1972-ci ildə qismən keçirici membranın hüceyrəni əhatə etdiyi və bir sıra həyati vəzifələri yerinə yetirdiyi nəzəriyyəsi irəli sürüldü və hüceyrə membranlarının quruluşu və funksiyası orqanizmdəki bütün hüceyrələrin düzgün işləməsi ilə bağlı mühüm məsələlərdir.. Hüceyrə nəzəriyyəsi 17-ci əsrdə mikroskopun ixtirası ilə birlikdə geniş yayıldı. Məlum olub ki, bitki və heyvan toxumaları hüceyrələrdən ibarətdir, lakin cihazın ayırdetmə qabiliyyəti aşağı olduğundan heyvan hüceyrəsinin ətrafında heç bir maneə görmək mümkün olmayıb. 20-ci əsrdə membranın kimyəvi təbiəti daha ətraflı öyrənilmiş, onun əsasını lipidlərin təşkil etdiyi müəyyən edilmişdir.
Hüceyrə membranlarının quruluşu və funksiyası
Hüceyrə membranı canlı hüceyrələrin sitoplazmasını əhatə edir, hüceyrədaxili komponentləri xarici mühitdən fiziki olaraq ayırır. Göbələklərin, bakteriyaların və bitkilərin də qoruma təmin edən və böyük molekulların keçməsinə mane olan hüceyrə divarları var. Hüceyrə membranları da rol oynayırsitoskeletin formalaşması və digər həyati vacib hissəciklərin hüceyrədənkənar matrisə bağlanması. Bu, onları bir yerdə tutmaq, bədənin toxumalarını və orqanlarını meydana gətirmək üçün lazımdır. Hüceyrə membranının struktur xüsusiyyətlərinə keçiricilik daxildir. Əsas funksiyası mühafizədir. Membran zülalların yerləşdiyi fosfolipid təbəqədən ibarətdir. Bu hissə hüceyrə yapışması, ion keçiriciliyi və siqnal sistemləri kimi proseslərdə iştirak edir və divar, qlikokaliks və daxili sitoskeleton daxil olmaqla bir neçə hüceyrədənkənar strukturlar üçün əlavə səth kimi xidmət edir. Membran həm də seçici filtr kimi fəaliyyət göstərərək hüceyrənin potensialını saxlayır. O, ionlar və üzvi molekullar üçün seçici keçiricidir və hissəciklərin hərəkətinə nəzarət edir.
Hüceyrə membranını əhatə edən bioloji mexanizmlər
1. Passiv diffuziya: Karbon dioksid (CO2) və oksigen (O2) kimi bəzi maddələr (kiçik molekullar, ionlar) plazma membranı vasitəsilə yayıla bilər. Qabıq hər iki tərəfdə cəmləşə bilən müəyyən molekullar və ionlar üçün maneə rolunu oynayır.
2. Transmembran kanalı və daşıyıcı zülal: Qlükoza və ya amin turşuları kimi qida maddələri hüceyrəyə daxil olmalı, bəzi metabolik məhsullar isə onu tərk etməlidir.
3. Endositoz molekulların alınması prosesidir. Plazma membranında kiçik bir deformasiya (invaginasiya) yaranır ki, orada daşınacaq maddə udulur. Tələb edirenerji və beləliklə, aktiv nəqliyyat formasıdır.
4. Ekzositoz: hormonlar və fermentlər kimi maddələri ifraz etmək və maddəni hüceyrə baryerindən tamamilə daşımaq üçün endositozla gətirilən maddələrin həzm olunmamış qalıqlarını çıxarmaq üçün müxtəlif hüceyrələrdə baş verir.
Molekulyar quruluş
Hüceyrə membranı əsasən fosfolipidlərdən ibarət olan və bütün hüceyrənin tərkibini xarici mühitdən ayıran bioloji membrandır. Normal şəraitdə formalaşma prosesi özbaşına baş verir. Bu prosesi başa düşmək və hüceyrə membranlarının quruluşunu və funksiyalarını, həmçinin xassələrini düzgün təsvir etmək üçün struktur qütbləşmə ilə xarakterizə olunan fosfolipid strukturlarının təbiətini qiymətləndirmək lazımdır. Sitoplazmanın su mühitində fosfolipidlər kritik konsentrasiyaya çatdıqda, onlar su mühitində daha stabil olan misellərə birləşirlər.
Membran xüsusiyyətləri
- Sabitlik. Bu o deməkdir ki, membran formalaşdıqdan sonra çökmək ehtimalı azdır.
- Güc. Lipid membran qütblü maddənin keçməsinin qarşısını almaq üçün kifayət qədər etibarlıdır; həm həll olunmuş maddələr (ionlar, qlükoza, amin turşuları), həm də daha böyük molekullar (zülallar) əmələ gələn sərhəddən keçə bilməz.
