מה זה קרום? מושג זה משמש בתחומי חיים ובמדעים שונים. ובכל אחד מהם יש לזה משמעות אחרת. אבל, כך או אחרת, השימוש במונח זה קשור למשמעות המילה עצמה. בתרגום מלטינית, "ממברנה" היא ממברנה.
פרשנויות שונות למושג
בטכנולוגיה ובהנדסה, מושג זה משמש כשמדברים על סרט דק או צלחת קבועה לאורך קווי המתאר, כמו במיקרופונים או מדי לחץ.
בביולוגיה, ממברנה מובנת כמבנה מולקולרי אלסטי הקיים בכל תא ומבצע את תפקיד ההגנה מפני השפעות הסביבה. הוא מבטיח את שלמות התא ומשתתף בתהליכים מטבוליים עם העולם החיצון.
ממברנה של אוסמוזה הפוכה
אחת ההמצאות האחרונות היא מודול האוסמוזה ההפוכה, המשמש לטיהור מים. עיצוב זה הוא צינור בעל תחתית ומכסה. ובתוך הצינור הזה נמצא רק קרום האוסמוזה ההפוכה, שנוכחותו מבטיחה ייצור של מים טהורים במיוחד, משוחררים ממזהמים בקטריולוגיים שונים.ומרבצים ביולוגיים. מנגנון טיהור הנוזלים מבוסס על מזעור שטחים מתים שבהם יכולים להצטבר חיידקים.
המודולים האלה נמצאים בשימוש נרחב ברפואה, וליתר דיוק, הם מספקים מכשירים להמודיאליזה עם מים טהורים במיוחד.
ממברנות לצברים הידראוליים ומיכלי הרחבה. המחליף שלהם
מצברים הידראוליים ומיכלי הרחבה הם מכשירים המשמשים לפיצוי על עודף לחץ (נפח) בתוך התקני חימום.
מהו הממברנה במקרה זה? אלמנט זה הוא המרכיב העיקרי של מכשירים מסוג זה. זה משפיע על הביצועים והאמינות של המערכת כולה. צורת הממברנה עשויה להשתנות. זה דיאפרגמה, כדור ובלון. אם למיכל יש נפח גדול, אזי מוחדר אביזר מתכת לחלק האחורי של האלמנט, שבו יש חור לדימום אוויר. בהתאם להיקף השימוש במכשיר, נבחר החומר לייצור הממברנה. לדוגמה, במיכלי ההרחבה של מערכת החימום, הקריטריון העיקרי הוא רמת עמידות החום והעמידות. במקרה של אספקת מים קרים, בחירת חומר הממברנה מונחית על ידי הקריטריון של גמישות דינמית.
למרבה הצער, אין חומר שניתן לכנותו אוניברסלי. לכן, בחירתו הנכונה היא אחד התנאים החשובים ביותר לתפעול ארוך טווח של המכשיר ולתפעול יעיל שלו. לרוב, הצלחות עשויות מגומי טבעי,גומי בוטיל סינטטי או אתילן פרופילן.
הממברנה מוחלפת על ידי ניתוק המצבר או מיכל ההרחבה מהמערכת. ראשית, מסירים את הברגים שמחזיקים את האוגן והגוף ביחד. בחלק מהמכשירים ישנה גם תושבת באזור הפטמה. לאחר הסרתו, ניתן להסיר את הממברנה בקלות. על ידי ביצוע הפעולה ההפוכה, עליך להתקין ממברנה חדשה.
ממברנות פולימר
המושג "קרום פולימרי" משמש במספר מקרים. ראשית, הוא משמש, מדבר על אחד מחומרי הגג המודרניים והמתקדמים ביותר מבחינה פרקטית. סוג זה של ממברנה מיוצר בשיטת אקסטרוזיה, המבטיחה שאין חללים בהרכב החומר המוגמר. היתרונות של מוצר פולימרי כוללים עמידות מוחלטת למים, חדירות אדים, משקל קל, חוזק, דליקות נמוכה, בטיחות סביבתית.
המונח "ממברנה פולימר" משמש לעתים קרובות כשמדובר בלוחות האוסמוזה ההפוכה שכבר הוזכרו לעיל, כמו גם סוגים אחרים של ממברנות העשויות מפולימרים אורגניים. אלו הם מוצרי מיקרו ואולטרה סינון, ממברנות המשמשות בננו סינון. היתרון של ממברנות פולימריות בהקשר זה טמון ביכולת ייצור גבוהה ובאפשרויות גדולות לשליטה בתכונות ובמבנה החומר. זה משתמש בווריאציות כימיות וטכנולוגיות קטנות בתהליך הייצור.
