เครื่องมือพื้นผิวของเซลล์เป็นระบบย่อยสากล พวกเขากำหนดขอบเขตระหว่างสภาพแวดล้อมภายนอกและไซโตพลาสซึม PAC จัดให้มีการควบคุมปฏิสัมพันธ์ของพวกเขา ให้เราพิจารณาเพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติการจัดโครงสร้างและการทำงานของอุปกรณ์พื้นผิวของเซลล์
ส่วนประกอบ
ส่วนประกอบต่อไปนี้ของอุปกรณ์บนพื้นผิวของเซลล์ยูคาริโอตมีความโดดเด่น: พลาสมาเมมเบรน ซูปราเมมเบรน และซับเมมเบรนเชิงซ้อน ครั้งแรกถูกนำเสนอในรูปแบบขององค์ประกอบปิดทรงกลม พลาสมาเลมาถือเป็นพื้นฐานของอุปกรณ์เซลล์ผิว epimembrane complex (เรียกอีกอย่างว่า glycocalyx) เป็นองค์ประกอบภายนอกที่อยู่เหนือพลาสมาเมมเบรน ประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งเหล่านี้รวมถึง:
- ส่วนคาร์โบไฮเดรตของไกลโคโปรตีนและไกลโคลิปิด
- โปรตีนส่วนปลายของเมมเบรน
- คาร์โบไฮเดรตเฉพาะ
- โปรตีนกึ่งอินทิกรัลและอินทิกรัล
submembrane complex อยู่ใต้พลาสมาเลมมา ประกอบด้วยระบบกล้ามเนื้อและกระดูกและไฮยาโลพลาสซึมส่วนปลาย
องค์ประกอบของซับเมมเบรนคอมเพล็กซ์
เมื่อพิจารณาถึงโครงสร้างของอุปกรณ์พื้นผิวของเซลล์ เราควรแยกตัวออกจากกันบนไฮยาโลพลาสซึมส่วนปลาย เป็นชิ้นส่วนของไซโตพลาสซึมแบบพิเศษและตั้งอยู่เหนือเมมเบรนในพลาสมา hyaloplasm ของอุปกรณ์ต่อพ่วงถูกนำเสนอเป็นสารที่แตกต่างกันของเหลวที่แตกต่างกันอย่างมาก ประกอบด้วยองค์ประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงและต่ำหลายชนิดในสารละลาย อันที่จริงมันเป็นสภาพแวดล้อมจุลภาคที่กระบวนการเมตาบอลิซึมเฉพาะและทั่วไปเกิดขึ้น ไฮยาโลพลาสซึมส่วนปลายทำหน้าที่หลายอย่างของอุปกรณ์พื้นผิว
ระบบกล้ามเนื้อ
มันอยู่ในไฮยาโลพลาสซึมส่วนปลาย ในระบบกล้ามเนื้อ ประกอบด้วย
- ไมโครไฟเบอร์.
- โครงกระดูก (เส้นใยกลาง).
- ไมโครทูบูล
ไมโครไฟเบอร์เป็นโครงสร้างเส้นใย เส้นใยโครงร่างเกิดขึ้นจากการเกิดพอลิเมอไรเซชันของโมเลกุลโปรตีนจำนวนหนึ่ง จำนวนและความยาวถูกควบคุมโดยกลไกพิเศษ เมื่อมีการเปลี่ยนแปลง ความผิดปกติของการทำงานของเซลล์จะเกิดขึ้น ไมโครทูบูลอยู่ห่างจากพลาสมาเลมมามากที่สุด ผนังของพวกมันเกิดจากโปรตีนทูบูลิน
โครงสร้างและหน้าที่ของอุปกรณ์พื้นผิวของเซลล์
เมแทบอลิซึมเกิดขึ้นเนื่องจากมีกลไกการขนส่ง โครงสร้างของอุปกรณ์พื้นผิวของเซลล์ให้ความสามารถในการเคลื่อนที่ของสารประกอบได้หลายวิธี โดยเฉพาะประเภทต่อไปนี้การเดินทาง:
- การแพร่กระจายอย่างง่าย
- ขนส่งแบบพาสซีฟ
- เคลื่อนไหวอยู่
- Cytosis (การแลกเปลี่ยนที่บรรจุด้วยเมมเบรน)
นอกจากการขนส่งแล้ว ฟังก์ชั่นดังกล่าวของอุปกรณ์พื้นผิวของเซลล์เช่น:
- กั้น (เขตแดน).
- รับ.
