Биологические мембраны

Биологические мембраны – образования, которые окружают клетку и ее органоиды. В состав мембран входят липиды, белки, углеводы.

Липиды представлены фосфолипидами и холестеролом. Фосфолипиды состоят из спирта глицерина, жирных кислот, фосфата, с фосфатом соединяются холин, серин, этаноламин, инозитол. В связи с этим фосфолипиды мембран называются фосфатидилхолин, фосфатидилсерин, фосфатидилинозитол, фосфатидилэтаноламин. Различают также сфинголипиды, в составе которых находятся спирт сфингозин, жирные кислоты, фосфат, холин. Холестерол существует в мембране в свободном виде и в виде эфиров с жирными кислотами.

Роль мембранных липидов:

- транспорт веществ – кислорода, углекислого газа, воды, стероидных, тиреоидных гормонов, жирорастворимых витаминов

- фиксация белков в мембране

- фосфатидилинозитол участвует в передаче гормонального сигнала

Липиды в мембране образуют бислой. Молекула фосфолипидов имеет гидрофобную часть, которая представлена жирными кислотами, глицерином, сфингозином; гидрофильную часть, которая представлена холином, серином, этаноламином, инозитолом, фосфатом. При этом гидрофобные части фосфолипидов образуют хвосты, которые погружаются внутрь мембранного бислоя, а гидрофильные головки фосфолипидов лежат на поверхности мембраны. Свойство фосфолипидов - обладание гидрофильными и гидрофобными участками молекулы – называется амфифильностью.

Физико-химические свойства мембран:

- фосфолипиды образуют создают в мембране бислой, т.е. мембрана имеет внутреннюю и наружную поверхности, которые различаются по липидному и белковому составу. Это свойство мембран называется мембранной ассиметрией. В наружном слое мембран располагаются преимущественно фосфатидилхолины и фосфатидилинозитолы, а во внутреннем слое мембраны – фосфатидилсерины и фосфатидилэтаноламины.

- подвижность и текучесть – эти свойства мембран связаны с подвижностью липидов и белков, которые способны перемещаться с внутренней поверхности мембраны на наружную; текучесть мембран зависит от жирнокислотного состава фосфолипидов и от количества холестерола. Если в составе фосфолипидов много полиненасыщенных жирных кислот, а также снижена концентрация холестерола, то мембрана обладает большей текучестью, что способствует лучшему транспорту веществ через мембрану.

Белки мембраны представлены интегральными белками – пронизывают весь липидный бислой; поверхностными белками – прикрепляются к липидам на поверхности мембраны. Роль мембранных белков:

- транспорт веществ

- белки в комплексе с углеводами образуют гликопротеины, которые играют роль рецепторов для проведения гормонального сигнала.

- являются ферментами

- связывают скелет клетки с внеклеточным пространством.

Углеводы мембран представлены в составе сложных белков – гликопротеинов и сложных липидов – гликолипидов. Гликопротеины выполняют рецепторную и ферментативную функции. Гликолипиды представлены цереброзидами и ганглиозидами, которые в большом количестве присутствуют в нервной ткани и выполняют электроизоляционную функцию.