सेल झिल्लीची एक जटिल रचना आहे, ज्याचा विचार केला जाऊ शकतो इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप. ढोबळपणे बोलायचे झाल्यास, त्यात लिपिड्स (चरबी) चा दुहेरी थर असतो, ज्यामध्ये विविध पेप्टाइड्स (प्रथिने) वेगवेगळ्या ठिकाणी अंतर्भूत असतात. झिल्लीची एकूण जाडी सुमारे 5-10 एनएम आहे.

सेल झिल्लीची सामान्य रचना संपूर्ण जिवंत जगासाठी सार्वत्रिक आहे. तथापि, प्राण्यांच्या झिल्लीमध्ये कोलेस्टेरॉलचा समावेश असतो, जो त्यांची कडकपणा निर्धारित करतो. जीवांच्या वेगवेगळ्या राज्यांच्या पडद्यामधील फरक प्रामुख्याने सुप्रा-झिल्ली निर्मिती (स्तर) शी संबंधित आहेत. म्हणून वनस्पती आणि बुरशीमध्ये पडद्याच्या वर (बाहेरील) एक सेल भिंत असते. वनस्पतींमध्ये त्यात प्रामुख्याने सेल्युलोज असते आणि बुरशीमध्ये त्यात प्रामुख्याने काइटिन असते. प्राण्यांमध्ये, सुप्रा-झिल्लीच्या थराला ग्लायकोकॅलिक्स म्हणतात.

सेल झिल्लीचे दुसरे नाव सायटोप्लाज्मिक पडदाकिंवा प्लाझ्मा झिल्ली.

सेल झिल्लीच्या संरचनेचा सखोल अभ्यास केल्याने ती करत असलेल्या कार्यांशी संबंधित त्याची अनेक वैशिष्ट्ये प्रकट होतात.

लिपिड बिलेयर प्रामुख्याने फॉस्फोलिपिड्सचे बनलेले असते. हे चरबी आहेत, ज्याच्या एका टोकामध्ये फॉस्फोरिक ऍसिडचे अवशेष असतात ज्यामध्ये हायड्रोफिलिक गुणधर्म असतात (म्हणजे ते पाण्याचे रेणू आकर्षित करते). फॉस्फोलिपिडचे दुसरे टोक म्हणजे हायड्रोफोबिक गुणधर्म असलेल्या फॅटी ऍसिडची साखळी (ते पाण्याबरोबर हायड्रोजन बंध तयार करत नाहीत).

सेल झिल्लीतील फॉस्फोलिपिड रेणू दोन ओळींमध्ये व्यवस्थित केले जातात जेणेकरून त्यांचे हायड्रोफोबिक "शेवट" आतील बाजूस असतात आणि त्यांचे हायड्रोफिलिक "डोके" बाहेरील असतात. परिणाम एक बऱ्यापैकी मजबूत रचना आहे जी सेलच्या सामग्रीचे बाह्य वातावरणापासून संरक्षण करते.

सेल झिल्लीमध्ये प्रथिने समाविष्ट असमानपणे वितरीत केल्या जातात, त्याव्यतिरिक्त, ते मोबाइल असतात (कारण बिलेयरमधील फॉस्फोलिपिड्समध्ये पार्श्व गतिशीलता असते). XX शतकाच्या 70 च्या दशकापासून ते बोलू लागले सेल झिल्लीची द्रव-मोज़ेक रचना.

झिल्लीमध्ये प्रथिने कशी समाविष्ट केली जातात यावर अवलंबून, तीन प्रकारचे प्रथिने वेगळे केले जातात: अविभाज्य, अर्ध-अविभाज्य आणि परिधीय. अविभाज्य प्रथिने पडद्याच्या संपूर्ण जाडीतून जातात आणि त्यांची टोके दोन्ही बाजूंनी पसरतात. ते प्रामुख्याने वाहतूक कार्य करतात. अर्ध-अविभाज्य प्रथिनांमध्ये, एक टोक पडद्याच्या जाडीमध्ये स्थित असते आणि दुसरे टोक बाहेरून (बाहेरील किंवा आतील बाजूने) जाते. एंजाइमॅटिक आणि रिसेप्टर फंक्शन्स करा. परिधीय प्रथिने झिल्लीच्या बाह्य किंवा आतील पृष्ठभागावर आढळतात.

सेल झिल्लीची संरचनात्मक वैशिष्ट्ये सूचित करतात की तो सेल पृष्ठभागाच्या कॉम्प्लेक्सचा मुख्य घटक आहे, परंतु एकमेव नाही. त्याचे इतर घटक सुप्रा-मेम्ब्रेन लेयर आणि सब-मेम्ब्रेन लेयर आहेत.

ग्लायकोकॅलिक्स (प्राण्यांचा सुप्रा-मेम्ब्रेन लेयर) ऑलिगोसॅकराइड्स आणि पॉलिसेकेराइड्स, तसेच परिधीय प्रथिने आणि अविभाज्य प्रथिनांचे पसरलेले भाग बनतात. ग्लायकोकॅलिक्सचे घटक रिसेप्टरचे कार्य करतात.

ग्लायकोकॅलिक्स व्यतिरिक्त, प्राण्यांच्या पेशींमध्ये इतर सुप्रा-झिल्ली निर्मिती देखील असते: श्लेष्मा, चिटिन, पेरिलेमा (पडद्यासारखी).

वनस्पती आणि बुरशीमधील सुप्रा-झिल्लीची रचना ही सेल भिंत आहे.

सेलचा सबमेम्ब्रेन लेयर म्हणजे पृष्ठभागावरील सायटोप्लाझम (हायलोप्लाझम) ज्यामध्ये सेलची सहाय्यक-संकुचित प्रणाली असते, ज्यातील फायब्रिल्स सेल झिल्लीमध्ये समाविष्ट असलेल्या प्रथिनांशी संवाद साधतात. अशा आण्विक कनेक्शनद्वारे विविध सिग्नल प्रसारित केले जातात.

