Perangkat Permukaan Sel: Struktur dan Fungsi

Aparatus permukaan sel adalah subsistem universal. Dia mendefinisikan batas antara lingkungan eksternal dan sitoplasma. PAC memastikan regulasi interaksi mereka. Mari kita pertimbangkan lebih lanjut fitur dari struktur dan fungsional dari aparatus permukaan sel.

Komponen

Komponen berikut dari aparatus permukaan sel eukariotik dibedakan: membran plasma, supramembran dan kompleks submembran. Yang pertama diwakili sebagai elemen tertutup secara tertutup. Plasmolemma dianggap sebagai dasar aparatus seluler permukaan. Kompleks supra-membrane (juga disebut sebagai glikokaloksi) adalah elemen luar yang terletak di atas membran plasma. Ini terdiri dari berbagai komponen. Secara khusus, mereka termasuk:

1. Bagian karbohidrat glikoprotein dan glikolipid.
2. Membran protein perifer.
3. Karbohidrat spesifik
4. Protein semi integral dan integral.

Kompleks submembran terletak di bawah plasmolemma. Dalam komposisinya, sistem pendukung-kontraktil dan hyaloplasma perifer dibedakan.

Elemen kompleks submembrane

Mengingat struktur aparatus permukaan sel, seseorang harus berhenti secara terpisah pada hyaloplasma perifer. Ini adalah bagian sitoplasma khusus dan terletak di atas plasmolemma. Hyaloplasma perifer diwakili sebagai zat heterogen yang sangat terdiferensiasi. Ini berisi berbagai elemen molekul tinggi dan rendah dalam larutan. Sebenarnya, ini adalah lingkungan mikro di mana proses metabolisme spesifik dan umum terjadi. Hyaloplasma perifer memberikan kinerja banyak fungsi aparatus permukaan.

Support-contractile system

Hal ini terletak di hyaloplasma perifer. Dalam sistem pendukung-kontraktil, ada:

1. Mikrofibril
2. Fibril skeletal (filamen perantara).
3. Mikrotubulus

Mikrofibril adalah struktur seperti benang. Fibril skeletal terbentuk karena polimerisasi sejumlah molekul protein. Jumlah dan panjangnya diatur oleh mekanisme khusus. Saat mereka berubah, ada anomali fungsi seluler. Mikrotubulus adalah yang paling jauh dari plasmalemma. Dindingnya dibentuk oleh protein tubulin.

Struktur dan fungsi aparatus sel permukaan

Pertukaran zat dilakukan karena adanya mekanisme transportasi. Struktur aparatus permukaan sel memungkinkan dilakukannya gerakan sendi dalam beberapa cara. Secara khusus, jenis transportasi berikut dilakukan:

1. Difusi sederhana.
2. Transportasi pasif
3. Gerakan aktif
4. Sitosis (pertukaran dalam paket membran).

Selain mengangkut, fungsi aparatus sel permukaan seperti:

1. Barrier (demarkasi).
2. Reseptor
3. Mengidentifikasi.
4. Fungsi gerakan sel dengan pembentukan filo, pseudo, dan lamellopodia.

Gerakan bebas

Difusi sederhana melalui aparatus permukaan sel dilakukan secara eksklusif bila ada gradien listrik pada kedua sisi membran. Ukurannya menentukan kecepatan dan arah perjalanan. Lapisan bilipid bisa melewati molekul tipe hidrofobik. Namun, sebagian besar elemen aktif secara biologis bersifat hidrofilik. Dengan demikian, gerakan bebas mereka sulit dilakukan.

Transportasi pasif

Perpindahan semacam ini dari suatu senyawa juga disebut difusi cahaya. Hal ini juga dilakukan melalui aparatus permukaan sel dengan adanya gradien dan tanpa biaya ATP. Transportasi pasif lebih cepat daripada bebas. Dalam proses meningkatkan perbedaan konsentrasi pada gradien, tiba saatnya pergerakan kecepatan menjadi konstan.

