ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ И ОРГАНОИДЫ КЛЕТОК
Ключевые слова и понятия: плазматическая мембрана; лизосомы; цитоплазма; эндоплазматический ретикулум; цитоскелет; надмебранный комплекс; аппарат гольджи; клеточная стенка; везикулярный транспорт; эндо- и экзоцитоз.
В предыдущей главе мы рассмотрели общий план строения клеток живых организмов. Теперь необходимо более подробно ознакомиться со строением отдельных блоков клетки. В данной главе мы рассмотрим цитоплазматический, мембранный и органоидный блоки клеток разных организмов. Энергетический, ядерный и онтогенетический блоки будут рассмотрены в соответствующих главах.
Плазматическая мембрана клеток
Клеточная (плазматическая) мембрана
Клеточная (плазматическая) мембрана — это полупроницаемый барьер, отделяющий цитоплазму клеток от окружающей среды.
В настоящее время в биологии принята за основу жидкостно-мозаичная модель мембраны, предложенная в 1970-е гг. Дж. Сингером и Г. Никольсоном (рис. 3.1).
Эта модель базируется на нескольких основных принципах:
- 1) мембрана состоит из двойного слоя липидных молекул. Гидрофильные части молекул (головки) образуют поверхность мембраны (наружную и внутреннюю), гиброфобные части (хвостовые) формируют внутренний срединный слой;
- 2) в липидный бислой мозаично встроены мембранные белки. Одни из них проходят через мембрану насквозь (их называют — интегральными), другие располагаются на внешней или внутренней поверхности мембраны (их называют — периферическими). Интегральные белки имеют один или несколько трансмембранных гидрофобных сегментов, пронизывающих мембрану, и гидрофильные концевые сегменты, находящиеся на противоположных поверхностях мембраны. Полуинте- гральные белки внедряются в билипидный слой наполовину и встречаются довольно редко.
Интегральные белки, входящие в состав мембран клеток, можно условно разделить на несколько групп, в зависимости от строения и функции, которую они выполняют в клетке. Интегральные белки из первой группы имеют один трансмембранный сегмент и один раз пронизывают мембрану. В основном это транспортные белки. Белки второй группы имеют несколько трансмембранных сегментов. К ним относятся, в частности, многие рецепторные белки, белки ионных каналов и аквопорины (мембранные каналы, проводящие воду). Белки из третьей группы связаны с углеводными цепочками разного состава и размера, поэтому они называются гликопротеины или протеогли- каны и в основном играют роль в процессах взаимодействия клеток между собой или с межклеточным матриксом, формируя специфическую структуру у клеток животных (гликокаликс).
Рис. 3.1. Организация плазматической мембраны эукариотической клетки (жидкостно-мозаичная модель):
А — схема организации; Б — схематическое изображение основныъ функций плазматической мембраны: 1 — углеводные цепочки гликопротеиновых комплексов; 2 — углеводные цепочки гликолипидных комплексов;
- 3 — билипидный слой; 4 — периферические мембранные белки;
- 5 — интегральные мембранные белки; 6—10 — функции мембраны:
- 6 — барьерная; 7— коммуникационная (межклеточные контиакты;
- 8 — рецепторная; 9 — транспорт метаболитов; 10 — транспорт ионов
Периферические белки входят в состав надмембранного и субмембранного компонента поверхностного аппарата клетки и выполняют множество функций: от рецепторных до поддержания жесткости мембраны и обеспечения связи со структурами цитоплазмы и цитоскелета. Для мембраны характерна асимметрия периферических белков: одни белки расположены в наружном (надмембранном) слое, а другие — во внутреннем (субмембранном). В многоклеточном организме клетки разных тканей также различаются по составу мембранных белков.