- Dinamik xarakter. Hüceyrənin quruluşunu nəzərdən keçirərkən bu, bəlkə də ən vacib xüsusiyyətdir. Hüceyrə membranı ola bilərmüxtəlif deformasiyalara məruz qala bilər, çökmədən bükülə və bükülə bilər. Xüsusi hallarda, məsələn, veziküllərin birləşməsi və ya qönçələnmə, qırıla bilər, ancaq müvəqqəti olaraq. Otaq temperaturunda onun lipid komponentləri sabit, xaotik hərəkətdədir və sabit maye sərhədi əmələ gətirir.
Maye Mozaika Modeli
Hüceyrə membranlarının quruluşu və funksiyaları haqqında danışarkən qeyd etmək lazımdır ki, müasir baxışda membran maye mozaika modeli kimi 1972-ci ildə Sinqer və Nikolson alimləri tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir. Onların nəzəriyyəsi membran quruluşunun üç əsas xüsusiyyətini əks etdirir. İnteqral membran zülalları membran üçün mozaika şablonunu təmin edir və lipidlərin təşkilinin dəyişkən təbiətinə görə lateral müstəvidə hərəkət etməyə qadirdirlər. Transmembran zülalları da potensial olaraq mobildir. Membran quruluşunun mühüm xüsusiyyəti onun asimmetriyasıdır. Hüceyrənin quruluşu nədir? Hüceyrə membranı, nüvə, zülallar və s. Hüceyrə həyatın əsas vahididir və bütün orqanizmlər hər biri onu ətraf mühitdən ayıran təbii maneə ilə bir və ya bir neçə hüceyrədən ibarətdir. Hüceyrənin bu xarici sərhədinə plazma membranı da deyilir. Dörd müxtəlif növ molekuldan ibarətdir: fosfolipidlər, xolesterol, zülallar və karbohidratlar. Maye mozaika modeli hüceyrə membranının quruluşunu belə təsvir edir: elastik və elastik, konsistensiyasına görə bitki yağına bənzəyir, belə ki, hər şeyayrı-ayrı molekullar sadəcə maye mühitdə üzür və onların hamısı həmin qabıq daxilində yan-yana hərəkət edə bilir. Mozaika çoxlu müxtəlif detalları ehtiva edən bir şeydir. Plazma membranında o, fosfolipidlər, xolesterin molekulları, zülallar və karbohidratlarla təmsil olunur.
Fosfolipidlər
Fosfolipidlər hüceyrə membranının əsas strukturunu təşkil edir. Bu molekulların iki fərqli ucu var: baş və quyruq. Baş ucu fosfat qrupu ehtiva edir və hidrofilikdir. Bu o deməkdir ki, su molekullarına cəlb olunur. Quyruq yağ turşusu zəncirləri adlanan hidrogen və karbon atomlarından ibarətdir. Bu zəncirlər hidrofobikdir, su molekulları ilə qarışmağı sevmirlər. Bu proses bitki yağı suya tökdükdə baş verənlərə bənzəyir, yəni onda həll olunmur. Hüceyrə membranının struktur xüsusiyyətləri fosfolipidlərdən ibarət lipid ikiqatlı adlanan təbəqə ilə əlaqələndirilir. Hidrofilik fosfat başları həmişə hüceyrədaxili və hüceyrədənkənar maye şəklində suyun olduğu yerdə yerləşir. Membrandakı fosfolipidlərin hidrofobik quyruqları onları sudan uzaqlaşdıracaq şəkildə təşkil edilmişdir.
Xolesterol, zülallar və karbohidratlar
İnsanlar "xolesterol" sözünü eşidəndə adətən onun pis olduğunu düşünürlər. Bununla belə, xolesterol əslində hüceyrə membranlarının çox vacib bir komponentidir. Onun molekulları hidrogen və karbon atomlarının dörd halqasından ibarətdir. Onlar hidrofobikdir və lipid iki qatında hidrofobik quyruqlar arasında baş verir. Onların əhəmiyyəti ondadırtutarlılığı qoruyaraq, membranları gücləndirir, keçidin qarşısını alır. Xolesterol molekulları həmçinin fosfolipid quyruqlarının təmasda olmasını və sərtləşməsini qarşısını alır. Bu, axıcılığa və elastikliyə zəmanət verir. Membran zülalları kimyəvi reaksiyaları sürətləndirmək, xüsusi molekullar üçün reseptor kimi çıxış etmək və ya maddələri hüceyrə membranı vasitəsilə nəql etmək üçün ferment kimi fəaliyyət göstərir.
Karbohidratlar və ya saxaridlər yalnız hüceyrə membranının hüceyrədənkənar tərəfində olur. Onlar birlikdə qlikokaliksi əmələ gətirirlər. Plazma membranını qoruyur və qoruyur. Qlikokaliksdəki karbohidratların quruluşuna və növünə əsasən, orqanizm hüceyrələri tanıya və onların orada olub-olmamasını müəyyən edə bilər.
Membran zülalları
Heyvan hüceyrəsinin hüceyrə membranının quruluşunu zülal kimi əhəmiyyətli bir komponent olmadan təsəvvür etmək mümkün deyil. Buna baxmayaraq, onlar başqa bir vacib komponentdən - lipidlərdən əhəmiyyətli dərəcədə aşağı ola bilər. Üç əsas membran zülalı var.