- บัตรประชาชน
- การทำงานของเซลล์เคลื่อนที่ผ่านการก่อตัวของ filo-, pseudo- และ lamellopodia
เคลื่อนไหวอย่างอิสระ
การแพร่กระจายอย่างง่ายผ่านอุปกรณ์พื้นผิวของเซลล์จะดำเนินการเฉพาะในที่ที่มีการไล่ระดับไฟฟ้าที่ทั้งสองด้านของเมมเบรน ขนาดของมันกำหนดความเร็วและทิศทางของการเคลื่อนไหว ชั้น bilipid สามารถผ่านโมเลกุลชนิดไม่ชอบน้ำได้ อย่างไรก็ตามองค์ประกอบที่ใช้งานทางชีวภาพส่วนใหญ่เป็นที่ชอบน้ำ ดังนั้นการเคลื่อนไหวอย่างอิสระจึงเป็นเรื่องยาก
ขนส่งแบบพาสซีฟ
การเคลื่อนที่แบบผสมประเภทนี้เรียกอีกอย่างว่าการแพร่แบบอำนวยความสะดวก นอกจากนี้ยังดำเนินการผ่านอุปกรณ์พื้นผิวของเซลล์ในที่ที่มีการไล่ระดับสีและไม่มีการใช้ ATP การขนส่งแบบพาสซีฟเร็วกว่าการขนส่งฟรี ในกระบวนการเพิ่มความแตกต่างของความเข้มข้นในการไล่ระดับสี มีช่วงเวลาที่ความเร็วของการเคลื่อนไหวคงที่
สายการบิน
ขนส่งผ่านอุปกรณ์พื้นผิวของเซลล์มีให้โดยโมเลกุลพิเศษ ด้วยความช่วยเหลือของผู้ให้บริการเหล่านี้ โมเลกุลขนาดใหญ่ของประเภทที่ชอบน้ำ (โดยเฉพาะกรดอะมิโน) จะผ่านระดับความเข้มข้น พื้นผิวเครื่องมือเซลล์ยูคาริโอตรวมถึงพาหะแฝงสำหรับไอออนต่างๆ: K+, Na+, Ca+, Cl-, HCO3- โมเลกุลพิเศษเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะด้วยความสามารถในการคัดเลือกสูงสำหรับองค์ประกอบที่ขนส่ง นอกจากนี้คุณสมบัติที่สำคัญของพวกเขาคือความเร็วในการเคลื่อนที่สูง สามารถเข้าถึง 104 หรือมากกว่าโมเลกุลต่อวินาที
ขนส่งมวลชน
มันมีลักษณะเฉพาะโดยองค์ประกอบที่เคลื่อนที่ไปพร้อมกับการไล่ระดับสี โมเลกุลถูกลำเลียงจากบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นสูง การเคลื่อนไหวดังกล่าวเกี่ยวข้องกับค่าใช้จ่ายของ ATP สำหรับการดำเนินการขนส่งเชิงรุก ตัวพาเฉพาะจะรวมอยู่ในโครงสร้างอุปกรณ์พื้นผิวของเซลล์สัตว์ พวกเขาถูกเรียกว่า "เครื่องสูบน้ำ" หรือ "เครื่องสูบน้ำ" ผู้ให้บริการเหล่านี้หลายรายมีความโดดเด่นด้วยกิจกรรม ATPase ซึ่งหมายความว่าพวกเขาสามารถทำลายอะดีโนซีนไตรฟอสเฟตและดึงพลังงานสำหรับกิจกรรมของพวกเขา การขนส่งที่ใช้งานจะสร้างการไล่ระดับไอออน
ซีโตซิส
วิธีนี้ใช้สำหรับเคลื่อนย้ายอนุภาคของสารต่างๆ หรือโมเลกุลขนาดใหญ่ ในกระบวนการของ cytosis องค์ประกอบที่ขนส่งจะถูกล้อมรอบด้วยถุงน้ำเมมเบรน หากการเคลื่อนไหวเข้าสู่เซลล์จะเรียกว่าเอนโดไซโทซิส ดังนั้นทิศทางกลับกันจึงเรียกว่าเอ็กโซไซโทซิส ในบางเซลล์ ธาตุจะผ่านไป การขนส่งประเภทนี้เรียกว่า transcytosis หรือ diacyosis
พลาสม่า