बायोमेम्ब्रेनची रचना. युकेरियोटिक पेशींच्या सेल-बाउंडिंग झिल्ली आणि पडदा ऑर्गेनेल्समध्ये एक सामान्य रासायनिक रचना आणि रचना असते. त्यात लिपिड, प्रथिने आणि कर्बोदके समाविष्ट आहेत. मेम्ब्रेन लिपिड्स मुख्यत्वे फॉस्फोलिपिड्स आणि कोलेस्टेरॉलद्वारे दर्शविले जातात. बहुतेक झिल्ली प्रथिने जटिल प्रथिने असतात, जसे की ग्लायकोप्रोटीन्स. कार्बोहायड्रेट्स झिल्लीमध्ये स्वतंत्रपणे होत नाहीत; ते प्रथिने आणि लिपिड्सशी संबंधित असतात. झिल्लीची जाडी 7-10 एनएम आहे.

झिल्लीच्या संरचनेच्या सध्या सामान्यतः स्वीकारल्या जाणाऱ्या फ्लुइड मोज़ेक मॉडेलनुसार, लिपिड्स दुहेरी थर तयार करतात किंवा लिपिड बायलेयर,ज्यामध्ये लिपिड रेणूंचे हायड्रोफिलिक “डोके” बाहेरच्या दिशेने असतात आणि हायड्रोफोबिक “पुच्छ” पडद्याच्या आत लपलेले असतात (चित्र 2.24). या “पुच्छ” त्यांच्या हायड्रोफोबिसिटीमुळे, सेलच्या अंतर्गत वातावरणाच्या आणि त्याच्या वातावरणातील जलीय टप्प्यांचे पृथक्करण सुनिश्चित करतात. प्रथिने विविध प्रकारच्या परस्परसंवादाद्वारे लिपिडशी संबंधित असतात. काही प्रथिने झिल्लीच्या पृष्ठभागावर असतात. अशा प्रथिनांना म्हणतात परिधीय,किंवा वरवरच्या.इतर प्रथिने झिल्लीमध्ये अंशतः किंवा पूर्णपणे विसर्जित केली जातात - ही आहेत अविभाज्यकिंवा बुडलेली प्रथिने.झिल्ली प्रथिने संरचनात्मक, वाहतूक, उत्प्रेरक, रिसेप्टर आणि इतर कार्ये करतात.

पडदा क्रिस्टल्ससारखे नसतात; त्यांचे घटक सतत गतिमान असतात, परिणामी लिपिड रेणूंमध्ये अंतर दिसून येते - छिद्र ज्याद्वारे विविध पदार्थ सेलमध्ये प्रवेश करू शकतात किंवा सोडू शकतात.

जैविक झिल्ली सेलमधील त्यांचे स्थान, रासायनिक रचना आणि कार्यांमध्ये भिन्न असतात. झिल्लीचे मुख्य प्रकार प्लाझ्मा आणि अंतर्गत आहेत.

प्लाझ्मा झिल्ली(चित्र 2.24) मध्ये सुमारे 45% लिपिड्स (ग्लायकोलिपिड्ससह), 50% प्रथिने आणि 5% कर्बोदके असतात. कार्बोहायड्रेट्सची साखळी, जी जटिल प्रथिने-ग्लायकोप्रोटीन्स आणि जटिल लिपिड्स-ग्लायकोलिपिड्सचा भाग आहेत, पडद्याच्या पृष्ठभागावर पसरतात. प्लाझमलेमा ग्लायकोप्रोटीन्स अत्यंत विशिष्ट आहेत. उदाहरणार्थ, ते शुक्राणू आणि अंड्यांसह पेशींच्या परस्पर ओळखीसाठी वापरले जातात.

प्राण्यांच्या पेशींच्या पृष्ठभागावर, कार्बोहायड्रेट साखळी एक पातळ पृष्ठभागाचा थर तयार करतात - ग्लायकोकॅलिक्सहे जवळजवळ सर्व प्राण्यांच्या पेशींमध्ये आढळून येते, परंतु त्याच्या अभिव्यक्तीची डिग्री बदलते (10-50 µm). ग्लायकोकॅलिक्स सेल आणि बाह्य वातावरण यांच्यात थेट संवाद प्रदान करते, जेथे बाह्य पचन होते; रिसेप्टर्स ग्लायकोकॅलिक्समध्ये स्थित आहेत. प्लाझमॅलेमा व्यतिरिक्त, जीवाणू, वनस्पती आणि बुरशीच्या पेशी देखील सेल झिल्लीने वेढलेल्या असतात.

अंतर्गत पडदायुकेरियोटिक पेशी पेशीचे वेगवेगळे भाग मर्यादित करतात, विचित्र "कंपार्टमेंट्स" बनवतात - कप्पे,जे विविध चयापचय आणि ऊर्जा प्रक्रियांच्या पृथक्करणास प्रोत्साहन देते. त्यानुसार ते बदलू शकतात रासायनिक रचनाआणि कार्ये केली जातात, परंतु त्यांची सामान्य संरचना योजना समान राहते.

पडदा कार्ये:

1. मर्यादा घालणे. कल्पना अशी आहे की ते सेलची अंतर्गत जागा बाह्य वातावरणापासून वेगळे करतात. पडदा अर्ध-पारगम्य आहे, म्हणजे, केवळ तेच पदार्थ जे सेलला आवश्यक असतात ते मुक्तपणे त्यातून जाऊ शकतात आणि आवश्यक पदार्थ वाहून नेण्यासाठी यंत्रणा आहेत.

2. रिसेप्टर. प्रामुख्याने सिग्नलच्या आकलनाशी संबंधित वातावरणआणि या माहितीचे सेलमध्ये हस्तांतरण. या कार्यासाठी विशेष रिसेप्टर प्रथिने जबाबदार असतात. मेम्ब्रेन प्रथिने "मित्र किंवा शत्रू" तत्त्वानुसार सेल्युलर ओळखीसाठी तसेच इंटरसेल्युलर कनेक्शनच्या निर्मितीसाठी देखील जबाबदार असतात, ज्यापैकी सर्वात जास्त अभ्यास केला जातो मज्जातंतूंच्या पेशींचे संश्लेषण.

