Što je stanična membrana i njezine funkcije. Povijest otkrića i proučavanja stanične membrane. Plazma membrana, struktura, funkcije

Izvana je stanica prekrivena plazma membranom (ili vanjskom staničnom membranom) debljine oko 6-10 nm.

Stanična membrana je gusti film proteina i lipida (uglavnom fosfolipida). Molekule lipida raspoređene su uredno – okomito na površinu, u dva sloja, tako da su im dijelovi koji su u intenzivnoj interakciji s vodom (hidrofilni) usmjereni prema van, a dijelovi koji su inertni na vodu (hidrofobni) usmjereni su prema unutra.

Proteinske molekule smještene su u nekontinuiranom sloju na površini lipidnog okvira s obje strane. Neki od njih su uronjeni u lipidni sloj, a neki prolaze kroz njega, tvoreći područja propusna za vodu. Ovi proteini rade razne funkcije- neki od njih su enzimi, drugi su transportni proteini koji sudjeluju u prijenosu određenih tvari iz okoliša u citoplazmu iu obrnuti smjer.

Osnovne funkcije stanične membrane

Jedno od glavnih svojstava bioloških membrana je selektivna propusnost (polupropusnost)- neke tvari teško prolaze kroz njih, druge lako i čak prema višoj koncentraciji.Dakle, za većinu stanica koncentracija iona Na u unutrašnjosti je puno niža nego u okoliš. Za ione K karakterističan je obrnuti omjer: njihova koncentracija unutar stanice je veća nego izvana. Stoga ioni Na uvijek teže ući u stanicu, a ioni K - izaći van. Izjednačavanje koncentracija ovih iona spriječeno je prisustvom u membrani posebnog sustava koji ima ulogu pumpe koja pumpa Na ione iz stanice i istovremeno pumpa K ione unutra.

Želja Na iona da se kreću izvana prema unutra koristi se za prijenos šećera i aminokiselina u stanicu. Aktivnim uklanjanjem iona Na iz stanice stvaraju se uvjeti za ulazak glukoze i aminokiselina u nju.

U mnogim stanicama apsorpcija tvari također se odvija putem fagocitoze i pinocitoze. Na fagocitoza savitljiva vanjska membrana stvara malo udubljenje u koje ulazi uhvaćena čestica. To se udubljenje povećava i, okružena dijelom vanjske membrane, čestica je uronjena u citoplazmu stanice. Pojava fagocitoze karakteristična je za amebe i neke druge protozoe, kao i za leukocite (fagocite). Slično tome, postoji apsorpcija tekućina koje sadrže stanice potrebni stanici tvari. Ova pojava je nazvana pinocitoza.

Vanjske membrane različitih stanica značajno se razlikuju kako u kemijskom sastavu svojih proteina i lipida, tako iu njihovom relativnom sadržaju. Upravo te značajke određuju raznolikost u fiziološkoj aktivnosti membrana različitih stanica i njihovu ulogu u životu stanica i tkiva.

Endoplazmatski retikulum stanice povezan je s vanjskom membranom. Uz pomoć vanjskih membrana, različiti tipovi međustanični kontakti, tj. komunikacija između pojedinih stanica.

Mnoge vrste stanica karakterizira prisutnost na njihovoj površini veliki broj izbočine, nabori, mikrovili. Pridonose kako značajnom povećanju površine stanica i poboljšanju metabolizma, tako i čvršćem međusobnom povezivanju pojedinih stanica.

S vanjske strane stanične membrane biljne stanice imaju debele opne koje su jasno vidljive u optičkom mikroskopu, a sastoje se od celuloze (celuloze). Oni stvaraju jaku potporu biljnim tkivima (drvo).

Neke stanice životinjskog podrijetla također imaju niz vanjskih struktura koje se nalaze na vrhu stanične membrane i imaju zaštitni karakter. Primjer je hitin pokrovnih stanica insekata.

Funkcije stanične membrane (ukratko)

Glavne stanične membrane:

plazma membrana

Plazmatska membrana koja okružuje svaku stanicu određuje njezinu veličinu, osigurava transport malih i velikih molekula iz stanice iu stanicu te održava razliku u koncentracijama iona s obje strane membrane. Membrana sudjeluje u međustaničnim kontaktima, percipira, pojačava i prenosi signale iz vanjske okoline u stanicu. Membrana je povezana s mnogim enzimima koji kataliziraju biokemijske reakcije.

nuklearna membrana

Jezgrina ovojnica sastoji se od vanjske i unutarnje jezgrene membrane. Jezgrina membrana ima pore kroz koje RNA prodiru iz jezgre u citoplazmu, a regulacijski proteini iz citoplazme u jezgru.

Unutarnja nuklearna membrana sadrži specifične proteine ​​koji imaju vezna mjesta za glavne polipeptide nuklearnog matriksa – lamin A, lamin B i lamin C. Važna funkcija ovih proteina je razgradnja nuklearne membrane tijekom mitoze.

Membrana endoplazmatskog retikuluma (ER).

