A külső membrán abból áll Sejtmembrán: szerkezete és funkciói

Rövid leírás:

Sazonov V.F. 1_1 A sejtmembrán szerkezete [Elektronikus forrás] // Kineziológus, 2009-2018: [weboldal]. Frissítés dátuma: 2018.02.06..__.201_). _Leírják a sejtmembrán szerkezetét és működését (szinonimák: plazmalemma, plazmolemma, biomembrán, sejthártya, külső sejthártya, sejthártya, citoplazmatikus membrán). Ez a kezdeti információ mind a citológiához, mind az idegi tevékenység folyamatainak megértéséhez szükséges: idegi gerjesztés, gátlás, szinapszisok és szenzoros receptorok működése.

sejtmembrán (plazma a lemma vagy plazma ról ről lemma)

Fogalom meghatározása

A sejtmembrán (szinonimák: plazmalemma, plazmolemma, citoplazmatikus membrán, biomembrán) egy hármas lipoprotein (azaz "zsír-protein") membrán, amely elválasztja a sejtet a környezettől, és szabályozott cserét és kommunikációt végez a sejt és környezete között.

Ebben a meghatározásban nem az a lényeg, hogy a membrán választja el a sejtet a környezettől, hanem az, hogy az összeköt sejt a környezettel. A membrán az aktív a sejt szerkezete, folyamatosan működik.

A biológiai membrán foszfolipidek ultravékony bimolekuláris filmje, amely fehérjékkel és poliszacharidokkal van bevonva. Ez a sejtszerkezet áll az élő szervezet gát-, mechanikai és mátrixtulajdonságai mögött (Antonov VF, 1996).

A membrán figurális ábrázolása

Számomra a sejthártya egy rácsos kerítésnek tűnik, benne sok ajtóval, amely körülvesz egy bizonyos területet. Bármely kis élőlény szabadon mozoghat ide-oda ezen a kerítésen keresztül. De a nagyobb látogatók csak az ajtókon léphetnek be, és akkor sem mindenki. A különböző látogatóknak csak a saját ajtajukhoz van kulcsuk, és nem léphetnek át mások ajtaján. Tehát ezen a kerítésen keresztül folyamatosan özönlenek a látogatók oda-vissza, mert a membrán-kerítés fő funkciója kettős: elválasztani a területet a környező tértől és egyben összekötni a környező térrel. Ehhez sok lyuk és ajtó van a kerítésen - !

A membrán tulajdonságai

1. Permeabilitás.

2. Félig áteresztőképesség (részleges permeabilitás).

3. Szelektív (szinonimája: szelektív) permeabilitás.

4. Aktív permeabilitás (szinonimája: aktív transzport).

5. Ellenőrzött permeabilitás.

Mint látható, a membrán fő tulajdonsága a különböző anyagokkal szembeni áteresztőképessége.

6. Fagocitózis és pinocitózis.

7. Exocitózis.

8. Elektromos és kémiai potenciálok jelenléte, pontosabban a membrán belső és külső oldala közötti potenciálkülönbség. Képletesen ezt lehet mondani "a membrán az ionáramlás szabályozásával "elektromos akkumulátorrá" változtatja a cellát.. Részletek: .

9. Az elektromos és kémiai potenciál változásai.

10. Ingerlékenység. A membránon elhelyezkedő speciális molekuláris receptorok képesek kapcsolódni jel (kontroll) anyagokkal, aminek következtében a membrán és az egész sejt állapota megváltozhat. A molekuláris receptorok biokémiai reakciókat váltanak ki válaszul a ligandumok (kontroll anyagok) velük való kombinációjára. Fontos megjegyezni, hogy a jelzőanyag kívülről hat a receptorra, míg a változások a sejten belül folytatódnak. Kiderült, hogy a membrán információkat továbbított a környezetből a sejt belső környezetébe.

11. Katalitikus enzimaktivitás. Az enzimek beágyazódhatnak a membránba, vagy annak felületéhez kapcsolódnak (sejten belül és kívül egyaránt), és ott fejtik ki enzimatikus tevékenységüket.

12. A felület alakjának és területének megváltoztatása. Ez lehetővé teszi, hogy a membrán kinövéseket képezzen kifelé, vagy fordítva, behatolást a sejtbe.

13. Más sejtmembránokkal való kapcsolatteremtés képessége.

14. Tapadás - a szilárd felületekhez való ragaszkodás képessége.

A membrán tulajdonságainak rövid listája

• Áteresztőképesség.
• Endocitózis, exocitózis, transzcitózis.
• Lehetőségek.
• Ingerlékenység.
• enzimatikus aktivitás.
• Kapcsolatok.
• Tapadás.

Membrán funkciók

1. A belső tartalom hiányos elszigetelése a külső környezettől.

2. A sejtmembrán munkájában az a fő csere különféle anyagokat a sejt és az extracelluláris környezet között. Ez a membrán olyan tulajdonságának köszönhető, mint az áteresztőképesség. Ezenkívül a membrán szabályozza ezt a cserét a permeabilitásának szabályozásával.

3. A membrán másik fontos funkciója az különbséget hozva létre a kémiai és elektromos potenciálok között belső és külső oldala között. Ennek köszönhetően a sejt belsejében negatív elektromos potenciál van -.

4. A membránon keresztül is végezzük információcsere a sejt és környezete között. A membránon elhelyezkedő speciális molekuláris receptorok képesek kapcsolódni a szabályozó anyagokhoz (hormonokhoz, közvetítőkhöz, modulátorokhoz), és biokémiai reakciókat indítani a sejtben, amelyek különböző változásokhoz vezetnek a sejtben vagy annak szerkezetében.

Videó:A sejtmembrán szerkezete

Videó előadás:Részletek a membrán szerkezetéről és a szállításról

Membrán szerkezet

A sejtmembrán univerzális háromrétegű szerkezet. Középső zsírrétege összefüggő, a felső és alsó fehérjeréteg egyedi fehérjeterületek mozaikjaként borítja. A zsírréteg az alap, amely biztosítja a sejt elszigetelését a környezettől, elszigetelve azt a környezettől. Önmagában nagyon rosszul halad át a vízben oldódó anyagokon, de könnyen átjut a zsírban oldódó anyagokon. Ezért a membrán vízoldható anyagok (például ionok) áteresztőképességét speciális fehérjeszerkezetekkel kell biztosítani - és.

Az alábbiakban az érintkező sejtek valódi sejtmembránjairól készült, elektronmikroszkóppal készült mikrofényképeket, valamint a háromrétegű membránt és fehérjerétegeinek mozaikosságát bemutató vázlatos rajzot találunk. A kép nagyításához kattintson rá.