3. उत्प्रेरक. असंख्य एंजाइम कॉम्प्लेक्स पडद्यावर स्थित आहेत, परिणामी त्यांच्यावर गहन सिंथेटिक प्रक्रिया होतात.

4. ऊर्जा परिवर्तन. ऊर्जेच्या निर्मितीशी संबंधित, एटीपी आणि उपभोगाच्या स्वरूपात त्याचे संचयन.

5. कंपार्टमेंटलायझेशन. पडदा सेलच्या आतील जागा देखील मर्यादित करतात, ज्यामुळे अभिक्रियाची सुरुवातीची सामग्री आणि संबंधित प्रतिक्रिया पार पाडू शकणारे एंजाइम वेगळे करतात.

6. इंटरसेल्युलर संपर्कांची निर्मिती. झिल्लीची जाडी इतकी लहान आहे की ती उघड्या डोळ्यांनी ओळखली जाऊ शकत नाही हे तथ्य असूनही, ते, एकीकडे, आयन आणि रेणूंसाठी, विशेषत: पाण्यात विरघळणारे, आणि दुसरीकडे, एक विश्वासार्ह अडथळा म्हणून काम करते. , सेलमध्ये आणि बाहेर त्यांची वाहतूक सुनिश्चित करते.

पडदा वाहतूक. पेशी, प्राथमिक जैविक प्रणाली म्हणून, खुल्या प्रणाली आहेत या वस्तुस्थितीमुळे, चयापचय आणि उर्जा सुनिश्चित करण्यासाठी, होमिओस्टॅसिस, वाढ, चिडचिडेपणा आणि इतर प्रक्रिया राखण्यासाठी, पडद्याद्वारे पदार्थांचे हस्तांतरण - झिल्ली वाहतूक आवश्यक आहे (चित्र 2.25). सध्या, सेल झिल्ली ओलांडून पदार्थांचे वाहतूक सक्रिय, निष्क्रिय, एंडो- आणि एक्सोसाइटोसिसमध्ये विभागले गेले आहे.

निष्क्रिय वाहतूक- हा एक प्रकारचा वाहतूक आहे जो ऊर्जेच्या वापराशिवाय उच्च एकाग्रतेपासून कमी एकाग्रतेपर्यंत होतो. लिपिड-विद्रव्य लहान नॉन-ध्रुवीय रेणू (0 2, C0 2) सहजपणे सेलमध्ये प्रवेश करतात साधे प्रसार.लिपिडमध्ये विरघळणारे, चार्ज केलेल्या लहान कणांसह, वाहक प्रथिने उचलतात किंवा विशेष वाहिन्यांमधून जातात (ग्लूकोज, एमिनो ॲसिड, K +, PO 4 3-). या प्रकारच्या निष्क्रिय वाहतूक म्हणतात सुलभीकृत प्रसारण.लिपिड टप्प्यात छिद्रांद्वारे तसेच प्रथिने असलेल्या विशेष वाहिन्यांद्वारे पाणी सेलमध्ये प्रवेश करते. पडद्याद्वारे पाण्याची वाहतूक म्हणतात ऑस्मोसिस द्वारे(अंजीर 2.26).

पेशीच्या जीवनात ऑस्मोसिस अत्यंत महत्वाचे आहे, कारण जर ते सेल सोल्यूशनपेक्षा जास्त प्रमाणात क्षारांच्या एकाग्रतेसह द्रावणात ठेवले तर सेलमधून पाणी बाहेर पडण्यास सुरवात होईल आणि जिवंत सामग्रीचे प्रमाण कमी होण्यास सुरवात होईल. प्राण्यांच्या पेशींमध्ये, पेशी संपूर्णपणे संकुचित होते आणि वनस्पती पेशींमध्ये, सायटोप्लाझम सेल भिंतीच्या मागे राहतात, ज्याला म्हणतात. प्लाझमोलायसिस(अंजीर 2.27).

जेव्हा पेशी सायटोप्लाझमपेक्षा कमी केंद्रित द्रावणात ठेवली जाते, तेव्हा पाण्याची वाहतूक उलट दिशेने होते - सेलमध्ये. तथापि, सायटोप्लाज्मिक झिल्लीच्या विस्तारिततेला मर्यादा आहेत आणि प्राणी पेशी अखेरीस फुटतात, तर वनस्पती पेशी त्याच्या मजबूत सेल भिंतीमुळे असे होऊ देत नाही. सेल्युलर सामग्रीसह सेलची संपूर्ण अंतर्गत जागा भरण्याच्या घटनेला म्हणतात deplasmolysis.औषधे तयार करताना, विशेषत: इंट्राव्हेनस प्रशासनासाठी, क्षारांच्या इंट्रासेल्युलर एकाग्रतेचा विचार केला पाहिजे, कारण यामुळे रक्त पेशींचे नुकसान होऊ शकते (यासाठी, 0.9% सोडियम क्लोराईडच्या एकाग्रतेसह खारट द्रावण वापरले जाते). पेशी आणि ऊती तसेच प्राणी आणि वनस्पतींच्या अवयवांची लागवड करताना हे कमी महत्वाचे नाही.

सक्रिय वाहतूकपदार्थाच्या कमी एकाग्रतेपासून ते जास्त प्रमाणात एटीपी उर्जेच्या खर्चासह पुढे जाते. हे विशेष पंप प्रथिने वापरून चालते. प्रथिने के + , ना + , Ca 2+ आणि इतर आयन झिल्लीद्वारे पंप करतात, जे आवश्यक सेंद्रिय पदार्थांच्या वाहतुकीस, तसेच मज्जातंतूंच्या आवेगांच्या उदयास प्रोत्साहन देतात.

एंडोसाइटोसिस- ही पेशीद्वारे पदार्थांचे शोषण करण्याची एक सक्रिय प्रक्रिया आहे, ज्यामध्ये पडदा आक्रमण बनवते आणि नंतर पडदा वेसिकल्स बनवते - फागोसोम,ज्यामध्ये शोषलेल्या वस्तू असतात. मग प्राथमिक लाइसोसोम फॅगोसोमशी जोडले जाते आणि तयार होते दुय्यम लिसोसोम,किंवा फागोलिसोसोम,किंवा पाचक व्हॅक्यूओल.वेसिकलची सामग्री लाइसोसोम एंजाइमद्वारे पचली जाते आणि ब्रेकडाउन उत्पादने सेलद्वारे शोषली जातात आणि आत्मसात केली जातात. न पचलेले अवशेष एक्सोसाइटोसिसद्वारे सेलमधून काढून टाकले जातात. एंडोसाइटोसिसचे दोन मुख्य प्रकार आहेत: फॅगोसाइटोसिस आणि पिनोसाइटोसिस.