ER membrana ima brojne nabore i nabore. Formira kontinuiranu površinu koja omeđuje unutarnji prostor, koji se naziva ER šupljina. Grubi ER povezan je s ribosomima, na kojima se sintetiziraju proteini plazma membrane, ER, Golgijevog aparata, lizosoma i izlučenih proteina. Regije ER-a koje ne sadrže ribosome nazivaju se glatkim ER-om. Ovdje je završna faza biosinteze kolesterola, fosfolipida, reakcija oksidacije vlastitih metabolita i stranih tvari uz sudjelovanje membranskih enzima - citokroma P 450, citokroma P 450 reduktaze, citokroma b 5 reduktaze i citokroma b 5

Golgijev aparat

Golgijev aparat važna je membranska organela odgovorna za modifikaciju, nakupljanje, sortiranje i usmjeravanje različitih tvari u odgovarajuće unutarstanične odjeljke, kao i izvan stanice. Specifični enzimi membrane Golgijevog kompleksa, glikoziltransferaza, glikozilirajući proteini na ostacima serina, treonina ili amidne skupine asparagina, dovršavaju stvaranje složenih proteina - glikoproteina.

Mitohondrijske membrane

Mitohondriji su organele s dvostrukom membranom specijalizirane za sintezu ATP-a oksidativnom fosforilacijom. Posebnost vanjske mitohondrijske membrane je sadržaj velike količine proteina porina, koji tvori pore u membrani. Zbog porina, vanjska membrana je slobodno propusna za anorganske ione, metabolite, pa čak i male proteinske molekule (manje od 10 kD). Za velike proteine, vanjska membrana je nepropusna, što omogućuje mitohondrijima da zadrže proteine ​​u intermembranskom prostoru od curenja u citosol.

Unutarnja membrana mitohondrija karakterizirana je visokim sadržajem proteina, oko 70%, koji obavljaju uglavnom katalitičke i transportne funkcije. Membranske translokaze osiguravaju selektivni prijenos tvari iz međumembranskog prostora u matriks i obrnuto; enzimi su uključeni u prijenos elektrona (lanac prijenosa elektrona) i sintezu ATP-a.

Membrana lizosoma

Membrana lizosoma igra ulogu "štita" između aktivnih enzima (više od 50), koji osiguravaju reakcije za razgradnju proteina, ugljikohidrata, masti, nukleinske kiseline, i ostatak sadržaja ćelije. Membrana sadrži jedinstvene proteine, na primjer, ATP-ovisnu protonsku pumpu (pumpu), koja održava kiselu okolinu (pH 5) potrebnu za djelovanje hidrolitičkih enzima (proteaza, lipaza), kao i transportne proteine ​​koji omogućuju razgradnju makromolekula proizvoda koji napuštaju lizosom. Takve ih membrane štite od djelovanja proteaza.

Opće funkcije bioloških membrana sljedeće:

Oni odvajaju sadržaj stanice od vanjske sredine i sadržaj organela od citoplazme.

Oni osiguravaju transport tvari u i iz stanice, iz citoplazme u organele i obrnuto.

Imaju ulogu receptora (primaju i pretvaraju signale iz okoline, prepoznavanje staničnih tvari itd.).

Oni su katalizatori (omogućuju membranske kemijske procese).

Sudjelujte u transformaciji energije.

Opća svojstva bioloških membrana

Sve su stanične membrane bez iznimke građene prema opći princip: to su tanki lipoproteinski filmovi koji se sastoje od dvostrukog sloja lipidnih molekula, u koje su uključene proteinske molekule. U težinskom smislu, ovisno o vrsti membrane, lipidi čine 25-60%, a proteini 40-75%. Mnoge membrane sadrže ugljikohidrate, čija količina može doseći 2-10%.

Biološke membrane vrlo selektivno propuštaju tvari iz okolne otopine. Prilično lako propuštaju vodu i zarobljavaju većinu tvari topljivih u vodi, a prvenstveno ionizirane tvari ili one koje nose električni naboj. Zbog toga su biomembrane dobri električni izolatori u slanim otopinama.

Membranska podloga je dvostruki lipidni sloj u čijem stvaranju sudjeluju fosfolipidi i glikolipidi. Lipidni dvosloj čine dva reda lipida, čiji su hidrofobni radikali skriveni unutra, a hidrofilne skupine su okrenute prema van iu kontaktu su s vodenim medijem. Proteinske molekule su kao da su "otopljene" u lipidnom dvosloju

Poprečni presjek plazma membrane

Lipidni sastav membrana:

Fosfolipidi. Svi fosfolipidi mogu se podijeliti u 2 skupine - glicerofosfolipide i sfingofosfolipide. Glicerofosfolipidi se klasificiraju kao derivati ​​fosfatidne kiseline. Najčešći membranski glicerofosfolipidi su fosfatidilkolini i fosfatidiletanolamini. U membranama eukariotskih stanica pronađen je ogroman broj različitih fosfolipida koji su neravnomjerno raspoređeni po različitim staničnim membranama. Ova neravnomjernost odnosi se na distribuciju i polarnih "glava" i acilnih ostataka.

