ממברנת הפלזמה היא דו-שכבה שומנית עם חלבונים, תעלות יונים ומולקולות קולטן המובנות בעובי שלה. זהו מחסום מכני המפריד בין הציטופלזמה של התא לבין החלל הפרי-תאי, ובו בזמן הוא הקשר היחיד עם הסביבה החיצונית. לכן, הפלסמולמה היא אחד המבנים החשובים ביותר של התא, ותפקידיו מאפשרים לו להתקיים ולקיים אינטראקציה עם קבוצות תאים אחרות.
סקירה כללית של הפונקציות של הציטולמה
ממברנת הפלזמה בצורה שבה היא קיימת בתא של בעלי חיים אופיינית לאורגניזמים רבים מממלכות שונות. לחיידקים ולפרוטוזואה, שהאורגניזמים שלהם מיוצגים על ידי תא בודד, יש ממברנה ציטופלזמית. ובעלי חיים, פטריות וצמחים כאורגניזמים רב-תאיים לא איבדו את זה בתהליך האבולוציה. עם זאת, בממלכות שונות של אורגניזמים חייםהציטלמה שונה במקצת, אם כי תפקידיה עדיין זהים. ניתן לחלק אותם לשלוש קבוצות: תיחום, תחבורה ותקשורת.
קבוצת הפונקציות התוחמות כוללת הגנה מכנית על התא, שמירה על צורתו, הגנה מהסביבה החוץ-תאית. הממברנה ממלאת קבוצת תחבורה של פונקציות בשל נוכחותם של חלבונים ספציפיים, תעלות יונים ונושאים של חומרים מסוימים. הפונקציות התקשורתיות של הציטלמה כוללות את תפקוד הקולטן. על פני הממברנה יש קבוצה של קומפלקסים קולטן, שדרכם התא משתתף במנגנוני העברת מידע הומורלי. עם זאת, חשוב גם שהפלסמולמה תקיף לא רק את התא, אלא גם חלק מאברוני הממברנה שלו. בהם היא ממלאת את אותו תפקיד כמו במקרה של כל התא.
פונקציית מחסום
פונקציות המחסום של ממברנת הפלזמה הן מרובות. הוא מגן על הסביבה הפנימית של התא עם הריכוז השורר של כימיקלים מהשינוי שלו. דיפוזיה מתרחשת בתמיסות, כלומר, שוויון עצמי של ריכוז בין מדיה עם תכולה שונה של חומרים מסוימים בתוכם. הפלזמלמה פשוט חוסמת דיפוזיה על ידי מניעת זרימת נוזל ויונים לכל כיוון. לפיכך, הממברנה מגבילה את הציטופלזמה עם ריכוז מסוים של אלקטרוליטים מהסביבה הפרי-תאית.
הביטוי השני של תפקוד המחסום של קרום הפלזמה הוא הגנה מסביבות חומציות חזקות ואלקליות חזקות. ממברנת פלזמה בנויהכך שהקצוות ההידרופוביים של מולקולות הליפידים פונים החוצה. לכן, הוא מבחין לעתים קרובות בין סביבות תוך-תאיות וחוץ-תאיות עם ערכי pH שונים. זה חיוני לחיים הסלולריים.
תפקוד מחסום של קרומי האברונים
גם פונקציות המחסום של קרום הפלזמה שונות מכיוון שהן תלויות במיקומה. בפרט, הקריולמה, כלומר דו-שכבת השומנים של הגרעין, מגנה עליה מפני נזק מכני ומפרידה בין הסביבה הגרעינית לזו הציטופלזמית. יתר על כן, מאמינים שהקריולמה קשורה קשר בל יינתק עם הממברנה של הרשת האנדופלזמית. לכן, המערכת כולה נחשבת כמאגר יחיד של מידע תורשתי, מערכת סינתזה של חלבונים ומקבץ של שינוי פוסט-תרגום של מולקולות חלבון. הממברנה של הרשת האנדופלזמית נחוצה כדי לשמור על צורת תעלות התחבורה התוך-תאיות שדרכן נעות מולקולות חלבון, שומנים ופחמימות.
הממברנה המיטוכונדריאלית מגינה על המיטוכונדריה, בעוד שהקרום הפלסטידי מגן על הכלורופלסטים. גם הממברנה הליזוזומלית ממלאת תפקיד של מחסום: בתוך הליזוזום ישנה סביבת pH אגרסיבית ומיני חמצן תגובתיים שעלולים לפגוע במבנים בתוך התא אם יחדרו לשם. הממברנה, לעומת זאת, היא מחסום אוניברסלי, גם מאפשר לליזוזומים "לעכל" חלקיקים מוצקים וגם מגביל את אתר הפעולה של אנזימים.