फागोसाइटोसिससेल पृष्ठभागाद्वारे कॅप्चर करण्याची आणि सेलद्वारे घन कणांचे शोषण करण्याची प्रक्रिया आहे आणि पिनोसाइटोसिस- द्रव. फागोसाइटोसिस प्रामुख्याने प्राण्यांच्या पेशींमध्ये (युनिसेल्युलर प्राणी, मानवी ल्यूकोसाइट्स) उद्भवते, ते त्यांचे पोषण आणि अनेकदा शरीराचे संरक्षण करते (चित्र 2.28).

पिनोसाइटोसिसद्वारे, प्रथिने, प्रतिजैविक-अँटीबॉडी कॉम्प्लेक्स रोगप्रतिकारक प्रतिक्रियांदरम्यान शोषले जातात, इ. तथापि, अनेक विषाणू पिनोसाइटोसिस किंवा फॅगोसाइटोसिसद्वारे देखील सेलमध्ये प्रवेश करतात. वनस्पती आणि बुरशीजन्य पेशींमध्ये, फागोसाइटोसिस व्यावहारिकदृष्ट्या अशक्य आहे, कारण ते टिकाऊ सेल झिल्लीने वेढलेले असतात.

एक्सोसाइटोसिस- एंडोसाइटोसिसच्या उलट प्रक्रिया. अशाप्रकारे, पचलेले अन्नाचे अवशेष पाचक व्हॅक्यूल्समधून बाहेर पडतात आणि पेशी आणि संपूर्ण शरीराच्या जीवनासाठी आवश्यक असलेले पदार्थ काढून टाकले जातात. उदाहरणार्थ, तंत्रिका आवेगांचे संक्रमण न्यूरॉनद्वारे आवेग पाठवणाऱ्या रासायनिक संदेशवाहकांच्या प्रकाशनामुळे होते - मध्यस्थ,आणि वनस्पतींच्या पेशींमध्ये अशा प्रकारे सेल झिल्लीचे सहायक कर्बोदके स्रावित होतात.

वनस्पती पेशी, बुरशी आणि जीवाणूंच्या सेल भिंती. पडद्याच्या बाहेर, पेशी एक मजबूत फ्रेमवर्क तयार करू शकते - पेशी आवरण,किंवा पेशी भित्तिका.

वनस्पतींमध्ये, सेल भिंतीचा आधार असतो सेल्युलोज, 50-100 रेणूंच्या बंडलमध्ये पॅक केलेले. त्यांच्यामधील मोकळी जागा पाणी आणि इतर कर्बोदकांमधे भरलेली असते. वनस्पती सेल झिल्ली वाहिन्यांसह झिरपते - प्लाझमोडेस्माटा(Fig. 2.29), ज्याद्वारे एंडोप्लाज्मिक रेटिक्युलमची पडदा उत्तीर्ण होते.

प्लाझमोडेस्माटा पेशींमधील पदार्थांचे वाहतूक करते. तथापि, पाण्यासारख्या पदार्थांची वाहतूक देखील सेलच्या भिंतींच्या बाजूने होऊ शकते. कालांतराने, टॅनिन किंवा फॅटसदृश पदार्थांसह विविध पदार्थ वनस्पतींच्या सेल भिंतीमध्ये जमा होतात, ज्यामुळे पेशीच्या भिंतीचेच लिग्निफिकेशन किंवा सबरीकरण होते, पाण्याचे विस्थापन आणि सेल्युलर सामग्रीचा मृत्यू होतो. शेजारच्या वनस्पती पेशींच्या पेशींच्या भिंतींमध्ये जेलीसारखे स्पेसर असतात - मधल्या प्लेट्स ज्या त्यांना एकत्र ठेवतात आणि संपूर्णपणे वनस्पतींचे शरीर सिमेंट करतात. ते फक्त फळे पिकण्याच्या प्रक्रियेत आणि पाने गळून पडतात तेव्हाच नष्ट होतात.

बुरशीजन्य पेशींच्या सेल भिंती तयार होतात चिटिन- नायट्रोजन असलेले कार्बोहायड्रेट. ते जोरदार मजबूत आहेत आणि सेलचा बाह्य सांगाडा आहेत, परंतु तरीही, वनस्पतींप्रमाणे, ते फागोसाइटोसिस प्रतिबंधित करतात.

बॅक्टेरियामध्ये, पेशीच्या भिंतीमध्ये पेप्टाइडच्या तुकड्यांसह कार्बोहायड्रेट्स असतात - मुरिन,तथापि, जीवाणूंच्या विविध गटांमध्ये त्याची सामग्री लक्षणीयरीत्या बदलते. इतर पॉलिसेकेराइड्स देखील सेल भिंतीच्या बाहेर सोडले जाऊ शकतात, एक श्लेष्मल कॅप्सूल तयार करतात जे बाह्य प्रभावांपासून जीवाणूंचे संरक्षण करतात.

पडदा सेलचा आकार ठरवते, यांत्रिक आधार म्हणून काम करते, संरक्षणात्मक कार्य करते, सेलचे ऑस्मोटिक गुणधर्म प्रदान करते, जिवंत सामग्रीचे ताणणे मर्यादित करते आणि सेल फुटणे प्रतिबंधित करते, जे पाण्याच्या प्रवेशामुळे वाढते. . याव्यतिरिक्त, त्यात विरघळलेले पाणी आणि पदार्थ सायटोप्लाझममध्ये प्रवेश करण्यापूर्वी सेल भिंतीवर मात करतात किंवा त्याउलट, ते सोडताना, तर सेलच्या भिंतींमधून पाणी साइटोप्लाझमच्या तुलनेत वेगाने वाहून जाते.