Specifični fosfolipidi unutarnje membrane mitohondrija su kardiolipini (difosfatidilgliceroli), građeni na bazi glicerola i dva ostatka fosfatidne kiseline. Sintetiziraju ih enzimi unutarnje mitohondrijske membrane i čine oko 22% svih membranskih fosfolipida.

Plazma membrane stanica sadrže sfingomijeline u značajnim količinama. Sfingomijelini su izgrađeni na bazi ceramida, aciliranog amino alkohola sfingozina. Polarna skupina se sastoji od ostatka fosforne kiseline i kolina, etanolamina ili serina. Sfingomijelini su glavni lipidi u mijelinskoj ovojnici živčanih vlakana.

Glikolipidi. U glikolipidima je hidrofobni dio predstavljen ceramidom. Hidrofilna skupina - ugljikohidratni ostatak vezan glikozidnom vezom na hidroksilnu skupinu na prvom ugljikovom atomu ceramida. Ovisno o duljini i strukturi ugljikohidratnog dijela postoje cerebrozidi, koji sadrži mono- ili oligosaharidni ostatak, i gangliozidi, na čiju je OH skupinu vezan složeni, razgranati oligosaharid koji sadrži N-acetilneuraminsku kiselinu (NANA).

Polarne "glave" glikosfingolipida nalaze se na vanjskoj površini plazma membrana. Značajne količine glikolipida nalaze se u membranama moždanih stanica, eritrocitima i epitelnim stanicama. Gangliozidi eritrocita različitih jedinki razlikuju se u strukturi oligosaharidnih lanaca koji pokazuju antigenska svojstva.

Kolesterol. Kolesterol je prisutan u svim membranama životinjskih stanica. Njegova se molekula sastoji od krute hidrofobne jezgre i fleksibilnog lanca ugljikovodika, jedina hidroksilna skupina je "polarna glava".

Za životinjsku stanicu, prosječni molarni omjer kolesterol/fosfolipid je 0,3-0,4, ali u plazma membrani taj je omjer puno veći (0,8-0,9). Prisutnost kolesterola u membranama smanjuje pokretljivost masne kiseline, smanjuje lateralnu difuziju lipida i proteina, te stoga može utjecati na funkcije: membranskih proteina.

U biljnim membranama nema kolesterola, ali ima biljnih steroida - sitosterola i stigmasterola.

Membranski proteini: Uobičajeno je podijeliti na integralne (transmembranske) i periferne. Sastavni proteini imaju široka hidrofobna područja na površini i netopljivi su u njima voda. Povezani su s lipidima membrane hidrofobnim interakcijama i djelomično su uronjeni u debljinu lipidnog dvosloja, i često prodiru u dvosloj, napuštajući površine su relativno mala hidrofilna područja. Odvojite ove proteine ​​od membrane se mogu postići samo deterdžentima kao što su dodecil sulfat ili soli žučne kiseline, koje uništavaju lipidni sloj i pretvaraju protein u topljivi oblik (solubilizirati ga) stvaranjem suradnika s njim. Sve daljnje operacije Pročišćavanje integralnih proteina također se provodi uz prisustvo deterdženata. Periferni proteini povezani su s površinom lipidnog dvosloja elektrostatske sile i mogu se isprati s membrane slanim otopinama.

23. Mehanizmi prijenosa tvari kroz membrane: jednostavna difuzija, pasivni simport i antiport, primarni aktivni transport, sekundarni aktivni transport, regulirani kanali (primjeri). Prijenos kroz membranu makromolekula i čestica. Sudjelovanje membrana u međustaničnim interakcijama.

Ima ih nekoliko mehanizmi transporta tvari kroz membranu .

Difuzija- prodiranje tvari kroz membranu po koncentracijskom gradijentu (od područja gdje im je koncentracija veća prema području gdje im je koncentracija niža). Difuzni transport tvari (voda, ioni) provodi se uz sudjelovanje membranskih proteina, koji imaju molekularne pore, ili uz sudjelovanje lipidne faze (za tvari topljive u mastima).

Uz olakšanu difuziju posebni membranski proteini nosači se selektivno vežu na jedan ili drugi ion ili molekulu i prenose ih kroz membranu duž koncentracijskog gradijenta.

Olakšana difuzija tvari

Translokazni proteini postoje u staničnim membranama. U interakciji s određenim ligandom osiguravaju njegovu difuziju (transport iz područja veće koncentracije u područje niže koncentracije) kroz membranu. Za razliku od proteinskih kanala, translokaze prolaze kroz konformacijske promjene u procesu interakcije s ligandom i njegovog prijenosa kroz membranu. Kinetički, prijenos tvari olakšanom difuzijom sliči enzimska reakcija. Za translokaze postoji koncentracija zasićenja liganda, pri kojoj su sva mjesta vezanja proteina s ligandom zauzeta, a proteini rade maksimalnom brzinom Vmax. Stoga brzina transporta tvari olakšanom difuzijom ne ovisi samo o gradijentu koncentracije transportiranog liganda, već i o broju proteina nosača u membrani.

