Zellmembranstruktur in tierischen Zellen: Vollständiger Leitfaden!

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In diesem Beitrag finden Sie detaillierte Informationen zur Zellmembranstruktur in tierischen Zellen.

Zellmembranen oder biologische Membranen sind dünne, quasiifizierte, biegsame filmähnliche Strukturen, die sowohl extrazellulär als auch um den Protoplasten einer tierischen Zelle herum auftreten.

Das Folgende sind die nachstehenden Begriffe in Bezug auf tierische Zellmembranen, die kurz diskutiert werden.

Membranerscheinung

Die Membran ist etwa 7.5 nm dick. Aufgrund dieser Dimension sind sie unter dem Lichtmikroskop nicht sichtbar. Ihre Anwesenheit wurde jedoch lange vor ihrer Beobachtung aufgrund von Plasmolyse, dem Platzen, gefolgert tierische Zellen in hypotonische Lösung gebracht.

Unter dem Elektronenmikroskop sind Zellmembranen sichtbar. Unter dem Mikroskop sieht Membran aus dreischichtig Mittel aus drei Schichten. Es gibt eine mittlere Elektronenschicht, die transparent ist und von zwei elektronendichten Schichten auf beiden Seiten der transparenten Schicht bedeckt ist. Es enthält eine Anzahl von Partikeln mit unterschiedlichen Größen.

Membranzusammensetzung

Die Membran besteht aus drei Arten von Komponenten – Proteinen, Kohlenhydraten und Lipiden. Die Lipide sind im Allgemeinen Phospholipide oder Phosphoglyceride. Es besteht aus hydrophiler Polarkopf und hydrophober unpolarer Schwanz. Da sie sowohl hydrophob als auch hydrophil vorhanden sind, werden sie genannt amphipathisch. Phospholipide bilden bei Kontakt mit Wasser eine Doppelschicht. Andere in der Membran vorhandene Lipide sind Sphingolipide, Cerebroside, Ganglioside und Cholesterin. Cholesterin verleiht der tierischen Zelle Stabilität und Starrheit.

Die Membran hat eine Reihe von Proteinen, die als Enzym fungieren. ZB hilft ATP-ase bei der Synthese und dem Abbau von ATP, Cyt P-450 hilft bei der Hydroxylierung. Rezeptorprotein fungieren als Neurotransmitter, um Informationen zu empfangen.

Kohlenhydrate, die in der Membran vorhanden sind, sind Oligosaccharide. Letztere können verzweigt oder unverzweigt sein. Glykolipide und Glykoproteine ​​sind mit den äußeren Oberflächen von Proteinen und Lipiden assoziiert.

Fluid-Mosaik-Modell

Es ist das am meisten akzeptierte Modell der Zellmembran, das 1972 von Singer und Nicolson angegeben wurde. Gemäß dem Flüssigkeitsmosaikmodell haben Zellmembranen eine quasiifizierte Konsistenz. Die Lipiddoppelschicht ist kontinuierlich und enthält andere Lipide. zB ist Cholesterin in tierischen Membranen vorhanden. Proteine ​​kommen wie ein Mosaik sowohl im Inneren der Lipiddoppelschicht als auch auf den beiden Oberflächen vor. Sie heißen als Proteine ​​Eisberge in einem Meer von Lipiden.

Proteine ​​neigen oft dazu, ihre Position zu verschieben. Extrinsisch und intrinsisch sind die zwei Kategorien von Membranproteinen.

Zellmembranstruktur in tierischen Zellen
Zellmembranstruktur in tierischen Zellen: Fluid-Mosaik-Modell einer Zellmembran aus Wikipedia

Intrinsische Proteine

Es tritt innerhalb der Lipiddoppelschicht auf und gelangt in ihre verschiedenen Tiefen. Transmembran Proteine ​​sind in die Membran eingebettet von intrinsischen Proteinen, die einen Kanal bilden, um Wasser, Ionen und einige kleine gelöste Stoffe zuzulassen. Einige der Kanäle haben Gate-Mechanismen, um den Zugang zu bestimmten Substanzen zu ermöglichen. Intrinsische Proteine ​​entwickeln hydrophobe Wechselwirkungen mit Phospholipidmolekülen. Aus diesem Grund können intrinsische Proteine ​​​​nicht einfach von der Membran getrennt werden, ohne sie zu zerstören.

Extrinsische Proteine

Es wird auch als peripheres Protein bezeichnet, das sich auf beiden Seiten der Membran befindet. Diese Proteine ​​sind an der Innenseite der Membran in größerer Menge verfügbar als an der Außenseite der Membran. Sie werden auch mit Hilfe schwacher elektrostatischer Bindungen und ionischer Bindungen an die polaren Köpfe von intrinsischen Proteinen gebunden. Daher werden periphere Proteine ​​leicht durch Beschallung, milde Reinigungsmittel und hypotonische Lösungen mit Chelaten verdrängt.