Operator

Transportasi melalui permukaan sel menyediakan molekul khusus. Dengan bantuan pembawa ini, molekul besar tipe hidrofilik (asam amino, khususnya) melewati gradien konsentrasi . Aparatus permukaan sel eukariotik mencakup pembawa pasif untuk berbagai ion: K +, Na +, Ca +, Cl-, HCO3-. Molekul khusus ini sangat selektif untuk elemen yang diangkut. Selain itu, properti penting adalah kecepatan pergerakan yang tinggi. Ini bisa mencapai 104 atau lebih molekul per detik.

Transportasi aktif

Hal ini ditandai dengan perpindahan elemen terhadap gradien. Molekul diangkut dari daerah dengan konsentrasi rendah ke daerah dengan konsentrasi lebih tinggi. Gerakan ini melibatkan biaya ATP. Untuk melakukan transportasi aktif, vektor-vektor tertentu termasuk dalam struktur aparatus permukaan sel hewan. Mereka disebut "pompa" atau "pompa". Banyak dari pembawa ini dicirikan oleh aktivitas ATPase. Ini berarti bahwa mereka mampu membelah adenosin trifosfat dan mengekstraksi energi untuk aktivitas mereka. Transportasi aktif memberikan pembentukan gradien ion.

Sitosis

Metode ini digunakan untuk memindahkan partikel zat yang berbeda atau molekul besar. Selama proses sitosis elemen yang diangkut dikelilingi oleh vesikel membran. Jika gerakan dilakukan di dalam sangkar, maka itu disebut endositosis. Dengan demikian, arah berlawanan disebut eksositosis. Di beberapa sel, elemen melewatinya. Jenis transpor ini disebut transcytosis atau bersifat melayu.

Plasmolemma

Struktur aparatus permukaan sel termasuk membran plasma yang dibentuk terutama oleh lipid dan protein dengan perbandingan kira-kira 1: 1. Model sandwich pertama dari unsur ini diusulkan pada tahun 1935. Menurut teori, dasar plasmolemma dibentuk oleh molekul lipida yang diletakkan dalam dua lapisan (lapisan bilipid). Mereka diputar oleh ekor (daerah hidrofobik) satu sama lain, dan ke luar dan ke dalam - oleh kepala hidrofilik. Permukaan lapisan bilipid ini menutupi molekul protein. Model ini dikonfirmasi pada tahun lima puluhan abad yang lalu oleh studi ultrastruktural yang dilakukan dengan menggunakan mikroskop elektron. Secara khusus, ditemukan bahwa aparatus permukaan sel hewan mengandung membran tiga lapisan. Ketebalannya adalah 7,5-11 nm. Ini berisi cahaya sedang dan dua lapisan periferal gelap. Yang pertama sesuai dengan daerah hidrofobik molekul lipid. Area gelap, pada gilirannya, adalah lapisan permukaan kontinu dari kepala protein dan hidrofilik.

Teori lainnya

Berbagai penelitian mikroskopis elektron yang dilakukan pada akhir tahun 50an - awal 60an. Menunjuk ke universalitas organisasi membran tiga lapisan. Hal ini tercermin dalam teori J. Robertson. Sementara pada akhir tahun 60an. Banyak fakta terakumulasi, yang tidak dijelaskan dari sudut pandang "model sandwich" yang ada. Hal ini memberi dorongan pada pengembangan skema baru, di antaranya adalah model berdasarkan adanya ikatan hidrofobik-hidrofilik molekul protein dan lipida. Salah satunya adalah teori "karpet lipoprotein". Sesuai dengan itu, membran mengandung dua jenis protein: integral dan perifer. Yang terakhir ini terikat oleh interaksi elektrostatik dengan kepala kutub pada molekul lipid. Namun, mereka tidak pernah membentuk lapisan kontinyu. Peran kunci dalam pembentukan membran termasuk protein globular. Mereka direndam di dalamnya sebagian dan disebut semi integral. Pergerakan protein ini dilakukan dalam fase cair lipid. Hal ini memastikan labilitas dan dinamisme seluruh sistem membran. Saat ini, model ini dianggap paling umum.