A sejtmembrán belső lipid (zsíros) rétegének külön képe, integrált beágyazott fehérjékkel átjárva. A felső és alsó fehérjeréteget eltávolítjuk, hogy ne zavarják a lipid kettősréteg figyelembevételét

Fenti ábra: A sejtmembrán (sejtfal) nem teljes sematikus ábrázolása a Wikipédiából.

Vegyük észre, hogy itt a külső és a belső fehérjeréteget eltávolítottuk a membránról, így jobban láthatjuk a központi zsíros kettős lipidréteget. Egy valódi sejtmembránban nagy fehérje "szigetek" lebegnek fent és lent a zsírréteg mentén (az ábrán kis golyók), és a membrán vastagabbnak, háromrétegűnek bizonyul: fehérje-zsír-fehérje . Tehát valójában olyan, mint egy szendvics két fehérje „kenyérszeletből”, közepén vastag „vaj” réteggel, pl. háromrétegű szerkezete van, nem kétrétegű.

Ezen az ábrán a kis kék és fehér golyók a lipidek hidrofil (nedvesíthető) "fejeinek", a hozzájuk kapcsolódó "húroknak" pedig a hidrofób (nem nedvesíthető) "faroknak" felelnek meg. A fehérjék közül csak az integrált, end-to-end membránfehérjéket (vörös golyócskákat és sárga hélixeket) mutatjuk be. A membránon belüli sárga ovális pontok koleszterinmolekulák. A membrán külső oldalán lévő sárga-zöld gyöngyök láncai oligoszacharid láncok, amelyek a glikokalixot alkotják. A glikokalix olyan, mint egy szénhidrát ("cukor") "szösz" a membránon, amelyet a belőle kiálló hosszú szénhidrát-fehérje molekulák alkotnak.

A Living egy kis "fehérje-zsír zacskó", félig folyékony zselészerű tartalommal, amelyet filmek és csövek hatolnak át.

Ennek a zsáknak a falait kettős zsíros (lipid) film alkotja, amelyet kívül-belül fehérjék borítanak - a sejtmembrán. Ezért azt mondják, hogy a membránnak van háromrétegű szerkezet : fehérjék-zsírok-fehérjék. A sejt belsejében sok hasonló zsírhártya is található, amelyek belső terét részekre osztják. A sejtszerveket ugyanazok a membránok veszik körül: mag, mitokondrium, kloroplasztiszok. Tehát a membrán egy univerzális molekulaszerkezet, amely minden sejtben és minden élő szervezetben rejlik.

A bal oldalon - már nem valódi, hanem egy biológiai membrán egy darabjának mesterséges modellje: ez egy pillanatfelvétel egy zsíros foszfolipid kettősrétegről (vagyis egy kettős rétegről) a molekuladinamikai modellezés folyamatában. A modell számítási cellája látható - 96 PQ molekula ( f oszfatidil x olin) és 2304 vízmolekula, összesen 20544 atom.

A jobb oldalon ugyanazon lipid egyetlen molekulájának vizuális modellje látható, amelyből a membránlipid kettős réteg összeáll. Felül hidrofil (vízimádó) feje van, alul két hidrofób (vízfélő) farka. Ennek a lipidnek egyszerű a neve: 1-szteroil-2-dokozahexaenoil-Sn-glicero-3-foszfatidilkolin (18:0/22:6(n-3)cisz PC), de nem kell megjegyeznie, hacsak nem azt tervezi, hogy tanárát elájulja tudásának mélysége.

A sejt pontosabb tudományos definícióját megadhatja:

A biopolimerek rendezett, strukturált heterogén rendszere, amelyet egy aktív membrán határol, amely egyetlen anyagcsere-, energia- és információs folyamatban vesz részt, és egyben fenntartja és reprodukálja a teljes rendszer egészét.

A sejt belsejében membránok is behatolnak, és a membránok között nem víz, hanem változó sűrűségű viszkózus gél / szol található. Ezért a sejtben kölcsönható molekulák nem úsznak szabadon, mint egy vizes oldatos kémcsőben, hanem többnyire a citoszkeleton vagy az intracelluláris membránok polimer szerkezetein ülnek (immobilizálva). Ezért a kémiai reakciók a sejten belül szinte úgy mennek végbe, mint egy szilárd testben, és nem folyadékban. A sejtet körülvevő külső membránt is enzimek és molekuláris receptorok borítják, így nagyon aktív része a sejtnek.

A sejtmembrán (plazmalemma, plazmolemma) egy aktív héj, amely elválasztja a sejtet a környezettől és összeköti a környezettel. © Sazonov V.F., 2016.

A membrán ezen definíciójából az következik, hogy nem egyszerűen korlátozza a sejtet, hanem aktívan dolgozikösszekapcsolva a környezetével.

A membránokat alkotó zsír különleges, ezért molekuláit általában nem csak zsírnak, hanem lipidek, foszfolipidek, szfingolipidek. A membránfólia dupla, azaz két egymáshoz ragasztott filmből áll. Ezért a tankönyvek azt írják, hogy a sejtmembrán alapja két lipidrétegből áll (vagy " kétrétegű", azaz kettős réteg). Minden egyes lipidrétegnél az egyik oldalt meg lehet nedvesíteni vízzel, a másikat nem. Tehát ezek a filmek pontosan a nem nedvesítő oldalukkal tapadnak egymáshoz.

baktérium membrán

A Gram-negatív baktériumok prokarióta sejtjének héja több rétegből áll, az alábbi ábrán látható.
A gram-negatív baktériumok héjának rétegei:
1. A belső háromrétegű citoplazma membrán, amely érintkezik a citoplazmával.
2. Sejtfal, amely mureinból áll.
3. A külső háromrétegű citoplazmatikus membrán, amely ugyanazt a lipidrendszert tartalmazza fehérje komplexekkel, mint a belső membrán.
A Gram-negatív baktériumsejtek kommunikációja a külvilággal egy ilyen összetett háromlépcsős struktúrán keresztül nem ad nekik előnyt a zord körülmények közötti túlélésben a kevésbé erős héjjal rendelkező gram-pozitív baktériumokhoz képest. Ugyanolyan rosszul tolerálják a magas hőmérsékletet, a magas savasságot és a nyomásesést.

Videó előadás:Plazma membrán. E.V. Cheval, Ph.D.