โครงสร้างอุปกรณ์ผิวเซลล์ประกอบด้วยพลาสมาเยื่อบางๆ ก่อตัวขึ้นโดยส่วนใหญ่เป็นไขมันและโปรตีนในอัตราส่วนประมาณ 1:1 "แบบจำลองแซนวิช" ตัวแรกขององค์ประกอบนี้ถูกเสนอในปี 1935 ตามทฤษฎีแล้ว พื้นฐานของพลาสโมเลมมานั้นเกิดจากโมเลกุลของไขมันที่ซ้อนกันเป็นสองชั้น (ชั้นบิลิพิด) พวกเขาหันหาง (พื้นที่ไม่ชอบน้ำ) เข้าหากันและออกด้านนอกและด้านใน - หัวที่ชอบน้ำ พื้นผิวของชั้น bilipid เหล่านี้ถูกปกคลุมด้วยโมเลกุลโปรตีน แบบจำลองนี้ได้รับการยืนยันในปี 1950 โดยการศึกษาโครงสร้างพื้นฐานโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พบว่าอุปกรณ์บนพื้นผิวของเซลล์สัตว์มีเมมเบรนสามชั้น ความหนา 7.5-11 นาโนเมตร มีแสงกลางและชั้นนอกมืดสองชั้น ประการแรกสอดคล้องกับภูมิภาคที่ไม่ชอบน้ำของโมเลกุลไขมัน ในทางกลับกัน พื้นที่มืดเป็นชั้นผิวต่อเนื่องของโปรตีนและหัวที่ชอบน้ำ
ทฤษฎีอื่นๆ
การศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบต่างๆ ดำเนินการในช่วงปลายทศวรรษที่ 50 - ต้นทศวรรษ 60 ชี้ไปที่ความเป็นสากลขององค์กรสามชั้นของเมมเบรน สิ่งนี้สะท้อนให้เห็นในทฤษฎีของเจ. โรเบิร์ตสัน ในขณะเดียวกัน ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 ข้อเท็จจริงค่อนข้างมากที่ยังไม่ได้อธิบายจากมุมมองของ "โมเดลแซนวิช" ที่มีอยู่ สิ่งนี้เป็นแรงผลักดันให้เกิดการพัฒนารูปแบบใหม่ ซึ่งรวมถึงแบบจำลองที่มีพื้นฐานจากการมีอยู่ของพันธะที่ไม่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำระหว่างโมเลกุลของโปรตีนและไขมัน ท่ามกลางหนึ่งในนั้นคือทฤษฎี "lipoprotein rug" ตามนั้นเมมเบรนประกอบด้วยโปรตีนสองประเภท: อินทิกรัลและอุปกรณ์ต่อพ่วง หลังมีความสัมพันธ์กันโดยปฏิกิริยาไฟฟ้าสถิตกับหัวขั้วบนโมเลกุลไขมัน อย่างไรก็ตาม พวกมันไม่เคยสร้างเลเยอร์ที่ต่อเนื่องกัน โปรตีนทรงกลมมีบทบาทสำคัญในการสร้างเมมเบรน พวกมันถูกแช่อยู่ในนั้นบางส่วนและเรียกว่ากึ่งปริพันธ์ การเคลื่อนไหวของโปรตีนเหล่านี้ดำเนินการในระยะของเหลวไขมัน สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงความสามารถในการตรวจสอบและไดนามิกของระบบเมมเบรนทั้งหมด ปัจจุบัน โมเดลนี้ถือว่าธรรมดาที่สุด
ไขมัน
ลักษณะทางกายภาพและทางเคมีที่สำคัญของเมมเบรนมีให้โดยชั้นที่แสดงโดยองค์ประกอบ - ฟอสโฟลิปิดซึ่งประกอบด้วยหางที่ไม่มีขั้ว (ไม่ชอบน้ำ) และส่วนหัวที่มีขั้ว (ชอบน้ำ) ที่พบมากที่สุดคือ phosphoglycerides และ sphingolipids หลังมีความเข้มข้นส่วนใหญ่ในชั้นเดียวชั้นนอก พวกมันเชื่อมโยงกับโซ่โอลิโกแซ็กคาไรด์ เนื่องจากการเชื่อมโยงยื่นออกมาเกินกว่าส่วนนอกของพลาสมาเลมมา จึงได้รูปร่างที่ไม่สมมาตร Glycolipids มีบทบาทสำคัญในการนำฟังก์ชันตัวรับของอุปกรณ์พื้นผิวไปใช้ เยื่อหุ้มส่วนใหญ่ยังมีคอเลสเตอรอล (คอเลสเตอรอล) ซึ่งเป็นไขมันสเตียรอยด์ ปริมาณของมันแตกต่างกันซึ่งส่วนใหญ่กำหนดความลื่นไหลของเมมเบรน ยิ่งโคเลสเตอรอลมากเท่าไหร่ก็ยิ่งสูงเท่านั้น ระดับของเหลวยังขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของสารตกค้างที่ไม่อิ่มตัวและอิ่มตัวจากกรดไขมัน. ยิ่งมีมากเท่าไหร่ก็ยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ของเหลวมีผลต่อการทำงานของเอนไซม์ในเยื่อหุ้มเซลล์