Funktionen der Zellmembran

  • Zelleninhalt halten: Es enthält den halbflüssigen protoplasmatischen Inhalt.
  • Schutz: Es hilft beim Schutz der Zelle vor einer Verletzung.
  • Organellen: Es umfasst auch verschiedene Organellen wie Kern, Mitochondrien, Golgi-Apparat, Endoplasmatisches Retikulum usw.
  • Kompartimentierung : Es trennt die Zellen von der äußeren Umgebung und die Zellorganellen vom Zytosol.
  • Zellerkennung: Verwendung von Glykolipiden und Glykoproteinen, Zellmembranen kann auch zwischen ähnlichen und unähnlichen Zellen unterscheiden.
  • Antigene: Antigene in Zellmembranen helfen bei der Bestimmung der Blutgruppenbestimmung, der immunologischen Reaktion und der Akzeptanz oder Abstoßung von Transplantaten.
  • Zellverbindungen: Sie helfen dabei, tierische Zellen zusammenzuhalten.
  • Mikrovilli: Sie haben Ausstülpungen, die bei der Erhöhung der Absorption helfen.
  • Endozytose: Die Membran entwickelt Membranvesikel, um die Materialien in großen Mengen aufzunehmen.
  • Exozytose: Membran hilft bei der Ausscheidung der Abfallstoffe.
  • Gezielte Durchlässigkeit: Ermöglicht die Eingabe nur ausgewählter Substanzen.
  • Remanenz: Membranen sind nicht undicht. Sie lassen absorbierte Substanzen nicht nach außen passieren.
  • Elektronentransport: Elektronentransportketten kommt in der Membran der Mitochondrien vor.
  • Osmose: Membran enthält spezielle Wasserkanäle, durch die Osmose stattfindet.
  • Trägerproteine: Es hilft aktiven Transport und befindet sich an den Membranen.
  • Membranenzyme: Eine Vielzahl von Enzymen ist an die Membran gebunden, um verschiedene biochemische Aktivitäten wie Hydrolyse und Synthese von ATP durchzuführen.
  • Membranrezeptoren: Es enthält verschiedene Rezeptoren für Hormone, Neurotransmitter, Immunglobuline und mehrere andere Biochemikalien.

Membrantransport

Es ist der Durchgang von Biochemikalien, Metaboliten und Nebenprodukten durch die biologischen Membranen. Es gibt vier Arten: passiver Transport, aktiver Transport, Symport-Antiport-Transport und Bulk-Transport.

Passiver Transport

Es ist die Bewegung von Substanzen von einem Teil oder Bereich eines Systems zu einem anderen, ohne dass das System Energie aufwenden muss, z. B. von außen nach innen Zelle über die Zellmembran.

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Zellmembranstruktur in tierischen Zellen: Passiver Transport über die Zellmembran aus Wikipedia

Passiver Transport ist häufiger entlang des Konzentrationsgradienten und des elektrochemischen Potentials. Beispiele: Rundfunk und Osmose. Zellmembranen besitzen schmale Kanäle, die von Tunnelproteinen produziert werden. Es gibt zwei Arten, Aquaporine und Ionenkanäle. Aquaporine ermöglichen den Wasserdurchgang entsprechend den osmotischen Kräften. Ein spezifischer Ionenkanal lässt die Ionen durch die Membran passieren. CO2 und O2 Es wird angenommen, dass sie zusammen mit Wasser weitergegeben werden.

Aktiven Transport

Es ist die Art des Transports durch die Zellmembran, bei der Stoffwechselenergie verbraucht wird. Energie wird hauptsächlich aus ATP gewonnen.

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Zellmembranstruktur in tierischen Zellen: Aktiver Transport von Wikipedia

Aktiver Transport ist die häufigste Methode der Ionenabsorption in tierischen Zellen. Das sind Ca2+K+,N / a+, Fe2+, Urat, viele Zucker und Aminosäuren. Der aktive Transport erfolgt normalerweise gegen den Konzentrationsgradienten. Es ist unidirektional und hochselektiv.

Mittransport

Cotransport ermöglicht es der Membran, die Substanzen und andere Materialien in Symport (gleiche Richtung) oder Antiport (entgegengesetzte Richtung) zu bewegen. Es wird manchmal als erleichterte Diffusion bezeichnet. Für den Kotransport besitzen Trägerproteine ​​zusätzliche Bindungsstellen. Zum Beispiel gehen Glucose, Nukleoside und einige Aminosäuregruppen zusammen mit Na nach innen+.