Videó előadás:A membrán mint sejthatár. A. Ilyaskin

A membrán ioncsatornáinak jelentősége

Könnyen megérthető, hogy a membrán zsírrétegén keresztül csak zsírban oldódó anyagok juthatnak be a sejtbe. Ezek zsírok, alkoholok, gázok. Például az eritrocitákban az oxigén és a szén-dioxid könnyen be- és kijut a membránon keresztül. De a víz és a vízben oldódó anyagok (például ionok) egyszerűen nem tudnak átjutni a membránon egyetlen sejtbe sem. Ez azt jelenti, hogy speciális lyukakra van szükségük. De ha csak lyukat csinálsz a zsíros filmbe, akkor az azonnal visszahúzódik. Mit kell tenni? Megoldást találtak a természetben: speciális fehérjetranszport struktúrákat kell készíteni és át kell feszíteni a membránon. Így keletkeznek a zsírban oldhatatlan anyagok áthaladásának csatornái - a sejtmembrán ioncsatornái.

Tehát annak érdekében, hogy membránja további permeabilitási tulajdonságokat biztosítson a poláris molekulák (ionok és víz) számára, a sejt speciális fehérjéket szintetizál a citoplazmában, amelyek ezután beépülnek a membránba. Két típusuk van: transzporter fehérjék (például transzport ATP-ázok) és csatornaképző fehérjék (csatornaképzők). Ezek a fehérjék a membrán kettős zsírrétegébe ágyazódnak be, és transzporterek vagy ioncsatornák formájában transzportstruktúrákat alkotnak. Különféle vízben oldódó anyagok most már áthaladhatnak ezeken a szállítószerkezeteken, amelyek egyébként nem tudnak átjutni a zsírhártyán.

Általában a membránba ágyazott fehérjéket is ún integrál, éppen azért, mert mintegy benne vannak a membrán összetételében, és keresztül-kasul behatolnak abba. Más fehérjék, amelyek nem integráltak, mintegy szigeteket képeznek, amelyek "lebegnek" a membrán felszínén: akár a külső, akár a belső felület mentén. Hiszen mindenki tudja, hogy a zsír jó kenőanyag, és könnyű rajta csúszni!

következtetéseket

1. Általában a membrán háromrétegű:

1) a fehérje "szigetek" külső rétege,

2) zsíros kétrétegű "tenger" (lipid kettős réteg), azaz. kettős lipid film

3) a fehérje "szigetek" belső rétege.

De van egy laza külső réteg is - a glikokalix, amelyet a membránból kilógó glikoproteinek képeznek. Ezek molekuláris receptorok, amelyekhez a jelátviteli vezérlők kötődnek.

2. A membránba speciális fehérjestruktúrákat építenek be, amelyek biztosítják annak áteresztőképességét ionokkal vagy más anyagokkal szemben. Nem szabad megfeledkeznünk arról, hogy egyes helyeken a zsírtengert integrált fehérjék hatják át. És az integrál fehérjék alkotnak különlegeset szállító szerkezetek sejtmembrán (lásd 1_2. A membrántranszport mechanizmusok című részt). Rajtuk keresztül az anyagok bejutnak a sejtbe, és a sejtből kifelé is távoznak.

3. Az enzimfehérjék a membrán bármely oldalán (külső és belső), valamint a membrán belsejében is elhelyezkedhetnek, amelyek mind magának a membránnak az állapotát, mind az egész sejt életét befolyásolják.

A sejtmembrán tehát egy aktív változó szerkezet, amely az egész sejt érdekében aktívan működik és összeköti azt a külvilággal, és nem csak egy „védőburok”. Ez a legfontosabb tudnivaló a sejtmembránról.

Az orvostudományban a membránfehérjéket gyakran használják gyógyszerek „célpontjaként”. Ilyen célpontként a receptorok, ioncsatornák, enzimek, transzportrendszerek működnek. Az utóbbi időben a membránon kívül a sejtmagban megbúvó gének is a gyógyszerek célpontjaivá váltak.

Videó:Bevezetés a sejtmembrán biofizikába: az 1. membrán szerkezete (Vladimirov Yu.A.)

Videó:A sejtmembrán története, szerkezete és funkciói: A membránok szerkezete 2 (Vladimirov Yu.A.)

© 2010-2018 Sazonov V.F., © 2010-2016 kineziolog.bodhy.

A sejtmembrán meglehetősen összetett szerkezetű amely elektronmikroszkóppal látható. Nagyjából egy kettős lipidrétegből (zsírokból) áll, amelyben különböző helyeken különböző peptidek (fehérjék) szerepelnek. A membrán teljes vastagsága körülbelül 5-10 nm.

A sejtmembrán szerkezetének általános terve az egész élővilágra nézve univerzális. Az állati membránok azonban tartalmaznak koleszterinzárványokat, ami meghatározza a merevségét. A különböző élőlényvilágok membránjai közötti különbség elsősorban a membrán feletti képződményeket (rétegeket) érinti. Tehát a növényekben és gombákban a membrán felett (külső részén) sejtfal található. A növényekben főleg cellulózból, a gombákban pedig kitinből áll. Az állatokban az epimembrán réteget glikokalixnek nevezik.

A sejtmembrán másik neve citoplazmatikus membrán vagy plazmamembrán.

A sejtmembrán szerkezetének mélyebb vizsgálata feltárja számos, az elvégzett funkciókhoz kapcsolódó jellemzőjét.

A lipid kettős réteg főleg foszfolipidekből áll. Ezek olyan zsírok, amelyek egyik vége egy hidrofil tulajdonságú (azaz vonzza a vízmolekulákat) foszforsav-maradékot. A foszfolipid második vége zsírsavak lánca, amelyek hidrofób tulajdonságokkal rendelkeznek (nem képeznek hidrogénkötést a vízzel).

A sejtmembránban a foszfolipid molekulák két sorban sorakoznak úgy, hogy hidrofób "végeik" belül, a hidrofil "fejek" pedig kívül vannak. Kiderül, hogy egy meglehetősen erős szerkezet, amely megvédi a sejt tartalmát a külső környezettől.

A sejtmembránban lévő fehérjezárványok egyenetlenül oszlanak el, ráadásul mozgékonyak (mivel a kettős rétegben lévő foszfolipidek oldalirányú mobilitásúak). A XX. század 70-es évei óta az emberek elkezdtek beszélni a sejtmembrán folyadék-mozaikos szerkezete.

Attól függően, hogy a fehérje hogyan része a membránnak, háromféle fehérje létezik: integrált, félig integrált és perifériás. Az integrált fehérjék a membrán teljes vastagságán áthaladnak, és végeik mindkét oldalán kilógnak. Főleg közlekedési funkciót látnak el. A félig integrált fehérjékben az egyik vége a membrán vastagságában található, a második pedig kimegy (kívülről vagy belülről). Enzimatikus és receptor funkciókat látnak el. A perifériás fehérjék a membrán külső vagy belső felületén találhatók.