โปรตีน
ไขมันเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติของสิ่งกีดขวางเป็นหลัก ในทางตรงกันข้าม โปรตีนมีส่วนช่วยในการทำงานของหน้าที่หลักของเซลล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เรากำลังพูดถึงการขนส่งสารควบคุม การควบคุมการเผาผลาญ การรับ และอื่นๆ โมเลกุลของโปรตีนถูกกระจายในลิปิดไบเลเยอร์ในรูปแบบโมเสก พวกเขาสามารถเคลื่อนที่ได้ลึก เห็นได้ชัดว่าการเคลื่อนไหวนี้ควบคุมโดยเซลล์เอง ไมโครฟิลาเมนต์เกี่ยวข้องกับกลไกการเคลื่อนไหว พวกมันติดอยู่กับโปรตีนหนึ่งตัว องค์ประกอบของเมมเบรนแตกต่างกันไปตามตำแหน่งที่สัมพันธ์กับชั้นไบลิปิด โปรตีนจึงสามารถเป็นส่วนต่อพ่วงและเป็นส่วนประกอบได้ อันแรกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นนอกเลเยอร์ พวกมันมีพันธะที่อ่อนแอกับพื้นผิวเมมเบรน โปรตีนอินทิกรัลถูกแช่ไว้อย่างสมบูรณ์ พวกมันมีพันธะที่แข็งแกร่งกับลิพิดและไม่ถูกปลดปล่อยออกจากเมมเบรนโดยไม่ทำลายชั้นบิลิพิด โปรตีนที่ทะลุผ่านเข้าไปเรียกว่า ทรานส์เมมเบรน ปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลของโปรตีนและไขมันที่มีลักษณะต่างกันช่วยให้เกิดความเสถียรของพลาสมาเลมมา
Glycocalyx
ไลโปโปรตีนมีโซ่ข้าง. โมเลกุลของโอลิโกแซ็กคาไรด์สามารถจับกับลิพิดและสร้างไกลโคลิปิดได้ ส่วนคาร์โบไฮเดรตของพวกมัน ร่วมกับองค์ประกอบที่คล้ายกันของไกลโคโปรตีน ทำให้พื้นผิวเซลล์มีประจุลบและเป็นพื้นฐานของไกลโคคาลิกซ์ เขาแสดงโดยชั้นหลวมที่มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนปานกลาง glycocalyx ครอบคลุมส่วนนอกของพลาสม่า ตำแหน่งคาร์โบไฮเดรตของมันมีส่วนช่วยในการรับรู้ถึงเซลล์และสารที่อยู่ใกล้เคียงระหว่างกันและยังให้พันธะกาวกับพวกมัน ไกลโคคาไลซ์ยังประกอบด้วยฮอร์โมนและตัวรับการเข้ากันได้ของเฮโต, เอ็นไซม์
พิเศษ
ตัวรับเมมเบรนส่วนใหญ่แสดงด้วยไกลโคโปรตีน พวกมันมีความสามารถในการสร้างพันธะที่มีความเฉพาะเจาะจงสูงกับลิแกนด์ ตัวรับที่มีอยู่ในเมมเบรนนอกจากนี้ยังสามารถควบคุมการเคลื่อนที่ของโมเลกุลบางตัวเข้าไปในเซลล์การซึมผ่านของเมมเบรนในพลาสมา พวกเขาสามารถแปลงสัญญาณจากสภาพแวดล้อมภายนอกเป็นสัญญาณภายในเพื่อผูกองค์ประกอบของเมทริกซ์นอกเซลล์และโครงร่างโครงร่าง นักวิจัยบางคนเชื่อว่าโมเลกุลโปรตีนกึ่งรวมจะรวมอยู่ในไกลโคคาลิกซ์ด้วย ตำแหน่งการทำงานของพวกเขาอยู่ในบริเวณเหนือชั้นของอุปกรณ์เซลล์ผิว