- İnteqral. Onlar ikiqatlı, sitoplazma və hüceyrədənkənar mühiti tamamilə əhatə edir. Onlar nəqliyyat və siqnal funksiyasını yerinə yetirirlər.
- Periferik. Zülallar sitoplazmik və ya hüceyrədənkənar səthlərdə elektrostatik və ya hidrogen bağları ilə membrana bağlanır. Onlar ilk növbədə inteqral zülallar üçün birləşmə vasitəsi kimi iştirak edirlər.
- Transmembran. Onlar enzimatik və siqnal funksiyalarını yerinə yetirir, həmçinin membranın lipid iki qatının əsas strukturunu modulyasiya edir.
Bioloji membranların funksiyaları
Suda karbohidrogenlərin davranışını tənzimləyən hidrofobik effekt membran lipidləri və membran zülalları tərəfindən əmələ gələn strukturları idarə edir. Membranların bir çox xassələri bütün bioloji membranlar üçün əsas quruluşu təşkil edən lipid ikiqatlarının daşıyıcıları tərəfindən verilir. İnteqral membran zülalları lipid iki qatında qismən gizlənir. Transmembran zülallar ilkin ardıcıllıqda amin turşularının xüsusi təşkilinə malikdir.
Periferik membran zülalları həll olunanlara çox bənzəyir, lakin onlar həm də membrana bağlıdırlar. Xüsusi hüceyrə membranları xüsusi hüceyrə funksiyalarına malikdir. Hüceyrə membranlarının quruluşu və funksiyaları orqanizmə necə təsir edir? Bütün orqanizmin funksionallığı bioloji membranların necə qurulduğundan asılıdır. Hüceyrədaxili orqanellərdən, membranların hüceyrədənkənar və hüceyrələrarası qarşılıqlı təsirindən bioloji funksiyaların təşkili və yerinə yetirilməsi üçün zəruri olan strukturlar yaranır. Bir çox struktur və funksional xüsusiyyətlər bakteriyalar, eukaryotik hüceyrələr və zərflənmiş viruslar üçün ümumidir. Bütün bioloji membranlar bir sıra ümumi xüsusiyyətlərin mövcudluğunu təyin edən bir lipid ikiqat üzərində qurulur. Membran zülallarının bir çox spesifik funksiyaları var.
- Nəzarət edilir. Hüceyrələrin plazma membranları hüceyrənin ətraf mühitlə qarşılıqlı təsirinin sərhədlərini müəyyən edir.
- Nəqliyyat. Hüceyrələrin hüceyrədaxili membranları müxtəlif funksiyaları olan bir neçə funksional bloka bölünürdaxili tərkibi, hər biri nəzarət keçiriciliyi ilə birlikdə zəruri nəqliyyat funksiyası ilə dəstəklənir.
- Siqnal ötürülməsi. Membran birləşməsi hüceyrədaxili vezikulyar xəbərdarlıq mexanizmini təmin edir və müxtəlif növ virusların hüceyrəyə sərbəst daxil olmasının qarşısını alır.
Məna və nəticələr
Xarici hüceyrə membranının quruluşu bütün orqanizmə təsir göstərir. Yalnız seçilmiş maddələrin nüfuz etməsinə icazə verməklə bütövlüyün qorunmasında mühüm rol oynayır. O, həmçinin hüceyrənin formasını saxlamağa kömək edən sitoskeleton və hüceyrə divarını bərkitmək üçün yaxşı əsasdır. Lipidlər əksər hüceyrələrin membran kütləsinin təxminən 50%-ni təşkil edir, baxmayaraq ki, bu, membranın növündən asılı olaraq dəyişir. Məməlilərin xarici hüceyrə membranının quruluşu daha mürəkkəbdir, onun tərkibində dörd əsas fosfolipid var. Lipid ikiqatlarının mühüm xüsusiyyəti, ayrı-ayrı molekulların sərbəst fırlana və yana doğru hərəkət edə bildiyi iki ölçülü maye kimi davranmalarıdır. Belə axıcılıq, temperatur və lipid tərkibindən asılı olaraq təyin olunan membranların mühüm xüsusiyyətidir. Karbohidrogen halqa quruluşuna görə xolesterin membranların axıcılığının müəyyən edilməsində rol oynayır. Bioloji membranların kiçik molekullar üçün seçici keçiriciliyi hüceyrəyə daxili quruluşunu idarə etməyə və saxlamağa imkan verir.
Hüceyrənin quruluşunu (hüceyrə membranı, nüvə və s.) nəzərə alaraq belə nəticəyə gələ bilərik ki,bədənin kənardan kömək olmadan özünə zərər verə bilməyən özünü tənzimləyən sistem olduğunu və həmişə hər bir hüceyrəni bərpa etmək, qorumaq və düzgün işləmək üçün yollar axtaracaq.