A sejtmembrán szerkezeti jellemzői arra utalnak, hogy a sejt felszíni komplexének fő összetevője, de nem az egyetlen. További összetevői a membrán feletti réteg és a membrán alatti réteg.

A glikokalixot (az állatok szupramembránrétegét) oligoszacharidok és poliszacharidok, valamint perifériás fehérjék és integrált fehérjék kiálló részei alkotják. A glikokalix komponensei receptor funkciót látnak el.

Az állati sejtekben a glikokalix mellett további membrán feletti képződmények is találhatók: nyálka, kitin, perilemma (hasonlóan a membránhoz).

A növényekben és gombákban a membrán feletti képződés a sejtfal.

A sejt membrán alatti rétege a felszíni citoplazma (hialoplazma) a benne található sejt tartó-összehúzódó rendszerével, melynek rostszálai kölcsönhatásba lépnek a sejtmembránt alkotó fehérjékkel. Az ilyen molekulavegyületeken keresztül különféle jelek továbbítódnak.

text_fields

text_fields

nyíl_felfelé

A sejteket sejt- vagy plazmamembrán választja el a test belső környezetétől.

A membrán biztosítja:

1) A specifikus sejtfunkciók elvégzéséhez szükséges molekulák és ionok szelektív behatolása a sejtbe és onnan;
2) Ionok szelektív transzportja a membránon keresztül, transzmembrán elektromos potenciálkülönbség fenntartása;
3) Az intercelluláris kontaktusok sajátosságai.

A membránban található számos receptor – hormonok, mediátorok és más biológiailag aktív anyagok – jelenléte miatt, amelyek érzékelik a kémiai jeleket, képes megváltoztatni a sejt metabolikus aktivitását. A membránok biztosítják az immunmegnyilvánulások specifitását a rajtuk lévő antigének - olyan struktúrák, amelyek olyan antitestek képződését okozzák, amelyek specifikusan kötődnek ezekhez az antigénekhez.
A sejt magját és sejtszervecskéit is membránok választják el a citoplazmától, amelyek megakadályozzák a víz és a benne oldott anyagok szabad mozgását a citoplazmából hozzájuk és fordítva. Ez megteremti a feltételeket a sejten belüli különböző kompartmentekben (kompartmentekben) végbemenő biokémiai folyamatok szétválásához.

sejtmembrán szerkezete

text_fields

text_fields

nyíl_felfelé

A sejtmembrán rugalmas szerkezet, vastagsága 7-11 nm (1.1. ábra). Főleg lipidekből és fehérjékből áll. Az összes lipid 40-90%-a foszfolipidek - foszfatidil-kolin, foszfatidil-etanol-amin, foszfatidil-szerin, szfingomielin és foszfatidil-inozitol. A membrán fontos alkotóelemei a glikolipidek, amelyeket cerebrozidok, szulfatidok, gangliozidok és koleszterin képviselnek.

Rizs. 1.1 A membrán felépítése.

A sejtmembrán fő szerkezete foszfolipid molekulák kettős rétege. A hidrofób kölcsönhatások miatt a lipidmolekulák szénhidrátláncai meghosszabbított állapotban vannak egymás közelében. Mindkét réteg foszfolipid molekuláinak csoportjai kölcsönhatásba lépnek a lipidmembránba merült fehérjemolekulákkal. Tekintettel arra, hogy a kettős réteg lipid komponenseinek többsége folyékony állapotban van, a membrán mobilitást és hullámosságot mutat. Szakaszai, valamint a lipid kettős rétegbe merülő fehérjék egyik részről a másikra keverednek. A sejtmembránok mobilitása (fluiditása) elősegíti az anyagok membránon keresztüli szállítását.

sejtmembrán fehérjék főként glikoproteinek képviselik. Megkülönböztetni:

integrált fehérjék a membrán teljes vastagságán áthatolva és
perifériás fehérjék csak a membrán felületéhez, főként annak belső részéhez kapcsolódik.

Perifériás fehérjék szinte mindegyik enzimként működik (acetilkolinészteráz, savas és lúgos foszfatázok stb.). Néhány enzimet azonban integrált fehérjék - ATPáz - is képviselnek.

integrált fehérjék szelektív ioncserét biztosítanak a membráncsatornákon keresztül az extracelluláris és intracelluláris folyadék között, és fehérjékként is működnek - nagy molekulák hordozói.

A membránreceptorokat és antigéneket integrált és perifériás fehérjék egyaránt képviselhetik.

A citoplazmatikus oldalról a membránnal szomszédos fehérjék tartoznak sejt citoszkeleton . Képesek kapcsolódni a membránfehérjékhez.

Így, fehérje csík 3 (sávszám a fehérje elektroforézis során) a vörösvértest membránok együttesét egyesítik más citoszkeleton molekulákkal - spektrin a kis molekulatömegű fehérjén keresztül, az ankyrin (1.2. ábra).

Rizs. 1.2 A fehérjék elrendeződésének vázlata az eritrociták membráncitoszkeletonjában.
1 - spektrin; 2 - ankirin; 3 - fehérjesáv 3; 4 - 4.1 fehérjesáv; 5 - fehérjesáv 4,9; 6 - aktin oligomer; 7 - fehérje 6; 8 - gpikoforin A; 9 - membrán.

Spectrin a citoszkeleton fő fehérje, amely egy kétdimenziós hálózatot alkot, amelyhez aktin kapcsolódik.

aktin mikrofilamentumokat képez, amelyek a citoszkeleton kontraktilis apparátusai.

citoszkeleton lehetővé teszi, hogy a sejt rugalmasan rugalmas tulajdonságokat mutasson, további szilárdságot biztosít a membránnak.

A legtöbb integrált fehérje glikoprotein. Szénhidrát részük kinyúlik a sejtmembránból kifelé. Sok glikoprotein nagy negatív töltéssel rendelkezik a jelentős sziálsavtartalom miatt (például a glikoforin molekula). Ez a legtöbb sejt felületét negatív töltéssel látja el, segítve a többi negatív töltésű objektum taszítását. A glikoproteinek szénhidrát nyúlványai vércsoport-antigéneket, a sejt egyéb antigéndeterminánsait hordozzák, és hormonkötő receptorként működnek. A glikoproteinek adhezív molekulákat képeznek, amelyek hatására a sejtek egymáshoz kapcsolódnak, azaz. szoros intercelluláris kapcsolatok.