קרום התא. תאים - יחידותמכל היצורים החיים
זה זמן רב ידוע שהיחידה המבנית הבסיסית של אורגניזם חי היא תא. זהו קטע מובחן של הציטופלזמה, המוקף בממברנת תא. בתהליך האבולוציה, עם התרחבות גבולות הפונקציונליות, הוא רכש פלסטיות ועדינות, מכיוון שהתהליכים החשובים ביותר בגוף מתרחשים בדיוק בתאים.
קרום התא הוא הגבול של התא, המהווה מחסום טבעי בין התוכן הפנימי שלו לבין הסביבה. המאפיין המאפיין העיקרי של הממברנה הוא חדירות למחצה, המבטיח חדירת לחות וחומרי הזנה לתא והסרת תוצרי ריקבון ממנו. קרום התא הוא המרכיב המבני העיקרי של ארגון התא.
עובדות היסטוריות הקשורות לגילוי וחקר קרום התא
בשנת 1925, גרנדל וגורדר הקימו בהצלחה ניסוי לזיהוי ה"צללים" של תאי דם אדומים. הם גילו לראשונה את דו-שכבת השומנים במהלך ניסויים. ממשיכי עבודתם דניאלי, דוסון, רוברטסון, ניקולסון בשנים שונות עבדו על יצירת מודל פסיפס נוזלי של מבנה הממברנה. סינגשר סוף סוף הצליח לעשות זאת ב-1972.
פונקציות בסיסיות של קרום התא
- הפרדת התוכן הפנימי של התא ממרכיבי הסביבה החיצונית.
- תרום לשמירה על הקביעות של ההרכב הכימי בתוך התא.
- וויסות את איזון חילוף החומרים.
- קישוריותבין תאים.
- פונקציית איתות.
- פונקציית הגנה.
מעטפת פלזמה
מהי הממברנה, המכונה מעטפת הפלזמה? זהו דופן התא החיצונית, שבמבנה שלה הוא סרט אולטרה-מיקרוסקופי בעובי 5-7 ננומטר. הוא מורכב מתרכובות חלבון, פוספוליפידים, מים. הסרט, בהיותו אלסטי מאוד, סופג לחות היטב, ויש לו גם את היכולת לשחזר במהירות את שלמותו.
ממברנת הפלזמה מאופיינת במבנה אוניברסלי. מיקום הגבול שלו גורם להשתתפות בתהליך של חדירות סלקטיבית במהלך הסרת תוצרי ריקבון מהתא. אינטראקציה עם אלמנטים שכנים והגנה אמינה על התוכן מפני נזק, הממברנה החיצונית היא אחד המרכיבים החשובים ביותר של מבנה התא.
השכבה הדקה ביותר המכסה לפעמים את קרום התא של יצורים חיים נקראת גליקוקליקס. הוא מורכב מחלבונים ופוליסכרידים. ובתאים צמחיים, הממברנה מוגנת מלמעלה על ידי דופן מיוחד, שגם מבצעת פונקציה תומכת ושומרת על צורתה. הוא מורכב בעיקר מסיבים, פוליסכריד בלתי מסיס.
לפיכך, אנו יכולים להסיק שהתפקידים העיקריים של קרום התא החיצוני הם תיקון, הגנה ואינטראקציה עם תאים שכנים.
תכונות בנייה
מה זה קרום? מדובר במעטפת ניידת שרוחבה 6-10 ננומטר. המבנה שלו מבוסס עלדו-שכבת שומנים וחלבונים. פחמימות קיימות גם בקרום, אך הן מהוות רק 10% מהמסה של הממברנות. אבל הם בהכרח נמצאים בגליקוליפידים או בגליקופרוטאינים.
אם אנחנו מדברים על היחס בין חלבונים לשומנים, אז זה יכול להשתנות מאוד. הכל תלוי בסוג הבד. לדוגמה, המיאלין מכיל כ-20% חלבון, בעוד המיטוכונדריה מכילות כ-80%. הרכב הממברנה משפיע ישירות על צפיפותו. ככל שתכולת החלבון גבוהה יותר, כך צפיפות הקליפה גבוהה יותר.
מגוון של תפקודי שומנים
כל ליפיד הוא פוספוליפיד באופיו, הנובע מאינטראקציה של גליצרול וספינגוזין. חלבוני הממברנה ארוזים בצפיפות סביב פיגום השומנים, אך שכבתם אינה רציפה. חלקם טבולים בשכבת השומנים, בעוד שאחרים, כביכול, חודרים אליה. זו הסיבה לנוכחותם של אזורים חדירים למים.
