Роль мембран у формуванні клітинних компартментнів

Плазматичні мембрани і мембранний транспорт

Однією з найважливіших характеристик клітин є характеристика її оболонок або мембран. Саме завдяки цим структурам живі істоти відділяються від навколишнього середовища, створюючи якісно нову форму існування хімічних елементів у природі – живу речовину. Але еволюція еукаріотичних клітин не зупинилася лише на відділенні організму від середовища, а пішла далі. Еукаріоти мають не тільки зовнішню, але і внутрішні мембранні структури.

þ Виникнення спеціальних оболонок всередині клітини було одним з вирішальних етапів у розвитку життя взагалі.

У еволюційній теорії такі зміни мають спеціальну назву – ароморфози.

þ Ароморфоз – це такі еволюційні зміни, які ведуть до загального підвищення організації, збільшують інтенсивність життєдіяльності, але не є вузькими пристосуваннями до різко обмежених умов існування.

þ Ідіоадаптація – це дрібніші еволюційні зміни організмів, які сприяють пристосуванню до певних умов життєвого середовища.

Ароморфоз завжди приводить до біологічного прогресу. Ці зміни не мають прямого пристосувального значення. Але ароморфози, підвищуючи інтенсивність життєдіяльності організмів, забезпечують відносну незалежність живих систем від довкілля.

Вивчення особливостей будови і функцій клітини закономірно розпочати з особливостей будови зовнішньої плазматичної мембрани.

þ Плазматичною (або цитоплазматичною) називають мембрану, яка відділяє клітину від зовнішнього середовища.

Іноді зовнішню мембрану, на відміну від внутрішньої, називають плазмолемою (грец. рlasma – форма, lemma – оболонка). Плазматична мембрана характерна як для еукаріотів, так і для прокаріотів. У сучасних живих організмів вона виконує такі функції:

· забезпечує збереження відмінностей між клітинним вмістом і навколишнім середовищем. Це своєрідний бар’єр, який уможливив раннім формам життя відмежуватися від навколишнього середовища;

· визначає величину і форму клітин;

· це місце протікання енергетичних та синтетичних процесів;

· активний фільтр, який регулює обмін речовин між клітиною та довкіллям.

Як показали спеціальні дослідження, принципи побудови зовнішньої і внутрішніх мембран практично однакові. Всі наявні відмінності пов’язані виключно з функціональними особливостями конкретної мембранної структури.

Мембрани, які знаходяться всередині клітини і обмежують її компартменти, називають внутрішніми мембранами. Внутрішні мембрани за своєю будовою принципово подібні до плазмолеми. Їм властива здатність до самозбирання і самопідтримування цілісності, латеральна дифузія і асиметричність.

þ Асиметричність плазматичної і внутрішніх мембран клітини приводить до того, що внутрішні порожнини ендоплазматичного ретикулуму, апарату Гольджі, порожнини мікротілець і лізосом топографічно відповідають зовнішній поверхні плазматичної мембрани клітини.

Внутрішні мембрани властиві лише еукаріотичним клітинам. Клітини прокаріотів мають лише одну плазматичну мембрану. Виникнення внутрішніх мембран – це один з важливих ароморфозів. Виникнення внутрішніх мембран пов’язане з розв’язанням проблеми співвідношення між об’ємом і площею поверхні у клітині, що важливо. Зростання площі поверхні значно відстає від зростання об’єму. Площа розраховується у квадратних (м2), а об’єм – у кубічних одиницях (м3). Площа поверхні клітини забезпечує обмін клітини з навколишнім середовищем, а об’єм клітини відповідає внутрішньому середовищу. Е. coli у 10 разів менша за найменшу еукаріотичну клітину. В середньому еукаріотичні клітини у 1000 разів більші за прокаріотичні. Це дає можливість прокаріотам обходитися однією плазматичною мембраною, яка іноді утворює випинання (мезосоми). Еукаріотам необхідні внутрішні мембрани. У еукаріотів площа внутрішніх мембран перевищує розміри плазмолеми. Наприклад, поверхня ендоплазматичного ретикулуму у гепатоцитах перевищує площу плазмолеми у 25 разів, а в ендокринних клітинах підшлункової залози ця різниця становить 12 разів.

Подібні статті

Історія розвитку зоології в ХІХ-ХХ в
Актуальність. У житті людей тварини завжди відігравали надзвичайно велику роль. Тому зрозуміло, що людство з давніх-давен цікавилось тваринним світом. Історичні довідки про зоологічні дослідження сягають у далеке минуле. Зоологія досить ці ...

Біологія та екологія бактеріофагів
Надзвичайно важливим серед досягнень мікробіології останньої чверті XIX ст. є відкриття неклітинних форм життя — вірусів. Тоді багато вчених вважали, що бактерії є найменшими і найпростішими організмами, і що саме вони стоять на межі живої ...