Az anyagcsere jellemzői a membránban

text_fields

text_fields

nyíl_felfelé

A membránkomponensek számos metabolikus átalakulásnak vannak kitéve a membránjukon vagy annak belsejében található enzimek hatására. Ide tartoznak az oxidatív enzimek, amelyek fontos szerepet játszanak a membránok hidrofób elemeinek - koleszterin stb. - módosításában. A membránokban az enzimek - foszfolipázok - aktiválásakor az arachidonsavból biológiailag aktív vegyületek - prosztaglandinok és származékaik - keletkeznek. A membránban a foszfolipid metabolizmus aktiválódása következtében tromboxánok és leukotriének képződnek, amelyek erőteljesen befolyásolják a vérlemezkék adhézióját, gyulladását stb.

A membrán összetevői folyamatosan megújulási folyamatokon mennek keresztül. . Így a membránfehérjék élettartama 2-5 nap. A sejtben azonban léteznek olyan mechanizmusok, amelyek biztosítják az újonnan szintetizált fehérjemolekulák membránreceptorokhoz való eljuttatását, amelyek megkönnyítik a fehérje beépülését a membránba. Ennek a receptornak az újonnan szintetizált fehérje általi "felismerését" egy szignálpeptid képződése segíti elő, amely segít megtalálni a receptort a membránon.

A membránlipidek szintén jelentős anyagcsere-sebességgel rendelkeznek., amihez nagy mennyiségű zsírsav szükséges ezen membránkomponensek szintéziséhez.
A sejtmembránok lipidösszetételének sajátosságait befolyásolják az emberi környezet változásai és étrendjének jellege.

Például a telítetlen kötésekkel rendelkező étrendi zsírsavak növekedése növeli a lipidek folyékony állapotát a különböző szövetek sejtmembránjaiban, a foszfolipidek és a szfingomielin, valamint a lipidek fehérjék arányának a sejtmembrán működése szempontjából kedvező változásához vezet.

A membránokban lévő felesleges koleszterin éppen ellenkezőleg, növeli a foszfolipid molekulák kettős rétegének mikroviszkozitását, csökkentve bizonyos anyagok diffúziós sebességét a sejtmembránokon keresztül.

Az A, E, C, P vitaminokkal dúsított táplálék javítja a lipid anyagcserét a vörösvértest membránokban, csökkenti a membrán mikroviszkozitását. Ez növeli az eritrociták deformabilitását, megkönnyíti szállítási funkciójukat (6. fejezet).

Zsírsav- és koleszterinhiányélelmiszerekben megzavarja a sejtmembránok lipidösszetételét és működését.

Például a zsírhiány megzavarja a neutrofil membrán működését, ami gátolja mozgási képességüket és fagocitózisukat (mikroszkópos méretű idegen tárgyak és szilárd részecskék aktív befogása és felszívódása egysejtű szervezetek vagy egyes sejtek által).

A membránok lipidösszetételének és permeabilitásának szabályozásában, a sejtproliferáció szabályozásában fontos szerepet játszanak a reaktív oxigénfajták, amelyek a sejtben normál anyagcsere-reakciók (mikroszómális oxidáció stb.) során képződnek.

Reaktív oxigénfajták képződnek- a szuperoxid gyök (O 2), a hidrogén-peroxid (H 2 O 2) stb. rendkívül reaktív anyagok. A szabad gyökös oxidációs reakciókban fő szubsztrátumuk a telítetlen zsírsavak, amelyek a sejtmembrán foszfolipidek részét képezik (úgynevezett lipid-peroxidációs reakciók). E reakciók felerősödése károsíthatja a sejtmembránt, annak gátját, receptorait és metabolikus funkcióit, a nukleinsavmolekulák és fehérjék módosulását, ami mutációkhoz, enzimek inaktiválásához vezet.

Fiziológiás körülmények között a lipidperoxidáció felerősödését a sejtek antioxidáns rendszere szabályozza, amelyet a reaktív oxigénfajtákat inaktiváló enzimek képviselnek - szuperoxid-diszmutáz, kataláz, peroxidáz és antioxidáns hatású anyagok - tokoferol (E-vitamin), ubikinon stb. kifejezett sejtmembránvédő hatás (citoprotektív hatás), különböző szervezetkárosító hatással, a prosztaglandinok E és J2 „kioltják” a szabad gyökök oxidációjának aktiválását. A prosztaglandinok védik a gyomornyálkahártyát és a májsejteket a kémiai károsodástól, a neuronokat, a neuroglia sejteket, a szívizomsejteket - a hipoxiás károsodástól, a vázizmokat - a nagy fizikai terhelés során. A sejtmembránokon lévő specifikus receptorokhoz kötődő prosztaglandinok stabilizálják az utóbbi kettősrétegét, csökkentik a membránok foszfolipidek elvesztését.

A membrán receptor funkciói

text_fields

text_fields

nyíl_felfelé

A kémiai vagy mechanikai jeleket először a sejtmembrán receptorok érzékelik. Ennek következménye a membránfehérjék kémiai módosulása, ami a "másodlagos hírvivők" aktiválódásához vezet, amelyek biztosítják a jel gyors terjedését a sejtben annak genomjába, enzimekbe, kontraktilis elemekbe stb.

Sematikusan egy sejtben a transzmembrán jelátvitel a következőképpen ábrázolható:

1) Az észlelt jeltől gerjesztve a receptor aktiválja a sejtmembrán γ-fehérjéit. Ez akkor fordul elő, amikor megkötik a guanozin-trifoszfátot (GTP).

2) A "GTP-y-proteins" komplex kölcsönhatása viszont aktiválja az enzimet - a másodlagos hírvivők prekurzorát, amely a membrán belső oldalán található.

Az egyik másodlagos hírvivő, az ATP-ből képződő cAMP prekurzora az adenilát-cikláz enzim;
Más másodlagos hírvivők - az inozit-trifoszfát és a membrán-foszfatidil-inozitol-4,5-difoszfátból képződő diacil-glicerin - prekurzora a foszfolipáz C enzim. Ezenkívül az inozitol-trifoszfát egy másik másodlagos hírvivőt is mobilizál a sejtben - a kalciumionokat, amelyek szinte részt vesznek minden szabályozó folyamat a sejtben. Például a keletkező inozitol-trifoszfát kalcium felszabadulását okozza az endoplazmatikus retikulumból, és növeli koncentrációját a citoplazmában, ezáltal a sejtválasz különféle formáit is magában foglalja. Az inozitol-trifoszfát és a diacilglicerin segítségével a hasnyálmirigy simaizmainak és B-sejtjeinek működését szabályozza az acetilkolin, az elülső hipofízis tiropin-felszabadító faktora, a limfociták antigénre adott válasza stb.
Egyes sejtekben a második hírvivő szerepét a cGMP látja el, amely a guanilát-cikláz enzim segítségével GTP-ből képződik. Például a nátriuretikus hormon második hírvivőjeként szolgál az érfalak simaizomzatában. A cAMP számos hormon – adrenalin, eritropoetin stb. – másodlagos hírvivőjeként szolgál (3. fejezet).