9.5.1. झिल्लीच्या मुख्य कार्यांपैकी एक म्हणजे पदार्थांच्या हस्तांतरणामध्ये सहभाग. ही प्रक्रिया तीन मुख्य यंत्रणांद्वारे साध्य केली जाते: साधे प्रसार, सुलभ प्रसार आणि सक्रिय वाहतूक (आकृती 9.10). लक्षात ठेवा सर्वात महत्वाची वैशिष्ट्येया यंत्रणा आणि प्रत्येक प्रकरणात वाहतूक केलेल्या पदार्थांची उदाहरणे.

आकृती 9.10.झिल्ली ओलांडून रेणूंच्या वाहतुकीची यंत्रणा

साधा प्रसार- विशेष यंत्रणेच्या सहभागाशिवाय पडद्याद्वारे पदार्थांचे हस्तांतरण. ऊर्जा वापराशिवाय एकाग्रता ग्रेडियंटसह वाहतूक होते. साध्या प्रसाराद्वारे, लहान जैव रेणूंची वाहतूक केली जाते - H2O, CO2, O2, युरिया, हायड्रोफोबिक कमी-आण्विक पदार्थ. साध्या प्रसाराचा दर एकाग्रता ग्रेडियंटच्या प्रमाणात आहे.

सुलभीकृत प्रसारण- प्रोटीन चॅनेल किंवा विशेष वाहक प्रथिने वापरून झिल्ली ओलांडून पदार्थांचे हस्तांतरण. हे ऊर्जेच्या वापराशिवाय एकाग्रता ग्रेडियंटसह चालते. मोनोसॅकराइड्स, अमीनो ऍसिडस्, न्यूक्लियोटाइड्स, ग्लिसरॉल आणि काही आयन वाहून नेले जातात. संपृक्तता गतीशास्त्र वैशिष्ट्यपूर्ण आहे - वाहतूक केलेल्या पदार्थाच्या एका विशिष्ट (संतृप्त) एकाग्रतेवर, वाहकाचे सर्व रेणू हस्तांतरणात भाग घेतात आणि वाहतुकीची गती कमाल मूल्यापर्यंत पोहोचते.

सक्रिय वाहतूक- विशेष वाहतूक प्रथिनांचा सहभाग देखील आवश्यक आहे, परंतु वाहतूक एकाग्रता ग्रेडियंटच्या विरूद्ध होते आणि म्हणून ऊर्जा खर्च आवश्यक आहे. या यंत्रणेचा वापर करून, Na+, K+, Ca2+, Mg2+ आयन सेल झिल्लीद्वारे वाहून नेले जातात आणि प्रोटॉन माइटोकॉन्ड्रियल झिल्लीद्वारे वाहून नेले जातात. पदार्थांचे सक्रिय वाहतूक संपृक्तता गतीशास्त्र द्वारे दर्शविले जाते.

9.5.2. आयनांचे सक्रिय वाहतूक करणाऱ्या वाहतूक व्यवस्थेचे उदाहरण म्हणजे Na+,K+-एडेनोसिन ट्रायफॉस्फेटेस (Na+,K+-ATPase किंवा Na+,K+-पंप). हे प्रथिन प्लाझ्मा झिल्लीमध्ये खोलवर स्थित आहे आणि एटीपी हायड्रोलिसिसची प्रतिक्रिया उत्प्रेरित करण्यास सक्षम आहे. 1 ATP रेणूच्या हायड्रोलिसिस दरम्यान सोडलेली उर्जा सेलमधून 3 Na+ आयन बाहेरील जागेत आणि 2 K+ आयन विरुद्ध दिशेने हस्तांतरित करण्यासाठी वापरली जाते (आकृती 9.11). Na+,K+-ATPase च्या क्रियेचा परिणाम म्हणून, सेल सायटोसोल आणि एक्स्ट्रासेल्युलर फ्लुइडमध्ये एकाग्रता फरक निर्माण होतो. आयनांचे हस्तांतरण समतुल्य नसल्यामुळे, विद्युत संभाव्य फरक उद्भवतो. अशा प्रकारे, इलेक्ट्रोकेमिकल पोटेंशिअल उद्भवते, ज्यामध्ये विद्युत क्षमता Δφ मधील फरकाची ऊर्जा आणि पडद्याच्या दोन्ही बाजूंना ΔC पदार्थांच्या सांद्रतेतील फरकाची ऊर्जा असते.

आकृती 9.11. Na+, K+ पंप आकृती.

९.५.३. झिल्ली ओलांडून कण आणि उच्च आण्विक वजन संयुगे वाहतूक

वाहकांद्वारे सेंद्रिय पदार्थ आणि आयनांच्या वाहतुकीबरोबरच, सेलमध्ये उच्च-आण्विक संयुगे शोषून घेण्यासाठी आणि बायोमेम्ब्रेनचा आकार बदलून त्यातून उच्च-आण्विक संयुगे काढून टाकण्यासाठी डिझाइन केलेली एक विशेष यंत्रणा आहे. या यंत्रणा म्हणतात वेसिक्युलर वाहतूक.

आकृती 9.12.वेसिक्युलर ट्रान्सपोर्टचे प्रकार: 1 - एंडोसाइटोसिस; 2 - एक्सोसाइटोसिस.

मॅक्रोमोलेक्यूल्सच्या हस्तांतरणादरम्यान, झिल्ली-वेसिकल्स (वेसिकल्स) ची अनुक्रमिक निर्मिती आणि संलयन होते. वाहतुकीची दिशा आणि वाहतूक केलेल्या पदार्थांचे स्वरूप यावर आधारित, खालील प्रकारचे वेसिक्युलर वाहतूक वेगळे केले जाते:

एंडोसाइटोसिस(आकृती 9.12, 1) - सेलमध्ये पदार्थांचे हस्तांतरण. परिणामी वेसिकल्सच्या आकारावर अवलंबून, ते वेगळे केले जातात:

अ) पिनोसाइटोसिस — लहान फुगे (१५० एनएम व्यासाचे) वापरून द्रव आणि विरघळलेले मॅक्रोमोलेक्यूल्स (प्रथिने, पॉलिसेकेराइड्स, न्यूक्लिक ॲसिड) शोषून घेणे;

ब) फॅगोसाइटोसिस - मोठ्या कणांचे शोषण, जसे की सूक्ष्मजीव किंवा सेल मोडतोड. या प्रकरणात, 250 nm पेक्षा जास्त व्यासासह फॅगोसोम नावाचे मोठे वेसिकल्स तयार होतात.

