Клетка — элементарная структурная, функциональная и генетическая единица в составе всех растительных и животных организмов. Клетки всех типов характеризуются сходством общей организации и строения важнейших компонентов.
Каждая клетка включает в себя три основных компонента:
1) плазмолемму;
2) цитоплазму;
3) ядро.
Плазмолемма состоит из:
1. Надмембранный комплекс
2. Мембранный комплекс
3. Субмембранный комплекс
В настоящее время общепризнана жидкостно-мозаичная модель мембраны.
Рассмотрим в перву очередь мембранный комплекс.
Мембранный комплекс представлен элементарной биологической мембраной, которая состоит из биослоя фосфолипидов и встроенных в него белков.
Фосфолипиды состоят из полярной (гидрофильной) головки и неполярного (гидрофобного) хвоста. В мембраны хвосты фосфолипидов направлены в глубь биослоя, а головки обращены наружу.
рис.1 Строение клеточной оболочки (плазмолеммы).
I — Надмембранный комплекс (гликокаликс)
II — Мембранный комплекс (элементарная биологическая мембрана)
III — Субмембранный комплекс (цитоскелет)
Классификации липидов мембраны:
- Фосфолипиды — из мембранных фосфолипидов освобождается арахидоновая кислота, которая является предшественником простагландинов, тромбоксанов, лейкотриенов и других БАВ;
- Сфинголипиды — чаще встречаются в миелиновой оболочке нервных волокон и шванновских клетках;
- Холестирин (холестерол) — играет важную роль, т.к. он является родоначальником синтеза стероидных гормонов половых, глюкокортикоидов, минералокортикоидов, а также входит в состав липопротеинов (липопротеины низкой плотности — ЛНП, липопротеины высокой плотности — ЛВП, изменение соотношения, между которыми может повысить риск развития ишемической болезни сердца).
Классификации структурных белков, входящих в мембрану:
1. Интегральные — пронизывают всю мембрану насквозь. Функции: белки ионных каналов и мембранные рецепторы.
2. Полуинтегральные — полупогруженные. Функции: транспорт, рецепторы.
3. Периферические (поверхностные):
- периферические белки наружной поверхности. Функции: рецепторная, адгезивная;
- периферические белки внутренней поверхности. Функции: участвуют в построении цитоскелета клеток (белки цитоскелета — спектрии, анкирии) (рис. 1).
Классификация белков плазмолеммы по выполняемым функциям:
- Белки-рецепторы.
- Белки-ферменты.
- Белки-переносчики.
- Структурные белки.
Трансмембранные белки-интегрины — клеточные адгезионные молекулы (КАМ) — они являются рецепторами для фибронектина и ламина.
Субмембранный комплекс представлен элементами опорно-сократительного аппарата клетки цитоскелета.
Цитоскелет образован четырьмя компонентами:
- мнкротрубочками (d = 24 -25 нм)
- микрофиламентами (d = 5-7 нм)
- промежуточными филаментами (d = 8—10 нм)
- миофиламентами (d = 10-25 нм)
Микротрубочки -полые цилиндры, стенка которых состоит из белка тубулина.
Микрофиламенты — тонкие нити, состоящие из белка актина. Выполняют двигательную и опорную функции.
Промежуточные филаменты в разных тканях состоят из различных белков, но имеют одинаковую толщину 8-10 нм во всех клетках. Выполняют только опорную функцию.
Миофиламенты — состоят из белка миозина. Выполняют сократительную функцию.
Надмембранный комплекс представлен гликокаликсом, который имеет толщину около 50 нм. Гликокаликс состоит из олигосахаридов, связанных с белками (гликопротеины) и олигосахаридов, связанных с липидами (гликолипиды) (рис. 1).
Функции гликокаликса:
1. Реценция и адгезия (слипание) клеток;
- рецепторы гистосовместимости (HLA-рецепторы);
- специфические рецепторы к гормонам;
- специфические рецепторы к медиаторам;
- специфические рецепторы к цитокинам.
2. Межклеточные взаимодействия:
- воспринимает физические раздражения (например, кванты света в фоторецепторах);/li>
- химические раздражения (вкусовые и обонятельные изменения pH);
- механические раздражения (давление, растяжение);
- узнавание.
3. Пристеночное пищеварение:
- гликокаликс, покрывающий микроворсинки каемчатых клеток эпителия кишечника.
Цитоскелет обеспечивает тургор клетки, поддержание изменения её формы, перемещение в пространстве, двигательные процессы внутри клетки.
Плазмолемма обладает следующими свойствами:
- избирательной проницаемостью через пассивный и активный транспорт и диффузию;
- текучестью или подвижностью, многие белки могут скапливаться в одном участке мембраны, образуя агрегаты, тем самым осуществляется более эффективная рецепция.
Функции плазмолеммы:
1. Транспорт веществ в цитоплазму и из неё.
2. Рецепция.
3. Образование межклеточных контактов.
4. Передача сигналов от поверхности в глубь клетки (с помощью сигнальных молекул — гормоны, медиаторы, цитокины).
5. Движение клетки.