A sejt szerkezetétől függően minden élő szervezet három csoportra osztható (lásd 1. ábra):

1. Prokarióták (nem nukleáris)

2. Eukarióták (nukleáris)

3. Vírusok (nem sejtes)

Rizs. 1. Élő szervezetek

Ebben a leckében elkezdjük tanulmányozni az eukarióta organizmusok sejtjeinek szerkezetét, beleértve a növényeket, gombákat és állatokat. Sejtjeik a legnagyobbak és összetettebbek a prokarióta sejtekhez képest.

Mint tudják, a sejtek önálló tevékenységre képesek. Képesek anyagot és energiát cserélni a környezettel, valamint növekedni és szaporodni, így a sejt belső szerkezete nagyon összetett, és elsősorban attól függ, hogy a sejt milyen funkciót lát el egy többsejtű szervezetben.

Az összes sejt felépítésének elve ugyanaz. Minden eukarióta sejtben a következő főbb részek különböztethetők meg (lásd 2. ábra):

1. A külső membrán, amely elválasztja a sejt tartalmát a külső környezettől.

2. Citoplazma organellumokkal.

Rizs. 2. Az eukarióta sejt főbb részei

A "membrán" kifejezést körülbelül száz éve javasolták a sejt határainak jelölésére, de az elektronmikroszkópia fejlődésével világossá vált, hogy a sejtmembrán a sejt szerkezeti elemeinek része.

J. D. Robertson 1959-ben fogalmazta meg az elemi membránhipotézist, amely szerint az állatok és növények sejtmembránja azonos típus szerint épül fel.

1972-ben Singer és Nicholson javasolta, ami jelenleg általánosan elfogadott. E modell szerint bármely membrán alapja a foszfolipidek kettős rétege.

A foszfolipidekben (foszfátcsoportot tartalmazó vegyületek) a molekulák egy poláris fejből és két nem poláris farokból állnak (lásd 3. ábra).

Rizs. 3. Foszfolipid

A foszfolipid kettősrétegben a hidrofób zsírsavmaradékok befelé néznek, míg a hidrofil fejek, köztük egy foszforsavmaradék, kifelé néznek (lásd 4. ábra).

Rizs. 4. Foszfolipid kettős réteg

A foszfolipid kettős réteg dinamikus struktúraként jelenik meg, a lipidek mozoghatnak, megváltoztatva helyzetüket.

A kettős lipidréteg biztosítja a membrán barrier funkcióját, megakadályozva a sejt tartalmának szétterjedését, valamint megakadályozza a mérgező anyagok bejutását a sejtbe.

A sejt és a környezet közötti határmembrán jelenléte már jóval az elektronmikroszkóp megjelenése előtt ismert volt. A fizikai kémikusok tagadták a plazmamembrán létezését, és úgy vélték, hogy van határfelület az élő kolloid tartalom és a környezet között, de Pfeffer (német botanikus és növényfiziológus) 1890-ben megerősítette a létezését.

A múlt század elején Overton (brit fiziológus és biológus) felfedezte, hogy számos anyag vörösvértestekbe való behatolási sebessége egyenesen arányos lipidekben való oldhatóságukkal. Ezzel kapcsolatban a tudós azt javasolta, hogy a membrán nagy mennyiségű lipidet és anyagot tartalmaz, amelyek feloldódnak benne, áthaladnak rajta, és a membrán másik oldalán találják magukat.

1925-ben Gorter és Grendel (amerikai biológusok) lipideket izoláltak az eritrociták sejtmembránjából. A kapott lipideket egy molekula vastagságban oszlattuk el a víz felszínén. Kiderült, hogy a lipidréteg által elfoglalt felület kétszerese magának a vörösvértestnek. Ezért ezek a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a sejtmembrán nem egy, hanem két lipidrétegből áll.

Dawson és Danielly (angol biológusok) 1935-ben azt javasolták, hogy a sejtmembránokban a bimolekuláris lipidréteg két fehérjemolekula réteg közé van zárva (lásd 5. ábra).

Rizs. 5. Dawson és Danielli által javasolt membránmodell

Az elektronmikroszkóp megjelenésével lehetővé vált a membrán szerkezetének megismerése, majd kiderült, hogy az állati és növényi sejtek membránja háromrétegű szerkezetnek tűnik (lásd 6. ábra).

Rizs. 6. Sejtmembrán mikroszkóp alatt

1959-ben J. D. Robertson biológus az akkoriban rendelkezésre álló adatokat egyesítve hipotézist állított fel az "elemi membrán" szerkezetére vonatkozóan, amelyben minden biológiai membránra közös szerkezetet feltételezett.

Robertson posztulátumai az "elemi membrán" szerkezetéről

1. Minden membrán körülbelül 7,5 nm vastag.

2. Elektronmikroszkópban mindegyik háromrétegűnek tűnik.

3. A membrán háromrétegű képe a fehérjék és poláris lipidek pontos elrendeződésének eredménye, amit a Dawson és Danielli modell biztosított - a központi lipid kettős réteg két fehérjeréteg közé záródik.

Ez az „elemi membrán” szerkezetére vonatkozó hipotézis különféle változásokon ment keresztül, és 1972-ben terjesztette elő. a membrán folyadékmozaik modellje(lásd a 7. ábrát), amely ma már általánosan elfogadott.

Rizs. 7. A membrán folyadékmozaik modellje

A fehérjemolekulák a membrán lipid kettős rétegébe merülnek, mozgékony mozaikot alkotnak. A membránban elfoglalt helyük és a lipid kettős réteggel való kölcsönhatásuk módja szerint a fehérjék a következőkre oszthatók:

- felületes (vagy perifériás) a lipid kettősréteg hidrofil felületéhez kapcsolódó membránfehérjék;

- integrál (membrán) a kettősréteg hidrofób régiójába ágyazott fehérjék.

Az integrált fehérjék a kettős réteg hidrofób régiójába való bemerülésük mértékében különböznek. Teljesen elmeríthetők integrál) vagy részben elmerült ( félig integrált), és áthatolhat a membránon keresztül ( transzmembrán).

A membránfehérjék funkciójuk szerint két csoportra oszthatók:

- szerkezeti fehérjék. A sejtmembránok részét képezik, és részt vesznek szerkezetük fenntartásában.

- dinamikus fehérjék. A membránokon helyezkednek el, és részt vesznek a rajtuk zajló folyamatokban.

A dinamikus fehérjéknek három osztálya van.

