细胞膜的结议和功能浅析

撮要:生物体的生命活动主要所以细胞为基本单位进走的。在细胞形式有一层膜(细胞膜),它使每个细胞与周围环境隔开,维持着相对安详的细胞内部环境,并且具有珍惜细胞的作用...


撮要:生物体的生命活动主要所以细胞为基本单位进走的。在细胞形式有一层膜(细胞膜),它使每个细胞与周围环境隔开,维持着相对安详的细胞内部环境,并且具有珍惜细胞的作用。同时,细胞与周围环境赓续地交换与运输物质,也主要倚赖细胞膜。此外,活细胞中的各栽代谢活动,都与细胞膜的结议和功能具有亲昵的有关。

关键词:细胞膜;组织基础;特征;心理功能

1 细胞膜的组织构成

细胞膜的组织是在各栽膜组织倘若的实验过程中赓续得到证实,现在得到各栽实验声援的是S.T.Singer和G.Nicolson于1972年挑出的生物膜的起伏镶嵌模型,该模型表明了膜的组织所以能起伏的磷脂为骨架,其中还镶嵌有各栽蛋白质,即在膜外有外在蛋白,膜内有镶嵌蛋白。

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1.1 细胞膜的构成:膜质和膜蛋白

1.1.1 膜质:包括磷脂、糖脂、胆固醇和中性脂质。

磷脂:磷脂是生物膜的基本骨架片面,由极性的头部和两个疏水的尾部两片面构成,约占整个膜脂的5%以上,将单层脂分子铺展在水面上时,其极性端插入水箱,而非极性端的尾部会面向空气界面,并且其面积是细胞膜面积的二倍,该实验证实:每层膜组织都是由两层磷脂分子构成。两层磷脂在构建膜的过程中,很实在地表现了它自己的特征,极性的亲水端会周详排列并且把非极性疏水端包裹在其中(注:磷脂并不是单一的一栽化相符物,它能够分为甘油、磷脂和磷脂醇等)

糖脂:糖脂普及存在于原核和真核细胞的细胞膜上,其含量约占膜脂总量的5%以下,在神经细胞膜上比例较高,为5%~10%。

胆固醇和中性脂质:存在于真核细胞膜上,其含量清淡不超过膜脂的1/3,胆固醇在细胞膜中调节着膜的起伏性,增补膜的安详性,以及降矮水溶性物质的通透性等方面都首偏主要作用。对于一些原核生物而言,其质膜中不含有胆固醇成分,但含有甘油酯等中性脂质。

1.1.2 膜蛋白:包括膜外周边蛋白和膜内在蛋白。

膜蛋白是膜组织中的主要成分之一,在差别生物的体细胞中,膜蛋白存在的栽类和数目各不相通,这些差别数目和栽类的蛋白从差别的角度给予细胞膜专门主要的各栽生物学功能。按照其别离的难易及其脂分子结相符的手段,膜蛋白可分为两大类型:膜外周边蛋白(或列在膜蛋白)和膜内在蛋白(或称整相符膜组织)。

膜外周边蛋白:膜外周边蛋白为水溶性蛋白,倚赖离子键或其他较弱的键与膜形式的蛋白质分子或脂分子结相符,所以,只要转折溶液的离子强度甚至挑高温度就能够从膜上别离下来,而膜组织并不被损坏。

膜内在蛋白:膜内在蛋白与膜结相符的专门周详,只有用往垢剂使膜崩解后才能够别离出来,是什么因素导裂了它别离的难度这样之大呢?原由膜内在蛋白无数为跨膜蛋白,也有些插入脂双层中,这些稀奇的结相符手段,直接导致了它与膜结相符的周详性,它们的主要结相符手段如图1所示:

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膜蛋白的跨膜组织域与脂双层分子的疏水中央的相互作用。跨膜组织域两端携带正电荷的氨基酸残基,如精氨酸、赖氨酸等与脂分子带负电的极性头形成离子键,或带负电的氨基酸残基议定Ca2+、Mg2+等阳离子与带负电的磷脂极性头相互作用。某些膜蛋白在细胞质基质一侧的半胱氨基酸基上共价结相符脂肪酸分子,插入脂双层之间,进一步强化膜蛋白与脂双层的结相符力,欧宝首页还有幼批蛋白质与糖脂共价结相符。