ברור שהרכב הליפידים בממברנות שונות אינו אקראי, אך טרם נמצא הסבר ברור לתופעה זו. כל קליפה נתונה יכולה להכיל עד מאה סוגים שונים של מולקולות שומנים. שקול את הגורמים שעשויים להשפיע על קביעת הרכב השומנים של מולקולת הממברנה.
- ראשית, תערובת של ליפידים חייבת בהכרח להיות בעלת יכולת ליצור דו-שכבה יציבה שבה חלבונים יכולים לתפקד.
- שנית, שומנים אמורים לעזור לייצב ממברנות מעוותות חמורות, ליצור מגע בין ממברנות או לקשור מסוימותחלבונים.
- שלישי, שומנים הם מווסתים ביולוגיים.
- דבר רביעי, כמה שומנים משתתפים פעילים בתגובות ביוסינתזה.
חלבוני קרום התא
חלבונים מבצעים מספר פונקציות. חלקם ממלאים תפקיד של אנזימים, בעוד שאחרים מעבירים סוגים שונים של חומרים מהסביבה אל התא ובחזרה.
מבנה ותפקודי הממברנה מסודרים כך שחלבונים אינטגרליים חודרים דרכו ומספקים קשר הדוק. אבל חלבונים היקפיים אינם קשורים קשר הדוק לממברנה. תפקידם לשמור על מבנה המעטפת, לקבל ולהמיר אותות מהסביבה החיצונית ולשמש כזרזים לתגובות שונות.
הרכב הממברנה מיוצג בעיקר על ידי שכבה דו-מולקולרית. המשכיות שלו מבטיחה את המחסום והתכונות המכניות של התא. בתהליך של פעילות חיונית, עלולה להתרחש הפרה של מבנה הדו-שכבה, מה שמוביל להיווצרות פגמים מבניים דרך נקבוביות הידרופיליות. בעקבות זאת, כל הפונקציות של קרום התא עלולות להשתבש.
נכסי מעטפת
תכונות של קרום התא בשל נזילותו, שבגללן אין לו מבנה קשיח. הליפידים המרכיבים את הרכבו יכולים לנוע בחופשיות. אתה יכול לראות את האסימטריה של קרום התא. זו הסיבה להבדל בהרכב שכבות החלבון והשומנים.
הוכחה הקוטביות של קרום התא, כלומר, לצד החיצוני שלו יש מטען חיובי, ולצד הפנימי יש מטען שלילי. גַםיש לציין שלקליפה יש תובנה סלקטיבית. הוא מכניס, בנוסף למים, רק קבוצות מסוימות של מולקולות ויונים של חומרים מומסים.
תכונות של מבנה קרום התא בצמחים ובעלי חיים
הממברנה החיצונית והרשת האנדופלזמית של התא קשורות קשר הדוק. לעתים קרובות פני השטח של הקליפה מכוסים גם בבליטות שונות, קפלים, microvilli. קרום הפלזמה של תא חיה מכוסה מבחוץ בשכבת גליקופרוטאין המבצעת פונקציות קולטן ואות. בתאי צמחים, מחוץ לקליפה הזו יש עוד אחד, עבה ונראה בבירור תחת מיקרוסקופ. הסיב שממנו הוא עשוי מעורב ביצירת תמיכה לרקמות צמחיות כגון עץ.
לתאים של בעלי חיים יש גם מבנים חיצוניים הממוקמים מחוץ לממברנה. הם מבצעים תפקיד מגן בלעדי. דוגמה לכך היא כיטין, המצוי ברקמת המוח של חרקים.
בנוסף לתא, יש קרום תוך-תאי, או פנימי. הוא מחלק את התא לתאים סגורים מיוחדים הנקראים אברונים. הם חייבים לשמור על סביבה מסוימת בכל עת.
בהתבסס על האמור לעיל, נוכל להסיק שלקרום התא, שמאפייניו מוכיחים את חשיבותו בתפקודו של האורגניזם כולו, יש הרכב ומבנה מורכבים, בהתאם לגורמים פנימיים וחיצוניים רבים. נזק לסרט זה עלול לגרום למוותתאים.
לפיכך, המבנה והתפקוד של הממברנה תלויים בתחום המדע או התעשייה שבו מיושם מושג זה. בכל מקרה, אלמנט זה הוא מעטפת או מחיצה גמישה ומהודקת בקצוות.