1. Receptor. Ezen fehérjék segítségével a sejt különféle hatásokat érzékel a felszínén. Azaz specifikusan megkötik a membrán külső oldalán lévő vegyületeket, például hormonokat, neurotranszmittereket, toxinokat, ami jelzésként szolgál a sejten belüli vagy magának a membránnak a különböző folyamatainak megváltoztatásához.

2. Szállítás. Ezek a fehérjék bizonyos anyagokat szállítanak a membránon keresztül, csatornákat is képeznek, amelyeken keresztül a különböző ionok a sejtbe és onnan kijutnak.

3. Enzimatikus. Ezek olyan enzimfehérjék, amelyek a membránban helyezkednek el, és különféle kémiai folyamatokban vesznek részt.

Anyagok szállítása a membránon keresztül

A lipid kettősrétegek nagyrészt áthatolhatatlanok számos anyag számára, így nagy mennyiségű energia szükséges az anyagok membránon keresztüli szállításához, és különféle struktúrák kialakítására is szükség van.

Kétféle közlekedés létezik: passzív és aktív.

Passzív szállítás

A passzív transzport a molekulák koncentrációs gradiens mentén történő mozgása. Vagyis csak az átvitt anyag koncentrációjának különbsége határozza meg a membrán ellentétes oldalán, és energiafelhasználás nélkül hajtják végre.

A passzív szállításnak két típusa van:

- egyszerű diffúzió(lásd 8. ábra), amely a membránfehérje részvétele nélkül történik. Az egyszerű diffúzió mechanizmusa a gázok (oxigén és szén-dioxid), víz és néhány egyszerű szerves ion transzmembrán átvitele. Az egyszerű diffúzió lassú.

Rizs. 8. Egyszerű diffúzió

- megkönnyített diffúzió(lásd 9. ábra) abban különbözik az egyszerűtől, hogy hordozófehérjék részvételével zajlik. Ez a folyamat specifikus, és nagyobb sebességgel megy végbe, mint az egyszerű diffúzió.

Rizs. 9. Könnyített diffúzió

A membrántranszport fehérjéknek két típusa ismert: a hordozófehérjék (transzlokázok) és a csatornaképző fehérjék. A transzportfehérjék specifikus anyagokat kötnek meg és a koncentrációgradiensük mentén a membránon keresztül viszik át, így ez a folyamat az egyszerű diffúzióhoz hasonlóan nem igényel ATP energia ráfordítást.

A táplálékrészecskék nem tudnak átjutni a membránon, endocitózissal jutnak be a sejtbe (lásd 10. ábra). Az endocitózis során a plazmamembrán invaginációkat és kinövéseket képez, befogja a táplálék szilárd részecskéit. A táplálékbolus körül vakuólum (vagy vezikula) képződik, amely ezután leválik a plazmamembránról, és a vakuólumban lévő szilárd részecske a sejt belsejében van.

Rizs. 10. Endocitózis

Az endocitózisnak két típusa van.

1. Fagocitózis- szilárd részecskék felszívódása. A fagocitózist végző speciális sejteket ún fagociták.

2. pinocitózis- folyékony anyagok (oldat, kolloid oldat, szuszpenziók) felszívódása.

Exocitózis(lásd 11. ábra) - az endocitózissal ellentétes folyamat. A sejtben szintetizált anyagokat, például a hormonokat a sejtmembránhoz illeszkedő membránvezikulákba csomagolják, beágyazzák, és a vezikula tartalma kilökődik a sejtből. Ugyanígy a sejt megszabadulhat a felesleges anyagcseretermékektől.

Rizs. 11. Exocitózis

aktiv szállitás

A könnyített diffúzióval ellentétben az aktív transzport az anyagok koncentrációgradiens ellenében történő mozgása. Ebben az esetben az anyagok egy alacsonyabb koncentrációjú területről egy magasabb koncentrációjú területre kerülnek. Mivel az ilyen mozgás a normál diffúzióval ellentétes irányban megy végbe, a cellának energiát kell fordítania ebbe a folyamatba.

Az aktív transzport példái közül legjobban az úgynevezett nátrium-kálium pumpa tanulmányozható. Ez a szivattyú nátriumionokat pumpál ki a sejtből, és káliumionokat pumpál a sejtbe az ATP energiájával.

1. Strukturális (a sejtmembrán választja el a sejtet a környezettől).

2. Szállítás (az anyagok a sejtmembránon keresztül jutnak el, a sejtmembrán pedig erősen szelektív szűrő).

3. Receptor (a membrán felszínén található receptorok érzékelik a külső hatásokat, továbbítják ezt az információt a sejtbe, lehetővé téve, hogy gyorsan reagáljon a környezeti változásokra).

A fent felsoroltakon kívül a membrán anyagcsere- és energiaátalakító funkciót is ellát.

anyagcsere funkció

A biológiai membránok közvetlenül vagy közvetve részt vesznek a sejtben lévő anyagok metabolikus átalakulásának folyamataiban, mivel a legtöbb enzim a membránokhoz kapcsolódik.

Az enzimek lipidkörnyezete a membránban bizonyos feltételeket teremt a működésükhöz, korlátozza a membránfehérjék aktivitását, ezáltal szabályozó hatással van az anyagcsere folyamatokra.

Energia átalakító funkció

Számos biomembrán legfontosabb funkciója az egyik energiaforma átalakítása a másikba.

Az energiaátalakító membránok közé tartoznak a mitokondriumok belső membránjai, a kloroplasztiszok tilakoidjai (lásd 12. ábra).

Rizs. 12. Mitokondriumok és kloroplasztiszok

Bibliográfia

1. Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Általános biológia 10-11 osztály Túzok, 2005.
2. Biológia. 10. fokozat. Általános biológia. Alapszint / P.V. Izhevsky, O.A. Kornilova, T.E. Loshchilin és mások - 2. kiadás, átdolgozva. - Ventana-Graf, 2010. - 224 oldal.
3. Belyaev D.K. Biológia 10-11 óra. Általános biológia. Alapszintű. - 11. kiadás, sztereotípia. - M.: Oktatás, 2012. - 304 p.
4. Agafonova I.B., Zakharova E.T., Sivoglazov V.I. Biológia 10-11 óra. Általános biológia. Alapszintű. - 6. kiadás, add. - Túzok, 2010. - 384 p.