Postoje translokaze koje prenose samo jednu supstancu topljivu u vodi s jedne strane membrane na drugu. Takav jednostavan prijevoz zove se "pasivni uniport". Primjer uniporta je funkcioniranje GLUT-1, translokaze koja prenosi glukozu kroz membranu eritrocita:

Olakšana difuzija (uniport) glukoze u eritrocite pomoću GLUT-1 (S - molekula glukoze). Molekula glukoze vezana je nosačem na vanjskoj površini plazma membrane. Dolazi do konformacijske promjene, a središte nosača, zauzeto glukozom, biva izloženo unutrašnjosti stanice. Uslijed konformacijskih promjena nosač gubi afinitet prema glukozi, te se molekula otpušta u citosol stanice. Odvajanje glukoze od nosača uzrokuje konformacijsku promjenu u proteinu, te se on vraća na svoju izvornu "informaciju".

Neke translokaze mogu nositi dvije različite tvari duž koncentracijskog gradijenta u istom smjeru - pasivni simbol , ili u suprotnim smjerovima - pasivni antiport .

Primjer translokaze koja djeluje pomoću mehanizma pasivnog antiporta je anionski prijenosnik membrane eritrocita. Unutarnja mitohondrijska membrana sadrži mnogo translokaza koje obavljaju pasivni antiport. U procesu takvog prijenosa dolazi do ekvivalentne izmjene iona, ali ne uvijek do ekvivalentne izmjene naboja.

primarni aktivni transport

Prijenos nekih anorganskih iona ide protiv koncentracijskog gradijenta uz sudjelovanje transportnih ATPaza (ionske pumpe). Sve ionske pumpe istovremeno služe kao enzimi sposobni za autofosforilaciju i autodefosforilaciju. ATPaze se razlikuju po ionskoj specifičnosti, broju prenesenih iona i smjeru transporta. Kao rezultat rada ATP-aze, transportirani ioni se nakupljaju na jednoj strani membrane. Ma+,K+-ATPaza, Ca2+-ATPaza i H+,K+,-ATPaza želučane sluznice najčešće su u plazma membrani ljudskih stanica.

Na+, K+-ATPaza

Ovaj enzim prijenosnik katalizira transport Na+ i K+ iona kroz plazma membranu ovisan o ATP-u. Ka+,K+-ATPaza sastoji se od α i β podjedinica; α - katalitička velika podjedinica, i β - mala podjedinica (glikoprotein). Aktivni oblik translokaze je tetramer (αβ)2.

Na+,K+-ATPaza je odgovorna za održavanje visoke koncentracije K+ u stanici i niske koncentracije Na+. Budući da Na + D + -ATPaza pumpa tri pozitivno nabijena iona, a pumpa dva, nastaje električni potencijal na membrani s negativnom vrijednošću unutar stanice u odnosu na njezinu vanjsku površinu.

Ca2+-ATPaza lokaliziran ne samo u plazma membrani, već iu ER membrani. Enzim se sastoji od deset transmembranskih domena koje obuhvaćaju staničnu membranu. Između druge i treće domene nalazi se nekoliko ostataka asparaginske kiseline uključenih u vezanje kalcija. Regija između četvrte i pete domene ima centar za vezanje ATP-a i autofosforilaciju na ostatku asparaginske kiseline. Ca2+-ATPaze plazma membrana nekih stanica regulirane su proteinom kalmodulinom. Svaka od Ca2+-ATPaza plazma membrane i ER predstavljena je s nekoliko izoformi.

sekundarni aktivni transport

Prijenos nekih otopljenih tvari u odnosu na koncentracijski gradijent ovisi o istodobnom ili uzastopnom transportu druge tvari duž koncentracijskog gradijenta u istom smjeru (aktivni simport) ili u suprotnom smjeru (aktivni antiport). U ljudskim stanicama Na+ je najčešće ion koji se transportira duž koncentracijskog gradijenta.

Slijed događaja u procesu rada Ca2*-ATP-aze.

1 - vezanje dvaju kalcijevih iona ATP-aznim mjestom okrenutim prema citosolu;

2 - promjena naboja i konformacije enzima (ATPaze), uzrokovana dodatkom dva iona Ca2+, dovodi do povećanja afiniteta za ATP i aktivacije autofosforilacije;

3 - autofosforilacija je popraćena informacijskim promjenama, ATP-aza se zatvara sa unutra membrana i otvara se izvana;

4 - dolazi do smanjenja afiniteta veznih centara za ione kalcija i oni se odvajaju od ATPaze;

5 - autodefosforilaciju aktiviraju magnezijevi ioni, kao rezultat, Ca2+-ATP-aza gubi fosforni ostatak i dva Mg2+ iona;

6 - ATP-aza se vraća u prvobitno stanje.

Primjer ove vrste transporta je Na+,Ca2+ izmjenjivač plazma membrane (aktivni antiport), natrijevi ioni se transportiraju u stanicu duž koncentracijskog gradijenta, a Ca2+ ioni izlaze iz stanice suprotno koncentracijskom gradijentu.