पिनोसाइटोसिस हे बहुतेक युकेरियोटिक पेशींचे वैशिष्ट्य आहे, तर मोठे कण विशेष पेशी - ल्युकोसाइट्स आणि मॅक्रोफेजद्वारे शोषले जातात. एंडोसाइटोसिसच्या पहिल्या टप्प्यावर, झिल्लीच्या पृष्ठभागावर पदार्थ किंवा कण शोषले जातात; पुढच्या टप्प्यावर, शोषलेल्या पदार्थासह पडदा सायटोप्लाझममध्ये खोल होतो; प्लाझ्मा झिल्लीची परिणामी स्थानिक आक्रमणे सेलच्या पृष्ठभागापासून विलग होतात, वेसिकल्स तयार करतात, जे नंतर सेलमध्ये स्थलांतरित होतात. ही प्रक्रिया मायक्रोफिलामेंट्सच्या प्रणालीद्वारे जोडलेली आहे आणि ऊर्जा अवलंबून आहे. सेलमध्ये प्रवेश करणारे वेसिकल्स आणि फागोसोम लाइसोसोममध्ये विलीन होऊ शकतात. लायसोसोममध्ये असलेले एन्झाईम वेसिकल्स आणि फॅगोसोममध्ये असलेल्या पदार्थांना कमी आण्विक वजनाच्या उत्पादनांमध्ये (अमीनो ॲसिड, मोनोसॅकराइड्स, न्यूक्लियोटाइड्स) तोडतात, जे सायटोसोलमध्ये नेले जातात, जिथे ते सेलद्वारे वापरले जाऊ शकतात.

एक्सोसाइटोसिस(आकृती 9.12, 2) - सेलमधून कण आणि मोठ्या संयुगेचे हस्तांतरण. ही प्रक्रिया, एंडोसाइटोसिस सारखी, उर्जेच्या शोषणासह होते. एक्सोसाइटोसिसचे मुख्य प्रकार आहेत:

अ) स्राव - वापरल्या जाणाऱ्या किंवा शरीराच्या इतर पेशींना प्रभावित करणाऱ्या पाण्यात विरघळणाऱ्या संयुगांच्या पेशीमधून काढून टाकणे. हे विशेष नसलेल्या पेशींद्वारे आणि अंतःस्रावी ग्रंथींच्या पेशींद्वारे, गॅस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रॅक्टच्या श्लेष्मल झिल्लीद्वारे, शरीराच्या विशिष्ट गरजांनुसार ते तयार केलेल्या पदार्थांच्या (हार्मोन्स, न्यूरोट्रांसमीटर, प्रोएन्झाइम्स) स्रावासाठी अनुकूल केले जाऊ शकते.

गुप्त प्रथिने खडबडीत एंडोप्लाज्मिक रेटिक्युलमच्या पडद्याशी संबंधित राइबोसोम्सवर संश्लेषित केली जातात. ही प्रथिने नंतर गोल्गी उपकरणात नेली जातात, जिथे ते सुधारित केले जातात, केंद्रित केले जातात, क्रमवारी लावले जातात आणि नंतर वेसिकल्समध्ये पॅक केले जातात, जे सायटोसोलमध्ये सोडले जातात आणि नंतर प्लाझ्मा झिल्लीसह फ्यूज केले जातात जेणेकरून वेसिकल्सची सामग्री सेलच्या बाहेर असते.

मॅक्रोमोलेक्यूल्सच्या विपरीत, प्रोटॉनसारखे छोटे स्रावित कण, सुलभ प्रसार आणि सक्रिय वाहतूक या पद्धतींचा वापर करून सेलमधून बाहेर काढले जातात.

ब) उत्सर्जन - वापरता येत नसलेल्या पदार्थांच्या सेलमधून काढून टाकणे (उदाहरणार्थ, एरिथ्रोपोईसिस दरम्यान, जाळीदार पदार्थाच्या रेटिक्युलोसाइट्समधून काढून टाकणे, जे ऑर्गेनेल्सचे एकत्रित अवशेष आहे). उत्सर्जनाची यंत्रणा असे दिसते की उत्सर्जित कण सुरुवातीला सायटोप्लाज्मिक वेसिकलमध्ये अडकले जातात, जे नंतर प्लाझ्मा झिल्लीसह एकत्र होतात.

जैविक पडदा.
"पडदा" (लॅटिन झिल्ली - त्वचा, फिल्म) हा शब्द 100 वर्षांहून अधिक वर्षांपूर्वी सेलची सीमा निश्चित करण्यासाठी वापरला जाऊ लागला जो एकीकडे सेलची सामग्री आणि बाह्य वातावरण यांच्यातील अडथळा म्हणून काम करतो आणि दुसरीकडे, अर्ध-पारगम्य विभाजन म्हणून ज्यातून पाणी आणि काही पदार्थ जाऊ शकतात. तथापि, पडद्याची कार्ये इतकेच मर्यादित नाहीत,जैविक पडदा सेलच्या संरचनात्मक संघटनेचा आधार बनवतात.
पडदा रचना. या मॉडेलनुसार, मुख्य पडदा एक लिपिड बिलेयर आहे ज्यामध्ये रेणूंच्या हायड्रोफोबिक शेपटी आतील बाजूस आणि हायड्रोफिलिक डोके बाहेरील बाजूस असतात. लिपिड्स फॉस्फोलिपिड्स द्वारे दर्शविले जातात - ग्लिसरॉल किंवा स्फिंगोसिनचे डेरिव्हेटिव्ह. प्रथिने लिपिड थराशी संबंधित आहेत. इंटिग्रल (ट्रान्समेम्ब्रेन) प्रथिने झिल्लीमध्ये प्रवेश करतात आणि त्याच्याशी घट्टपणे संबंधित असतात; परिधीय आत प्रवेश करत नाहीत आणि पडद्याशी कमी घट्टपणे जोडलेले असतात. झिल्ली प्रथिनांची कार्ये: झिल्लीची रचना राखणे, वातावरणातून सिग्नल प्राप्त करणे आणि रूपांतरित करणे. वातावरण, काही पदार्थांची वाहतूक, पडद्यावरील प्रतिक्रियांचे उत्प्रेरक. झिल्लीची जाडी 6 ते 10 एनएम पर्यंत असते.