1. Ayzdorov.ru ().
2. Youtube.com().
3. Doctor-v.ru ().
4. Animals-world.ru ().

Házi feladat

1. Milyen a sejtmembrán szerkezete?
2. Milyen tulajdonságokkal rendelkeznek a lipidek a membránok kialakítására?
3. Milyen funkcióinak köszönhetően vehetnek részt a fehérjék az anyagok membránon keresztüli szállításában?
4. Sorolja fel a plazmamembrán funkcióit!
5. Hogyan történik a passzív transzport a membránon keresztül?
6. Hogyan történik az aktív transzport a membránon keresztül?
7. Mi a feladata a nátrium-kálium pumpának?
8. Mi a fagocitózis, pinocitózis?

sejt membrán (más néven cytolemma, plasmalemma vagy plazmamembrán) fehérjékből és lipidekből álló rugalmas molekulaszerkezet. Elválasztja bármely cella tartalmát a külső környezettől, biztosítva annak integritását; szabályozza a sejt és a környezet közötti cserét; Az intracelluláris membránok a sejtet speciális zárt rekeszekre osztják fel - kompartmentekre vagy organellumokra, amelyekben bizonyos környezeti feltételek fennmaradnak.

Ha van ilyen a sejtben (általában a növényi sejtekben), az lefedi a sejtmembránt.

A sejtmembrán egy kettős réteg (kettős réteg) lipid osztályú molekulákból, amelyek többsége úgynevezett komplex lipid. foszfolipidek. A lipidmolekuláknak van egy hidrofil ("fej") és egy hidrofób ("farok") része. A membránok kialakulása során a molekulák hidrofób részei befelé, míg a hidrofil részek kifelé fordulnak. A biológiai membrán különféle fehérjéket is tartalmaz:

• integrál (áthatol a membránon),
• félig integrált (egyik végén a külső vagy belső lipidrétegbe merülve),
• felületes (a membrán külső oldalán vagy a belső oldalai mellett található).

Egyes fehérjék a sejtmembrán érintkezési pontjai a sejten belüli citoszkeletonnal és kívül a sejtfallal.

A membrán funkciói:

• Barrier – szabályozott, szelektív, passzív és aktív anyagcserét biztosít a környezettel.
• Szállítás - a membránon keresztül az anyagok a sejtbe és a sejtből kijutnak. A membránokon keresztül történő szállítás biztosítja: a tápanyagok szállítását, az anyagcsere végtermékeinek eltávolítását, a különböző anyagok kiválasztását, az ionos gradiensek létrehozását, az optimális pH fenntartását a sejtben és az ionok működéséhez szükséges ionok koncentrációját. sejtenzimek.
• Mátrix - biztosítja a membránfehérjék bizonyos relatív helyzetét és orientációját, optimális kölcsönhatásukat.
• Mechanikus - biztosítja a sejt autonómiáját, intracelluláris struktúráit, valamint a kapcsolatot más sejtekkel (a szövetekben). A sejtfalak fontos szerepet játszanak a mechanikai funkció biztosításában.
• Energia - a kloroplasztiszokban a fotoszintézis, a mitokondriumokban a sejtlégzés során membránjaikban energiatranszfer rendszerek működnek, amelyekben fehérjék is részt vesznek.

A membránok három lipidosztályból állnak:

• foszfolipidek,
• glikolipidek,
• koleszterin.

Foszfolipidek és glikolipidek(lipidek szénhidrátokkal) két hosszú hidrofób szénhidrogén "farokból" állnak, amelyek egy töltött hidrofil "fejhez" kapcsolódnak.

koleszterin merevséget ad a membránnak, elfoglalja a szabad helyet a lipidek hidrofób farka között, és nem engedi meghajolni őket. Ezért az alacsony koleszterintartalmú membránok rugalmasabbak, míg a magas koleszterintartalmú membránok merevebbek és törékenyebbek. A koleszterin „záróként” is szolgál, amely megakadályozza, hogy a poláris molekulák a sejtből és a sejtbe bejussanak.

A membrán fontos része az fehérjék,áthatol rajta és felelős a membránok különféle tulajdonságaiért. Összetételük és orientációjuk a különböző membránokban eltérő. A fehérjék mellett gyűrű alakú lipidek találhatók – rendezettebbek, kevésbé mozgékonyak, több telített zsírsavat tartalmaznak, és a fehérjével együtt szabadulnak fel a membránból. Gyűrűs lipidek nélkül a membránfehérjék nem működnek.

A sejtmembránok gyakran aszimmetrikus vagyis a rétegek lipidösszetételben különböznek, a külső réteg főleg foszfatidil-inozitot, foszfatidilkolint, szfingomielint és glikolipidet tartalmaz, míg a belső réteg foszfatidil-szerint, foszfatidil-etanol-amint és foszfatidil-inozitot tartalmaz. Az egyes molekulák egyik rétegből a másikba való átmenete (ún. flip flop) nehézkes, de megtörténhet spontán módon, kb. 6 havonta egyszer, vagy a plazmamembrán flippase fehérjék és scramblase segítségével. Ha a foszfatidil-szerin megjelenik a külső rétegben, ez egy jel a makrofágok számára, hogy elpusztítsák a sejtet.

Membránszervecskék- Ezek a citoplazma zárt egyetlen vagy egymással összefüggő szakaszai, amelyeket membránok választanak el a hialoplazmától. Az egymembrán organellumok közé tartozik az endoplazmatikus retikulum, a Golgi-készülék, a lizoszómák, vakuolák, peroxiszómák; két membránra - a mag, mitokondriumok, plasztidok. A különböző organellumok membránjainak szerkezete különbözik a lipidek és a membránfehérjék összetételében.

A sejtmembránoknak van szelektív permeabilitás: glükóz, aminosavak, zsírsavak, glicerin és ionok lassan diffundálnak rajtuk, és maguk a membránok bizonyos mértékig aktívan szabályozzák ezt a folyamatot - egyes anyagok átjutnak, mások nem. Az anyagok sejtbe jutásának, illetve a sejtből kifelé történő eltávolításának négy fő mechanizmusa van: diffúzió, ozmózis, aktív transzport és exo- vagy endocitózis. Az első két folyamat passzív jellegű, vagyis nem igényel energiát; az utolsó kettő az energiafogyasztással kapcsolatos aktív folyamatok.

A membrán szelektív permeabilitása a passzív transzport során a speciális csatornáknak - integrált fehérjéknek köszönhető. Át- és áthatolnak a membránon, egyfajta átjárót képezve. A K, Na és Cl elemeknek saját csatornái vannak. A koncentráció gradiens tekintetében ezeknek az elemeknek a molekulái be- és kimozdulnak a sejtbe. Irritáció esetén a nátriumion csatornák megnyílnak, és a nátriumionok élesen beáramlanak a sejtbe. Ez a membránpotenciál kiegyensúlyozatlanságához vezet. Ezt követően a membránpotenciál visszaáll. A káliumcsatornák mindig nyitva vannak, amelyeken keresztül a káliumionok lassan bejutnak a sejtbe.