Prema mehanizmu aktivnog simporta dolazi do apsorpcije glukoze u crijevnim stanicama i reapsorpcije glukoze i aminokiselina iz primarnog urina u stanicama bubrega.

Prijenos makromolekula i čestica kroz membranu: endocitoza i egzocitoza

Makromolekule proteina, nukleinskih kiselina, polisaharida, lipoproteinskih kompleksa itd. ne prolaze kroz stanične membrane, za razliku od iona i monomera. Prijenos makromolekula, njihovih kompleksa i čestica u stanicu odvija se na potpuno drugačiji način - endocitozom. Na endocitoza (endo...- iznutra) određeni dio plazmaleme hvata i, takoreći, obavija izvanstanični materijal, zatvarajući ga u membransku vakuolu koja je nastala kao rezultat invaginacije membrane. Potom se takva vakuola povezuje s lizosomom, čiji enzimi razgrađuju makromolekule do monomera.

Obrnuti proces endocitoze egzocitoza (egzo...- izvana). Zahvaljujući njemu, stanica uklanja unutarstanične proizvode ili neprobavljene ostatke zatvorene u vakuolama ili vezikulama. Vezikula se približava citoplazmatskoj membrani, stapa se s njom i njen sadržaj izlazi u okolinu. Kako se izlučuju probavni enzimi, hormoni, hemiceluloza itd.

Dakle, biološke membrane, kao glavni strukturni elementi stanice, ne služe samo kao fizičke granice, već i kao dinamičke funkcionalne površine. Na membranama organela odvijaju se brojni biokemijski procesi kao što su aktivna apsorpcija tvari, pretvorba energije, sinteza ATP-a itd.

SUDJELOVANJE MEMBRANA U MEĐUSTANIČNIM INTERAKCIJAMA

Plazma membrana eukariotskih stanica sadrži mnoge specijalizirane receptore, koji u interakciji s ligandima uzrokuju specifične stanične odgovore. Neki receptori vežu signalne molekule - hormone, neurotransmitere, drugi - hranjive tvari i metabolite, a treći su uključeni u staničnu adheziju. Ova klasa uključuje receptore potrebne za prepoznavanje i adheziju stanica, kao i receptore odgovorne za vezanje stanica na proteine ​​izvanstaničnog matriksa kao što su fibronektin ili kolagen.

Za embrionalni razvoj važna je sposobnost stanica za specifično međusobno prepoznavanje i adheziju. Kod odraslih, adhezivne interakcije stanica-stanica i stanica-matriks i dalje su bitne za održavanje stabilnosti tkiva. U velikoj obitelji receptora stanične adhezije najviše su proučavani integrini, selektini i kadherini.

Integrini- opsežna superfamilija homolognih staničnih površinskih receptora za molekule izvanstaničnog matriksa, kao što su kolagen, fibronektin, laminin itd. Budući da su transmembranski proteini, oni stupaju u interakciju s izvanstaničnim molekulama i unutarstaničnim proteinima citoskeleta. Zbog toga integrini sudjeluju u prijenosu informacija iz izvanstanične okoline u stanicu, određujući na taj način smjer njezine diferencijacije, oblik, mitotičku aktivnost i sposobnost migracije. Prijenos informacija može ići i u suprotnom smjeru – od unutarstaničnih proteina preko receptora do izvanstaničnog matriksa.

Primjeri nekih integrina:

receptori za proteine ​​izvanstaničnog matriksa. Oni se vežu za glikoproteinske komponente izvanstaničnog matriksa, posebno za fibronektin, laminin i vitronektin (vidjeti dio 15);

integrini trombocita (IIb i IIIa) uključeni su u agregaciju trombocita koja se događa tijekom koagulacije krvi;

adhezijski proteini leukocita. Kako bi migrirali do mjesta infekcije i upale, leukociti moraju stupiti u interakciju s vaskularnim endotelnim stanicama. Ova interakcija može posredovati u vezivanju T-limfocita na fibroblaste tijekom upale.

Kadherini i selektini obitelji transmembranskih Ca 2+ -ovisnih glikoproteina uključenih u međustaničnu adheziju. Tri moguće načine sudjelovanje receptora ovog tipa u međustaničnoj adheziji.

fibronektinski receptor. Receptor za fibronektin pripada obitelji integrina. Svaka podjedinica ima jednu transmembransku domenu, kratku citoplazmatsku domenu i proširenu N-izvanstaničnu domenu. Obje podjedinice (α, β) integrina su glikozilirane i drže se zajedno nekovalentnim vezama, a-podjedinica se sintetizira kao jedan polipeptidni lanac, koji se zatim cijepa u mali transmembranski lanac i veliki izvanstanični lanac povezan disulfidom mostovi. β-podjedinica sadrži 4 ponavljanja od po 40 aminokiselinskih ostataka. α-podjedinice su bogate cisteinom i sadrže mnogo unutarlančanih disulfidnih veza (nije prikazano na slici). Vežući se za fibronektin izvana i za citoskelet unutar stanice, integrin djeluje kao transmembranski linker.

