего слоёв различается.

¶Функции

• Барьерная — отделяет клетку и её органеллы от среды.
• Транспортная — пассивный перенос (диффузия, осмос), облегчённая диффузия через каналы, активный транспорт с затратой АТФ (например, Na⁺/K⁺-насос).
• Рецепторная — белки-рецепторы воспринимают сигналы (гормоны, нейромедиаторы).
• Ферментативная — мембранные ферменты катализируют реакции.
• Контактная — межклеточные соединения и адгезия.
• Энергетическая — на внутренних мембранах митохондрий и хлоропластов идут процессы окислительного фосфорилирования и фотосинтеза.

¶Транспорт через мембрану

¶Особенности

Мембраны обладают текучестью — липиды и белки перемещаются в плоскости бислоя. Нарушение состава или свойств мембран связано с рядом патологий, включая нарушения ионного транспорта и рецепции. У архей липиды построены на эфирных связях, что отличает их мембраны от бактериальных и эукариотических.