2 细胞膜的特征

2.1 膜的起伏性

膜的起伏性是生物膜的基本特征之一,也是细胞进走生命活动的必要条件,主要包括了膜脂的起伏和膜蛋白的起伏。

2.1.1 膜脂的起伏。膜脂的起伏性主要是指脂分子的侧向起伏。影响脂起伏的主要因素有:(1)脂分子自己,清淡来说,脂肪酸键越短,膜脂的起伏性越大;(2)温度,各栽膜脂都具有差别的相变温度,在生物膜中膜脂的相变温度是由构成生物膜的各栽脂分子的相变温度决定的;(3)胆固醇对膜的起伏性也首偏主要的调节作用,它具有与磷脂分子结相符限定其行动的作用,也有将磷脂分子隔开使其易起伏的作用。最后的效答取决于上述两栽作用的综相符效答。无数情况下,胆固醇的作用是防止膜脂由液相变为固相,以保证膜脂处于活动状态。

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2.1.2 膜蛋白的起伏。科学家们议定一系列的实验(如荧光抗体免疫标记实验)表明:膜蛋白也具起伏性,但实际上,并不是一切的膜蛋白都像在人鼠融相符细胞膜上那样解放行动,有些细胞90%的膜蛋白是解放行动的,而有些细胞只有30%的膜蛋白处于起伏状态,影响其行动的主要因素是某些膜蛋白与膜下细胞骨架组织相结相符,限定了膜蛋白的行动。

2.2 膜的偏差称性

膜脂的偏差称性是指联相符栽膜脂分子在膜的脂双层中呈不均匀分布。主要有糖脂和磷脂分子的偏差称分布,糖脂的分布外现出十足偏差称性,其中糖侧链都在质膜的ES面上,所以糖质仅存在于质膜的细胞外幼页中,影响其分布不均的因素是:(1)完善其心理功能的组织基础;(2)磷脂分子偏差称,影响其分布不均的因素尚未懂得。

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膜蛋白的偏差称性:有的膜蛋白在质膜上都是偏差称分布,其偏差称性是指每栽膜蛋白分子在细胞膜上都具有清晰的倾向性,它们决定着各栽生物膜的特征及其生物学功能。膜蛋白的偏差称性也是生物膜完善复杂的在时间与空间上有序的各栽心理功能的保证。

3 细胞膜的功能

细胞膜其物质构成及组织基础,共同决定了细胞膜专有的、稀奇的各项心理功能,但原由它行为细胞内外边界,其组织更为复杂,功能更为众样,其主要功能概括如下:(1)细胞膜为细胞的生命活动挑供相对安详的内环境。(2)选择性的物质运输,包括公共代谢底物的输入与代谢产物的倾轧,其中陪同着能量的传递。(3)挑供细胞识别位点,并完善细胞内外新闻跨膜传递。(4)为众栽酶挑供结相符位点,使酶促逆答高效而有序进走。(5)介导细胞与细胞,细胞与基质之间的连接。(6)质膜参与形成具有差别功能的细胞形式特化组织。

总之,细胞膜有众方面的主要功能,它与细胞的物质交换、识别、分泌、分泌和免疫等都有亲昵的有关。活细胞赓续地进走新陈代谢作用,它必须赓续地与周围环境交换物质,物质议定细胞膜进出细胞。离子和幼分子物质进出细胞主要是议定解放扩散和主动运输等手段,而大分子和颗粒物质主要议定内吞和外排的手段进出细胞。所谓的解放扩散,指的是物质从浓度高的一侧议定细胞膜向浓度矮的一侧转运。例如,O2,CO2、甘油、乙醇和苯等物质的转运过程,该过程即不必要消耗细胞内呼吸作用开释的能量,也不必要任何载体。主动运输是被选择吸取的物质从浓度矮的一侧议定细胞膜向浓度高的一侧转运,必须要有载体蛋白的配相符,还必要消耗细胞内呼吸作用所开释的能量。细胞的内吞和外排作用主要是大分子物质附着在细胞膜上,由细胞膜内陷或外翻而使大分子颗粒进出细胞膜。

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