पडदा गुणधर्म:
1. तरलता. पडदा एक कठोर रचना नाही; त्यातील बहुतेक घटक प्रथिने आणि लिपिड झिल्लीच्या समतल हलवू शकतात.
2. विषमता. दोन्ही प्रथिने आणि लिपिड्सच्या बाह्य आणि आतील थरांची रचना भिन्न आहे. याव्यतिरिक्त, प्राण्यांच्या पेशींच्या प्लाझ्मा झिल्लीमध्ये बाहेरील बाजूस ग्लायकोप्रोटीन्सचा थर असतो (ग्लायकोकॅलिक्स, जे सिग्नलिंग आणि रिसेप्टर कार्य करते आणि पेशींना ऊतींमध्ये एकत्र करण्यासाठी देखील महत्वाचे आहे)
3. ध्रुवीयता. झिल्लीच्या बाहेरील बाजूस सकारात्मक शुल्क असते, तर आतील बाजू नकारात्मक चार्ज असते.
4. निवडक पारगम्यता. जिवंत पेशींचे पडदा, पाण्याव्यतिरिक्त, विरघळलेल्या पदार्थांचे केवळ काही रेणू आणि आयन यांना जाण्याची परवानगी देतात (पेशीच्या पडद्याच्या संबंधात "अर्ध-पारगम्यता" शब्दाचा वापर पूर्णपणे योग्य नाही, कारण ही संकल्पना सूचित करते. झिल्ली सर्व रेणू आणि विरघळलेल्या पदार्थांचे आयन टिकवून ठेवताना केवळ विद्रावक रेणूंनाच जाऊ देते.)

बाह्य पेशी पडदा (प्लाझमलेम्मा) ही 7.5 एनएम जाडीची अल्ट्रामायक्रोस्कोपिक फिल्म आहे, ज्यामध्ये प्रथिने, फॉस्फोलिपिड्स आणि पाणी असते. एक लवचिक फिल्म जी पाण्याने चांगली भिजलेली असते आणि नुकसान झाल्यानंतर त्वरीत त्याची अखंडता पुनर्संचयित करते. त्याची एक सार्वत्रिक रचना आहे, जी सर्व जैविक पडद्यांची वैशिष्ट्यपूर्ण आहे. या झिल्लीची सीमारेषा, निवडक पारगम्यता, पिनोसाइटोसिस, फॅगोसाइटोसिस, उत्सर्जन उत्पादनांचे उत्सर्जन आणि संश्लेषण, शेजारच्या पेशींशी संवाद आणि नुकसानापासून पेशीचे संरक्षण या प्रक्रियेत त्याचा सहभाग ही त्याची भूमिका अत्यंत महत्त्वपूर्ण बनवते. झिल्लीच्या बाहेरील प्राण्यांच्या पेशी कधीकधी पॉलिसेकेराइड्स आणि प्रथिने - ग्लायकोकॅलिक्स असलेल्या पातळ थराने झाकल्या जातात. वनस्पती पेशींमध्ये, पेशीच्या पडद्याच्या बाहेर एक मजबूत सेल भिंत असते जी बाह्य आधार तयार करते आणि पेशीचा आकार राखते. त्यात फायबर (सेल्युलोज), पाण्यात विरघळणारे पॉलिसेकेराइड असते.

सेल मेम्ब्रेन ही अशी रचना आहे जी सेलच्या बाहेरील भाग व्यापते. त्याला सायटोलेम्मा किंवा प्लाझमलेम्मा असेही म्हणतात.

ही निर्मिती बिलिपिड थर (बिलेयर) पासून तयार केली जाते ज्यामध्ये प्रथिने तयार केली जातात. प्लाझमलेमा बनवणारे कार्बोहायड्रेट बंधनकारक स्थितीत असतात.

प्लाझमॅलेमाच्या मुख्य घटकांचे वितरण खालीलप्रमाणे आहे: अर्ध्याहून अधिक रासायनिक रचना प्रथिने आहेत, एक चतुर्थांश फॉस्फोलिपिड्सने व्यापलेली आहे आणि दहावा भाग कोलेस्टेरॉल आहे.

सेल झिल्ली आणि त्याचे प्रकार

सेल झिल्ली एक पातळ फिल्म आहे, ज्याचा आधार लिपोप्रोटीन आणि प्रथिनांच्या थरांनी बनलेला आहे.

स्थानिकीकरणानुसार, झिल्ली ऑर्गेनेल्स वेगळे केले जातात, ज्यात वनस्पती आणि प्राण्यांच्या पेशींमध्ये काही वैशिष्ट्ये आहेत:

• माइटोकॉन्ड्रिया;
• कोर;
• ईंडोप्लास्मिक रेटिक्युलम;
• गोल्गी कॉम्प्लेक्स;
• लाइसोसोम्स;
• क्लोरोप्लास्ट (वनस्पती पेशींमध्ये).

एक आतील आणि बाह्य (प्लाझमोलेमा) सेल झिल्ली देखील आहे.

सेल झिल्लीची रचना

सेल झिल्लीमध्ये कार्बोहायड्रेट्स असतात जे ते ग्लायकोकॅलिक्सच्या स्वरूपात व्यापतात. ही एक सुप्रा-झिल्ली रचना आहे जी अडथळा कार्य करते. येथे स्थित प्रथिने मुक्त स्थितीत आहेत. अनबाउंड प्रथिने एंजाइमॅटिक प्रतिक्रियांमध्ये भाग घेतात, पदार्थांचे बाह्य सेल्युलर ब्रेकडाउन प्रदान करतात.