Lipid

Karakteristik fisikokimia utama membran disediakan oleh lapisan yang ditunjukkan oleh unsur - unsur - fosfolipid, yang terdiri dari ekor nonpolar (hidrofobik) dan kepala polar (hidrofilik). Yang paling umum adalah phosphoglycerides dan sphingolipids. Yang terakhir terutama terkonsentrasi di monolayer luar. Mereka memiliki hubungan dengan rantai oligosakarida. Karena kenyataan bahwa hubungan melampaui bagian luar plasmolemma, ia memperoleh bentuk asimetris. Glikolipid memainkan peran penting dalam merealisasikan fungsi reseptor pada perangkat permukaan. Sebagian besar selaput juga mengandung kolesterol (kolesterol) - lipida steroid. Kuantitasnya berbeda, yang, untuk sebagian besar, menentukan fluiditas membran. Semakin banyak kolesterol yang ada, semakin tinggi pula. Tingkat likuiditas juga tergantung pada rasio residu asam lemak tak jenuh dan jenuh. Semakin banyak dari mereka, semakin tinggi itu. Cairan tersebut mempengaruhi aktivitas enzim dalam membran.

Protein

Lipid terutama menentukan sifat penghalang. Protein, berbeda dengan mereka, berkontribusi pada pemenuhan fungsi utama sel. Secara khusus, kita berbicara tentang pengangkutan senyawa yang diatur, regulasi metabolisme, penerimaan dan sebagainya. Molekul protein didistribusikan dalam mosaik bilayer lipida. Mereka bisa bergerak dalam ketebalan. Gerakan ini dikendalikan, kemungkinan besar, oleh sel itu sendiri. Mikrofilamen terlibat dalam mekanisme gerakan. Mereka melekat pada protein integral individu. Unsur-unsur membran berbeda-beda tergantung lokasinya pada lapisan bilipid. Protein, oleh karena itu, bisa menjadi perifer dan integral. Yang pertama dilokalisasi di luar lapisan. Mereka memiliki hubungan yang lemah dengan permukaan membran. Protein integral benar-benar terbenam di dalamnya. Mereka memiliki ikatan yang kuat dengan lipid dan tidak terlepas dari membran tanpa merusak lapisan bilipid. Protein yang menembusnya disebut transmembran. Interaksi antara molekul protein dan lipid dengan sifat yang berbeda memastikan stabilitas plasmalemma.

Glycocalix

Lipoprotein memiliki rantai samping. Molekul Oligosakarida dapat mengikat lipid dan membentuk glikolipid. Bagian karbohidrat mereka bersama-sama dengan unsur glikoprotein serupa memberikan muatan negatif ke permukaan sel dan membentuk dasar glikokaliks. Ini diwakili oleh lapisan longgar dengan kerapatan moderen secara elektronik. Glycocalix menutupi bagian luar plasmolemma. Situs karbohidrat mempromosikan pengakuan sel tetangga dan substansi di antara keduanya, dan juga menyediakan ikatan perekat dengan mereka. Dalam glikocalyx ada juga reseptor hormon dan gytocompatibility, enzim.

Lanjutan

Reseptor membran diwakili terutama oleh glikoprotein. Mereka memiliki kemampuan untuk membangun ikatan yang sangat spesifik dengan ligan. Reseptor hadir di membran, di samping itu, dapat mengatur pergerakan beberapa molekul di dalam sel, permeabilitas plasmalemma. Mereka dapat mengubah sinyal lingkungan eksternal menjadi lingkungan internal, untuk mengikat elemen matriks interselular dan sitoskeleton. Beberapa peneliti percaya bahwa komposisi glikococcus juga mencakup molekul protein semi-terpadu. Area fungsional mereka terletak di wilayah superembral aparatus seluler permukaan.