Metode interakcije međustaničnih površinskih molekula u procesu međustanične adhezije. A - receptori jedne stanice mogu se vezati za iste receptore susjednih stanica (homofilno vezanje); B - receptori jedne stanice mogu se vezati za receptore druge vrste susjednih stanica (heterofilno vezanje); B - stanični površinski receptori susjednih stanica mogu međusobno komunicirati pomoću polivalentnih veznih molekula.

Kadherini iz različitih tkiva vrlo su slični, s 50-60% homolognih sekvenci aminokiselina. Svaki receptor ima jednu transmembransku domenu.

Najpotpunije su okarakterizirane tri skupine kadherinskih receptora:

E-kadherin se nalazi na površini mnogih stanica u epitelnim i embrionalnim tkivima;

N-kadherin je lokaliziran na površini živčanih stanica, stanica srca i leće;

P-kadherin se nalazi na stanicama placente i epidermisa.

Kadherini imaju važnu ulogu u početnoj međustaničnoj adheziji, u fazama morfo- i organogeneze, te osiguravaju strukturni integritet i polaritet tkiva, posebice epitelnog monosloja.

U obitelji odabrati receptora najbolje se proučavaju tri proteina: L-selektin, P-selektin i E-selektin. Izvanstanični dio selektina sastoji se od 3 domene: prva domena je predstavljena s 2-9 blokova ponavljajućih aminokiselinskih ostataka (komplement-regulacijski protein), druga je domena epidermalnog faktora rasta (EGF), treća je N-terminalna domena lektina. Selektini L, P, E razlikuju se po broju blokova u proteinu koji regulira komplement. Lektini su obitelj proteina koji specifično komuniciraju s određenim sekvencama ugljikohidratnih ostataka u glikoproteinima, proteoglikanima i glikolipidima izvanstaničnog matriksa.

Kratki opis:

Sazonov V.F. 1_1 Struktura stanične membrane [Elektronički izvor] // Kinesiologist, 2009-2018: [web stranica]. Datum ažuriranja: 06.02.2018..__.201_). _Opisuje se građa i funkcioniranje stanične membrane (sinonimi: plazmalema, plazmolema, biomembrana, stanična membrana, vanjska stanična membrana, stanična membrana, citoplazmatska membrana). Ove početne informacije neophodne su i za citologiju i za razumijevanje procesa živčana aktivnost: živčana ekscitacija, inhibicija, rad sinapsi i osjetnih receptora.

stanična membrana (plazma a lema ili plazma oko lema)

Definicija pojma

Stanična membrana (sinonimi: plazmalema, plazmolema, citoplazmatska membrana, biomembrana) je trostruka lipoproteinska (tj. „masno-proteinska“) membrana koja odvaja stanicu od okoline i vrši kontroliranu razmjenu i komunikaciju između stanice i okoline.

Glavna stvar u ovoj definiciji nije da membrana odvaja stanicu od okoline, već samo da ona povezuje stanica s okolinom. Membrana je aktivan struktura stanice, ona neprestano radi.

Biološka membrana je ultratanki bimolekularni film fosfolipida obavijen proteinima i polisaharidima. Ova stanična struktura je temelj barijernih, mehaničkih i matričnih svojstava živog organizma (Antonov VF, 1996).

Figurativni prikaz membrane

meni stanična membrana Predstavljena je kao rešetkasta ograda s mnogo vrata u sebi, koja okružuje određeni teritorij. Sva mala živa bića mogu se slobodno kretati naprijed-natrag kroz ovu ogradu. Ali veći posjetitelji mogu ući samo kroz vrata, i to ne svi. Različiti posjetitelji imaju ključeve samo svojih vrata, a kroz tuđa vrata ne mogu proći. Dakle, kroz ovu ogradu stalno prolaze posjetitelji naprijed-natrag, jer glavna funkcija membrane ograde su dvostruke: da odvoje teritorij od okolnog prostora i istovremeno ga povežu s okolnim prostorom. Za to postoji mnogo rupa i vrata u ogradi - !

Svojstva membrane

1. Propusnost.

2. Polupropusnost (djelomična propusnost).

3. Selektivna (sinonim: selektivna) propusnost.

4. Aktivna propusnost (sinonim: aktivni transport).

5. Kontrolirana propusnost.

Kao što vidite, glavno svojstvo membrane je njezina propusnost u odnosu na različite tvari.

6. Fagocitoza i pinocitoza.

7. Egzocitoza.

8. Prisutnost električnih i kemijskih potencijala, točnije potencijalne razlike između unutarnje i vanjske strane membrane. Slikovito se može tako reći "membrana pretvara stanicu u "električnu bateriju" kontrolirajući protok iona". detalji: .

9. Promjene električnog i kemijskog potencijala.

10. Razdražljivost. Posebni molekularni receptori smješteni na membrani mogu se povezati sa signalnim (kontrolnim) tvarima, uslijed čega se može promijeniti stanje membrane i cijele stanice. Molekularni receptori pokreću bio kemijske reakcije kao odgovor na kombinaciju liganada (kontrolnih tvari) s njima. Važno je napomenuti da signalna tvar djeluje na receptor izvana, dok se unutar stanice promjene nastavljaju. Ispostavilo se da je membrana prenosila informacije iz okoline u unutarnju okolinu stanice.