सायटोप्लाज्मिक झिल्लीचे प्रथिने ग्लायकोप्रोटीन्सद्वारे दर्शविले जातात. त्यांच्या रासायनिक रचनेवर आधारित, लिपिड लेयरमध्ये पूर्णपणे समाविष्ट असलेल्या प्रथिने (त्याच्या संपूर्ण लांबीसह) अविभाज्य प्रथिने म्हणून वर्गीकृत आहेत. तसेच परिधीय, प्लाझमलेमाच्या पृष्ठभागांपैकी एकापर्यंत पोहोचत नाही.

रिसेप्टर्स म्हणून पूर्वीचे कार्य, न्यूरोट्रांसमीटर, हार्मोन्स आणि इतर पदार्थांना बंधनकारक. आयन वाहिन्यांच्या बांधकामासाठी इन्सर्शन प्रथिने आवश्यक आहेत ज्याद्वारे आयन आणि हायड्रोफिलिक सब्सट्रेट्सची वाहतूक होते. नंतरचे एंजाइम आहेत जे इंट्रासेल्युलर प्रतिक्रिया उत्प्रेरित करतात.

प्लाझ्मा झिल्लीचे मूलभूत गुणधर्म

लिपिड बिलेयर पाण्याच्या आत प्रवेश करण्यास प्रतिबंधित करते. लिपिड हे हायड्रोफोबिक संयुगे आहेत जे फॉस्फोलिपिड्सद्वारे सेलमध्ये प्रतिनिधित्व करतात. फॉस्फेट गट बाह्यमुखी असतो आणि त्यात दोन स्तर असतात: बाह्य एक, बाह्य वातावरणाकडे निर्देशित केला जातो आणि आतील एक, इंट्रासेल्युलर सामग्रीचे सीमांकन करतो.

पाण्यात विरघळणाऱ्या भागांना हायड्रोफिलिक हेड म्हणतात. हायड्रोफोबिक टेलच्या स्वरूपात फॅटी ऍसिड साइट्स सेलमध्ये निर्देशित केल्या जातात. हायड्रोफोबिक भाग शेजारच्या लिपिड्सशी संवाद साधतो, ज्यामुळे त्यांचे एकमेकांशी संलग्नता सुनिश्चित होते. दुहेरी थर वेगवेगळ्या भागात निवडक पारगम्यता आहे.

तर, मध्यभागी झिल्ली ग्लुकोज आणि युरियासाठी अभेद्य आहे: कार्बन डायऑक्साइड, ऑक्सिजन, अल्कोहोल. कोलेस्टेरॉल महत्वाचे आहे, नंतरची सामग्री प्लाझमलेमाची चिकटपणा निर्धारित करते.

बाह्य पेशी पडद्याची कार्ये

फंक्शन्सची वैशिष्ट्ये टेबलमध्ये थोडक्यात सूचीबद्ध आहेत:

पडदा कार्य	वर्णन
अडथळा भूमिका	प्लाझमलेमा एक संरक्षणात्मक कार्य करते, सेलच्या सामग्रीचे परदेशी एजंट्सच्या प्रभावापासून संरक्षण करते. प्रथिने, लिपिड्स, कार्बोहायड्रेट्सच्या विशेष संस्थेबद्दल धन्यवाद, प्लाझमॅलेमाची अर्ध-पारगम्यता सुनिश्चित केली जाते.
रिसेप्टर फंक्शन	रिसेप्टर्सला बंधनकारक करण्याच्या प्रक्रियेत जैविक दृष्ट्या सक्रिय पदार्थ सेल झिल्लीद्वारे सक्रिय केले जातात. अशा प्रकारे, सेल झिल्लीवर स्थानिकीकृत सेल रिसेप्टर उपकरणाद्वारे परदेशी एजंट्सच्या ओळखीद्वारे रोगप्रतिकारक प्रतिक्रिया मध्यस्थी केली जातात.
वाहतूक कार्य	प्लाझमलेमामध्ये छिद्रांची उपस्थिती आपल्याला सेलमध्ये पदार्थांच्या प्रवाहाचे नियमन करण्यास अनुमती देते. हस्तांतरण प्रक्रिया कमी असलेल्या संयुगांसाठी निष्क्रियपणे (ऊर्जेच्या वापराशिवाय) होते आण्विक वजन. ऍडेनोसाइन ट्रायफॉस्फेट (एटीपी) च्या विघटन दरम्यान सोडलेल्या उर्जेच्या खर्चाशी सक्रिय वाहतूक संबद्ध आहे. ही पद्धत सेंद्रिय संयुगेच्या हस्तांतरणासाठी होते.
पाचन प्रक्रियेत सहभाग	पदार्थ सेल झिल्ली (सोर्प्शन) वर जमा केले जातात. रिसेप्टर्स सब्सट्रेटला बांधतात, ते सेलमध्ये हलवतात. सेलच्या आत मुक्तपणे पडून एक बबल तयार होतो. विलीन झाल्यानंतर, अशा वेसिकल्स हायड्रोलाइटिक एन्झाईमसह लाइसोसोम तयार करतात.
एंजाइमॅटिक फंक्शन	एन्झाईम्स इंट्रासेल्युलर पचनासाठी आवश्यक घटक आहेत. उत्प्रेरकांच्या सहभागाची आवश्यकता असलेल्या प्रतिक्रिया एन्झाईम्सच्या सहभागाने घडतात.

सेल झिल्लीचे महत्त्व काय आहे

पेशीमध्ये प्रवेश करणाऱ्या आणि सोडणाऱ्या पदार्थांच्या उच्च निवडकतेमुळे (जीवशास्त्रात याला निवडक पारगम्यता म्हणतात) होमिओस्टॅसिस राखण्यात सेल झिल्ली गुंतलेली असते.

प्लाझमॅलेमाच्या वाढीमुळे सेलचे विभाजन (कंपार्टमेंट्स) काही कार्ये करण्यासाठी जबाबदार असतात. द्रव-मोज़ेक पॅटर्नशी संबंधित विशेषतः डिझाइन केलेले पडदा सेलची अखंडता सुनिश्चित करतात.