Cotransporter
Zellmembranstruktur in tierischen Zellen: Kanäle von uniport, symport und antiport aus Wikipedia

Massentransport

Es ist der Transportmodus für große Mengen an Materialien, Mikromolekülen, Makromolekülen und Lebensmittelpartikeln durch die Membran. Der Massentransport umfasst die chemische Stimulation, Faltung und Fusion der Membran, um Vesikel zu produzieren, die als Trägervesikel bezeichnet werden. Der Transport erfolgt sowohl nach innen als auch nach außen.

Endozytose u Exozytose sind zwei Arten des Massentransports.

Endozytose

Es ermöglicht Zellen, extrazelluläre Materialien mittels Trägervesikeln zu internalisieren, Endosomen. Endozytose ist ferner von zwei Arten, Pinozytose und Phagozytose.

Exozytose

Mit Hilfe von Trägerbläschen, den sogenannten exozytotischen Vesikeln, transportiert es die Stoffe aus dem Zellinneren nach außen. Sekretions- oder Ausscheidungsprodukte werden von Golgi-Körpern in Vesikel verpackt.

Häufig gestellte Fragen

Q1.Unterschied zwischen Pinozytose und Phagozytose.

Pinozytose ist die Aufnahme von extrazellulärer Flüssigkeit, Ionen und Molekülen durch kleine Vesikel oder Pinosomen, die durch Faltung der Zellmembran entstehen. Lysosomen können an der Verdauung extrazellulärer Substanzen beteiligt sein.

Bei der Phagozytose werden große Partikel wie Mikroben, Zelltrümmer, degenerierende Zellen usw. von den Zellen gefressen. Es bilden sich pseudopodienartige Vorsprünge, die das feste Material verschlingen. Lysosomen sind für die Zerstörung und Verdauung fester Nahrungsmaterialien unerlässlich. Die unverdauten Stoffe werden mittels ausgeschieden Ephagie oder Exozytose.

Q2.Beschreiben Sie den Mechanismus des aktiven Transports.

Der aktive Transport wird durch Träger oder Transportproteine ​​vermittelt. Sie sind integrale Proteinpartikel der Zellmembran die die Affinität zu bestimmten gelösten Teilchen haben. Ein Träger verbindet sich mit dem gelösten Teilchen auf der Oberfläche und bildet sich Träger gelöster Komplex. Der Komplex gewinnt Energie aus ATP und erfährt eine Konformationsänderung. Im komplexierten Zustand transportiert das Trägerpartikel den gelösten Stoff auf die andere Seite der Membran, wo er freigesetzt wird. Der Träger wird freigesetzt und kehrt in seinen ursprünglichen Zustand zurück, um sich mit einem anderen gelösten Teilchen zu verbinden.

Q3. Geben Sie einen kurzen Bericht über die Natrium-Kalium-Austauschpumpe.

Es wirkt in den meisten Körperzellen. Eine große α-Untereinheit und eine kleine β-Untereinheit bilden die Trägerproteine. Die Innenseite der größeren Untereinheit hat drei Rezeptorstellen für Na+ Ionen und eine Stelle für ATP-ase-Aktivität. Die Außenseite dieser Untereinheit hat zwei Rezeptorstellen für K+ Ionen. Der Träger bindet mit drei Na+ Ionen aus dem Zellinneren und zwei K+ Ionen aus extrazellulärer Flüssigkeit. Mit Hilfe der aus ATP gewonnenen Energie erfährt der Träger eine Konformationsänderung, wirft drei Na+ Ionen in die extrazelluläre Flüssigkeit und zwei K+ Ionen ins Zellinnere.

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Zellmembranstruktur in tierischen Zellen: Die Wirkung der Natrium-Kalium-Pumpe ist ein Beispiel für aktiven Transport Wikipedia

Die Na+-K+-Austauschpumpe trägt dazu bei, eine höhere Konzentration an Na+-Ionen in der extrazellulären Flüssigkeit als im intrazellulären Inhalt aufrechtzuerhalten. Im Vergleich zur extrazellulären Flüssigkeit ist die intrazelluläre K+-Konzentration höher. Die Na+-K+-Austauschpumpe ist für das Ruhepotential der Nervenzellen verantwortlich. Es ermutigt auch aktiver Sekundärtransport.

Zusammenfassung

Um diesen Beitrag abzuschließen, schließen wir dieses Tier Zellmembran ist dünn in der Struktur sondern trennt die Zellbestandteile von der äußeren Umgebung. Es ermöglicht auch den Transfer verschiedener Substanzen von der Membran, wodurch sie aufgrund des Vorhandenseins verschiedener Proteine ​​​​und Lipide von Natur aus halbdurchlässig wird.

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