11. Katalitička enzimska aktivnost. Enzimi mogu biti ugrađeni u membranu ili povezani s njezinom površinom (unutar i izvan stanice) i tamo provode svoju enzimatsku aktivnost.

12. Promjena oblika površine i njezine površine. To omogućuje membrani da oblikuje izrasline prema van ili, obrnuto, invaginacije u stanicu.

13. Sposobnost stvaranja kontakata s drugim staničnim membranama.

14. Adhezija - sposobnost lijepljenja na čvrste površine.

Kratak popis svojstava membrane

• Propusnost.
• Endocitoza, egzocitoza, transcitoza.
• Potencijali.
• Razdražljivost.
• enzimska aktivnost.
• Kontakti.
• Prianjanje.

Funkcije membrane

1. Nepotpuna izolacija unutarnjeg sadržaja od vanjskog okruženja.

2. Glavna stvar u radu stanične membrane je razmjena razne tvari između stanice i izvanstaničnog okoliša. To je zbog takvog svojstva membrane kao što je propusnost. Osim toga, membrana regulira tu izmjenu regulirajući svoju propusnost.

3. Druga važna funkcija membrane je stvarajući razliku u kemijskim i električnim potencijalima između njegove unutarnje i vanjske strane. Zbog toga unutar ćelije postoji negativan električni potencijal -.

4. Kroz membranu se također provodi razmjena informacija između stanice i njezine okoline. Posebni molekularni receptori smješteni na membrani mogu se vezati za kontrolne tvari (hormone, medijatore, modulatore) i potaknuti biokemijske reakcije u stanici, što dovodi do razne promjene u radu stanice ili u njezinim strukturama.

Video:Građa stanične membrane

Video predavanje:Pojedinosti o strukturi membrane i transportu

Struktura membrane

Stanična membrana ima univerzalnu troslojni struktura. Njegov središnji masni sloj je kontinuiran, a gornji i donji proteinski sloj prekrivaju ga u obliku mozaika pojedinačnih proteinskih područja. Masni sloj je osnova koja osigurava izolaciju stanice od okoline, izolirajući je od okoline. Sam po sebi vrlo slabo propušta tvari topive u vodi, ali lako propušta one topive u mastima. Stoga se propusnost membrane za tvari topive u vodi (na primjer, ione) mora osigurati posebnim proteinskim strukturama - i.

Ispod su mikrofotografije stvarnih staničnih membrana stanica u kontaktu, dobivene pomoću elektronskog mikroskopa, kao i shematski crtež koji prikazuje troslojnu membranu i mozaičnu prirodu njezinih proteinskih slojeva. Za povećanje slike kliknite na nju.

Zasebna slika unutarnjeg lipidnog (masnog) sloja stanične membrane, prožete integralnim ugrađenim proteinima. Gornji i donji proteinski sloj se uklanjaju kako ne bi ometali razmatranje lipidnog dvosloja

Slika iznad: Nepotpuni shematski prikaz stanične membrane (stanične stijenke) iz Wikipedije.

Imajte na umu da su vanjski i unutarnji sloj proteina ovdje uklonjeni s membrane kako bismo bolje vidjeli središnji masni dvostruki lipidni sloj. U stvarnoj staničnoj membrani, veliki proteinski "otoci" lebde iznad i ispod duž masnog filma (male kuglice na slici), a membrana se ispostavlja debljom, troslojnom: protein-mast-protein . Dakle, to je zapravo kao sendvič od dvije proteinske “šnite kruha” sa debelim slojem “maslaca” u sredini, tj. ima troslojnu strukturu, a ne dvoslojnu.

Na ovoj slici, male plave i bijele kuglice odgovaraju hidrofilnim (močivim) "glavama" lipida, a "žice" pričvršćene na njih odgovaraju hidrofobnim (nemočivim) "repovima". Od proteina su prikazani samo integralni end-to-end membranski proteini (crvene globule i žute spirale). Žute ovalne točkice unutar membrane su molekule kolesterola Žuto-zeleni lanci kuglica na vanjskoj strani membrane su oligosaharidni lanci koji tvore glikokaliks. Glikokaliks je poput ugljikohidratnog ("šećernog") "pahuljica" na membrani, formiranog dugim ugljikohidratno-proteinskim molekulama koje strše iz nje.

Living je mala "bjelančevinasto-masna vrećica" ispunjena polutekućim sadržajem nalik želeu, kroz koji prodiru filmovi i cijevi.

Stijenke ove vrećice čine dvostruki masni (lipidni) film, izvana i iznutra prekriveni bjelančevinama - stanična membrana. Stoga se kaže da membrana ima troslojna struktura : proteini-masti-proteini. Unutar stanice također postoji mnogo sličnih masnih membrana koje dijele njezin unutarnji prostor na odjeljke. Stanične organele okružene su istim membranama: jezgrom, mitohondrijima, kloroplastima. Dakle, membrana je univerzalna molekularna struktura svojstvena svim stanicama i svim živim organizmima.

