§ 13. Будова й функції клітинних мембран. Плазматична мембрана. Надмембранні структури (клітинна стінка, глікокалікс)

• До змісту відповідей

ПОМІРКУЙТЕ Й ОБГОВОРІТЬ СИТУАЦІЮ

Кожна клітина має оболонку. Вона працює, мов стіна навколо фортеці: захищає «місто» всередині та пропускає вантажі крізь «ворота». Які властивості мають бути в клітинної оболонки? Що вона повинна вміти робити?

Клітинна оболонка повинна поєднувати міцність і гнучкість, бути плинною та водночас мати вибіркову проникність.
Вона має захищати клітину від механічних пошкоджень, контролювати вхід поживних речовин і виведення продуктів обміну, розпізнавати інші клітини та сприймати сигнали з навколишнього середовища.

ВІДКРИТИЙ МІКРОФОН

Пригадайте будову молекул фосфоліпідів і поясніть, завдяки чому у водному середовищі вони утворюють бішари та інші структури (мал. 13.1, с. 66; мал. 4.2, с. 23).

Молекули фосфоліпідів мають подвійну природу: полярну гідрофільну «голівку», яка притягується до води, та неполярні гідрофобні «хвости», які воду відштовхують.
У водному середовищі гідрофобні хвости самочинно зближуються і ховаються всередину, уникаючи контакту з водою, а гідрофільні голівки контактують із нею ззовні та зсередини, завдяки чому утворюється стабільний бішар.

ПОДІЛІТЬСЯ СВОЇМИ ДУМКАМИ

Мембрани клітин тварин містять холестерол, який стабілізує їхню структуру. У якому місці клітинної мембрани він буде розташований?

Холестерол розташований усередині ліпідного бішару між гідрофобними хвостами фосфоліпідів. Його неполярна стероїдна частина занурена в товщу мембрани, а невелика полярна гідроксильна група закріплюється біля гідрофільних голівок на межі з водою.

ПОМІРКУЙТЕ Й ОБГОВОРІТЬ СИТУАЦІЮ

Певні ліки проти вірусу імунодефіциту людини (ВІЛ) містять речовини, які приєднуються до рецепторів CCR-5 на поверхні В-лімфоцитів. У чому механізм ефективності таких ліків проти СНІДу?

Ці ліки зв’язуються з рецептором CCR-5 і блокують його для білків вірусу. Через закритий доступ вірус не може прикріпитися до мембрани клітини, проникнути всередину та розмножуватися, що зупиняє розвиток інфекції.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

1. Яку позицію в мембрані займають структури, позначені на малюнку? Чим вони є за хімічною природою? Які функції можуть виконувати?

На малюнку зображені холестерол (угорі) та молекула фосфоліпіду (унизу). За хімічною природою холестерол є стероїдом (похідним ліпідів), а фосфоліпід — складним ліпідом.

У мембрані фосфоліпіди утворюють подвійний шар, де їхні гідрофільні голівки спрямовані назовні до води, а хвости сховані всередину. Холестерол убудовується безпосередньо між гідрофобними хвостами фосфоліпідів.

Фосфоліпіди формують основу мембрани та забезпечують її напівпроникність, а холестерол регулює плинність мембрани, роблячи її більш стійкою до коливань температури.

2. Якщо взяти морську губку й протерти її крізь сито у воду, то через деякий час її частинки знову зберуться в єдиний організм. Поміркуйте, завдяки чому відбуваються клітинне розпізнавання й об’єднання клітин.

Розпізнавання відбувається завдяки компонентам глікокаліксу — специфічним поверхневим білкам і вуглеводним залишкам, які працюють як індивідуальні рецептори та маркери «свій — чужий». Клітини контактують у воді, знаходять одна одну за сумісністю цих молекул і зчіплюються. Після розпізнавання між ними відновлюються міжклітинні контакти, що знову збирає клітини в єдиний організм.

3. Чим різняться зовнішні покриви тваринних і рослинних клітин? Який це має для них сенс?

Тваринні клітини вкриті тонким і еластичним глікокаліксом, тоді як рослинні мають міцну та жорстку клітинну стінку з целюлози. Рослинам міцна стінка необхідна як зовнішній каркас для підтримки форми клітини, захисту від розриву під тиском води та утримання вертикального положення пагонів. Тваринам відсутність жорсткої стінки дає пластичність: їхні клітини можуть легко змінювати форму, рухатися та захоплювати поживні частинки шляхом ендоцитозу.