תפקוד מכני של קרום הפלזמה
תפקודים מכניים של קרום הפלזמה הם גם הטרוגניים. ראשית, קרום הפלזמה תומךצורה סלולרית. שנית, הוא מגביל את יכולת העיוות של התא, אך אינו מונע את השינוי בצורה והנזילות. במקרה זה, חיזוק הממברנה אפשרי גם. זה מתרחש עקב היווצרות דופן התא על ידי פרוטיסטים, חיידקים, צמחים ופטריות. בבעלי חיים, כולל המין האנושי, דופן התא היא הפשוטה ביותר ומיוצגת רק על ידי הגליקוקאליקס.
בחיידקים זה גליקופרוטאין, בצמחים זה תאית, בפטריות זה כיטיני. דיאטומים אפילו משלבים סיליקה (תחמוצת סיליקון) בדופן התא שלהם, מה שמגביר משמעותית את החוזק וההתנגדות המכנית של התא. וכל אורגניזם צריך דופן תא בשביל זה. ולפלסמולמה עצמה יש חוזק נמוך בהרבה משכבה של פרוטאוגליקנים, תאית או כיטין. אין ספק שהציטלמה ממלאת תפקיד מכני.
כמו כן, התפקודים המכניים של קרום הפלזמה מאפשרים למיטוכונדריה, לכלורופלסטים, לליזוזומים, לגרעין ולרשת האנדופלסמית לתפקד בתוך התא ולהגן על עצמם מפני נזקי תת-סף. זה אופייני לכל תא שיש לו את האברונים הממברניים האלה. יתרה מכך, לממברנת הפלזמה יש יציאות ציטופלזמיות, דרכן נוצרים מגעים בין-תאיים. זוהי דוגמה ליישום התפקוד המכאני של קרום הפלזמה. תפקיד ההגנה של הממברנה מובטח גם על ידי ההתנגדות הטבעית והנזילות של שכבת השומנים הדו-שכבתית.
תפקוד תקשורתי של הממברנה הציטופלזמית
תחבורה וקבלה הם בין הפונקציות התקשורתיות. אלהשתי התכונות אופייניות לממברנת הפלזמה ולקריולמה. לממברנה של האברונים לא תמיד יש קולטנים או שהיא מחלחלת בתעלות הובלה, אבל לקריולמה ולציטלמה יש תצורות אלו. באמצעותם מיושמות הפונקציות התקשורתיות הללו.
תחבורה מיושמת על ידי שני מנגנונים אפשריים: עם הוצאת אנרגיה, כלומר, בצורה אקטיבית, וללא הוצאה, על ידי דיפוזיה פשוטה. עם זאת, התא יכול גם להעביר חומרים על ידי phagocytosis או pinocytosis. זה מתממש על ידי לכידת ענן של חלקיקים נוזליים או מוצקים על ידי בליטות של הציטופלזמה. ואז התא, כאילו בידיו, לוכד חלקיק או טיפת נוזל, שואב אותו פנימה ויוצר סביבו שכבה ציטופלזמית.
הובלה פעילה, דיפוזיה
הובלה אקטיבית היא דוגמה לספיגה סלקטיבית של אלקטרוליטים או חומרים מזינים. דרך ערוצים ספציפיים המיוצגים על ידי מולקולות חלבון המורכבות ממספר יחידות משנה, חודרים חומר או יון hydrated לתוך הציטופלזמה. יונים משנים פוטנציאלים, וחומרי הזנה מובנים במעגלים מטבוליים. וכל הפונקציות הללו של קרום הפלזמה בתא תורמות באופן פעיל לצמיחתו ולהתפתחותו.
מסיסות שומנים
תאים בעלי התמיינות גבוהה כגון תאי עצב, אנדוקריניים או שרירים משתמשים בתעלות יונים אלה כדי ליצור פוטנציאל מנוחה ופעולה. הוא נוצר בגלל ההבדל האוסמוטי והאלקטרוכימי, והרקמות זוכות ליכולת להתכווץ,ליצור או להוביל דחף, להגיב לאותות או לשדר אותם. זהו מנגנון חשוב לחילופי מידע בין תאים, העומד בבסיס הוויסות העצבי של תפקודי האורגניזם כולו. פונקציות אלו של קרום הפלזמה של תא חיה מספקות ויסות של פעילות חיונית, הגנה ותנועה של האורגניזם כולו.
חלק מהחומרים יכולים אפילו לחדור לממברנה, אבל זה אופייני רק למולקולות של מולקולות מסיסות בשומן ליפופיליות. הם פשוט מתמוססים בשכבת הדו-שכבה של הממברנה, נכנסים בקלות לציטופלזמה. מנגנון הובלה זה אופייני להורמונים סטרואידים. וההורמונים של מבנה הפפטיד אינם מסוגלים לחדור את הממברנה, למרות שהם גם מעבירים מידע לתא. זה מושג עקב נוכחות של מולקולות קולטניות (אינטגרליות) על פני הפלזמה. המנגנונים הביוכימיים הקשורים להעברת אותות לגרעין, יחד עם מנגנון החדירה הישירה של חומרים שומנים דרך הממברנה, מהווים מערכת פשוטה יותר של ויסות הומורלי. וכל הפונקציות הללו של החלבונים האינטגרליים של קרום הפלזמה נחוצים לא רק לתא אחד, אלא לכל האורגניזם.
טבלת הפונקציות של הממברנה הציטופלזמית
הדרך הוויזואלית ביותר להדגיש את הפונקציות של קרום הפלזמה היא טבלה המציינת את תפקידה הביולוגי עבור התא בכללותו.
| Structure | פונקציה | תפקיד ביולוגי |
| ממברנה ציטופלזמית בצורת דו-שכבה שומנית עםקצוות הידרופוביים הממוקמים כלפי חוץ, מצוידים בקומפלקסים של קולטנים של חלבונים אינטגרליים ומשטחים | מכני | שומר על צורה סלולרית, מגן מפני השפעות תת-סף מכניות, שומר על שלמות סלולרית |
| תחבורה | הובלת טיפות נוזלים, חלקיקים מוצקים, מקרומולקולות ויונים לחות לתוך התא עם או בלי הוצאת אנרגיה | |
| קולטן | יש לו מולקולות קולטן על פני השטח המשמשות להעברת מידע לגרעין | |
| Adhesive | עקב בליטות של הציטופלזמה, תאים שכנים יוצרים מגעים זה עם זה | |
| אלקטרוגני | מספק תנאים ליצירת פוטנציאל פעולה ופוטנציאל מנוחה של רקמות מעוררות |
טבלה זו מציגה בבירור אילו פונקציות מבצעת קרום הפלזמה. עם זאת, רק קרום התא, כלומר דו-שכבת השומנים המקיפה את התא כולו, ממלאת את התפקידים הללו. בתוכו יש אברונים, שגם להם יש ממברנות. יש לפרט את תפקידיהם.
פונקציות של קרום הפלזמה: סכמה
האברונים הבאים נבדלים בנוכחות ממברנות בתא: גרעין, רטיקולום אנדופלזמי מחוספס וחלק, קומפלקס גולגי, מיטוכונדריה, כלורופלסטים, ליזוזומים. בכל אחד מלאברונים האלה, הממברנה ממלאת תפקיד מכריע. אתה יכול לשקול זאת באמצעות דוגמה של סכימה טבלאית.
| אורגנלה וקרום | פונקציה | תפקיד ביולוגי |
| גרעין, קרום גרעיני | מכני | תפקודים מכניים של קרום הפלזמה של הציטופלזמה של הגרעין מאפשרים לו לשמור על צורתו, למנוע הופעת נזק מבני |
| מחסום | הפרדה בין נוקלאופלזמה לציטופלזמה | |
| תחבורה | יש לו נקבוביות הובלה ליציאת ריבוזומים ו-RNA שליח מהגרעין וכניסה של חומרים מזינים, חומצות אמינו ובסיסים חנקניים לתוך הפנים | |
| מיטוכונדריון, קרום מיטוכונדריאלי | מכני | שמירה על צורת המיטוכונדריה, מניעת נזק מכני |
| תחבורה | יונים ומצעי אנרגיה מועברים דרך הממברנה | |
| אלקטרוגני | מספק יצירת פוטנציאל טרנסממברני, שהוא הבסיס להפקת אנרגיה בתא | |
| כלורופלסטים, קרום פלסטידי | מכני | תומך בצורת הפלסטידים, מונע את הנזק המכני שלהם |
| תחבורה | מספק הובלה של חומרים | |
| רשת אנדופלזמית, קרום הרשת | מכני וסביבה | מספק נוכחות של חלל שבו מתרחשים תהליכי סינתזת החלבון והשינוי לאחר התרגום שלהם |
| מכשיר גולגי, קרום שלפוחיות ובורות מים | מכני וסביבה | תפקיד ראה למעלה |
| ליזוזומים, קרום ליזוזומלי |
מכני מחסום |
שמירה על צורת הליזוזום, מניעת נזק מכני ושחרור אנזימים לציטופלזמה, הגבלתה ממתחמים ליטיים |
ממברנות תאי בעלי חיים
אלה הם הפונקציות של קרום הפלזמה בתא, שם הוא ממלא תפקיד חשוב עבור כל אברון. יתר על כן, יש לשלב מספר פונקציות לאחת - לאחד מגן. בפרט, המחסום והפונקציות המכניות משולבות לאחד מגן. יתרה מכך, התפקודים של קרום הפלזמה בתא צמחי כמעט זהים לאלו בתא חיה וחיידקי.
תא החיה הוא המורכב והמובחן ביותר. הרבה יותר חלבונים אינטגרליים, חצי אינטגרלים וחלבונים על פני השטח נמצאים כאן. באופן כללי, באורגניזמים רב-תאיים, מבנה הממברנה תמיד מורכב יותר מאשר בחד-תאיים. ומה הפונקציות שמבצעת קרום הפלזמה של תא מסוים קובעת אם היא תסווג כאפיתל, חיבור אורקמה מעוררת.