S lijeve strane - više nije pravi, već umjetni model komadića biološke membrane: ovo je trenutna snimka adipoznog fosfolipidnog dvosloja (tj. dvostrukog sloja) u procesu njegovog molekularno-dinamičkog modeliranja. Prikazana je izračunata ćelija modela - 96 PQ molekula ( f osfatidil x olin) i 2304 molekule vode, ukupno 20544 atoma.

Desno je vizualni model jedne molekule istog lipida, od kojeg je sastavljen lipidni dvosloj membrane. Ima hidrofilnu glavu (koja voli vodu) na vrhu i dva hidrofobna (koja se boje vode) repa na dnu. Ovaj lipid ima jednostavan naziv: 1-steroil-2-dokozaheksaenoil-Sn-glicero-3-fosfatidilkolin (18:0/22:6(n-3)cis PC), ali ne morate ga pamtiti osim ako planirajte da se vaš učitelj onesvijesti dubinom vašeg znanja.

Možete dati precizniju znanstvenu definiciju stanice:

je uređen, strukturiran heterogeni sustav biopolimera ograničenih aktivnom membranom, koji sudjeluju u jedinstvenom skupu metaboličkih, energetskih i informacijskih procesa, a također održavaju i reproduciraju cijeli sustav kao cjelinu.

Unutar stanice također prodiru membrane, a između membrana se ne nalazi voda, već viskozni gel/sol promjenjive gustoće. Stoga molekule koje međusobno djeluju u stanici ne lebde slobodno, kao u epruveti s Vodena otopina, ali uglavnom sjede (imobilizirani) na polimernim strukturama citoskeleta ili unutarstaničnih membrana. Stoga se kemijske reakcije odvijaju unutar stanice gotovo kao u čvrstom tijelu, a ne u tekućini. Vanjska membrana koja okružuje stanicu također je prekrivena enzimima i molekularnim receptorima, što je čini vrlo aktivnim dijelom stanice.

Stanična membrana (plasmalema, plasmolemma) je aktivna ljuska koja odvaja stanicu od okoline i povezuje je s okolinom. © Sazonov V.F., 2016.

Iz ove definicije membrane proizlazi da ona ne ograničava samo stanicu, već aktivno radi povezujući ga s okolinom.

Masnoća koja čini membrane je posebna, pa se njezine molekule obično nazivaju ne samo masti, već lipidi, fosfolipidi, sfingolipidi. Membranski film je dvostruki, tj. sastoji se od dva međusobno zalijepljena filma. Stoga udžbenici pišu da se baza stanične membrane sastoji od dva lipidna sloja (ili " dvoslojni", tj. dvostruki sloj). Za svaki pojedini lipidni sloj jedna strana može biti smočena vodom, a druga ne. Dakle, ovi filmovi međusobno se lijepe upravo svojim nekvasnim stranama.

membrana bakterija

Ljuska prokariotskih stanica gram-negativnih bakterija sastoji se od nekoliko slojeva, prikazanih na donjoj slici.
Slojevi ljuske gram-negativnih bakterija:
1. Unutarnja troslojna citoplazmatska membrana, koja je u dodiru s citoplazmom.
2. Stanična stijenka, koja se sastoji od mureina.
3. Vanjska troslojna citoplazmatska membrana, koja ima isti sustav lipida s proteinskim kompleksima kao i unutarnja membrana.
Komunikacija gram-negativnih bakterijskih stanica s vanjskim svijetom kroz tako složenu strukturu u tri koraka ne daje im prednost u preživljavanju u teškim uvjetima u usporedbi s gram-pozitivnim bakterijama koje imaju manje moćnu ljusku. Oni to jednostavno ne podnose dobro visoke temperature, povećana kiselost i pad tlaka.

Video predavanje: plazma membrana. E.V. Cheval, dr. sc.

Video predavanje:Membrana kao stanična granica. A. Iljaskin

Važnost membranskih ionskih kanala

Lako je razumjeti da samo tvari topljive u mastima mogu ući u stanicu kroz membranski masni film. To su masti, alkoholi, plinovi. Na primjer, u eritrocitima kisik i ugljikov dioksid lako ulaze i izlaze izravno kroz membranu. Ali voda i tvari topljive u vodi (na primjer, ioni) jednostavno ne mogu proći kroz membranu u bilo koju stanicu. To znači da im trebaju posebne rupe. Ali ako samo napravite rupu u masnom filmu, on će se odmah stegnuti. Što uraditi? Rješenje je pronađeno u prirodi: potrebno je napraviti posebne proteinske transportne strukture i istegnuti ih kroz membranu. Tako se dobivaju kanali za prolaz tvari netopljivih u mastima – ionski kanali stanične membrane.

Dakle, dati svoju membranu dodatna svojstva propusnost za polarne molekule (ione i vodu), stanica sintetizira posebne proteine ​​u citoplazmi, koji se zatim integriraju u membranu. Postoje dvije vrste: proteini prijenosnici (na primjer, transportne ATPaze) i proteini koji stvaraju kanale (formatori kanala). Ti su proteini ugrađeni u dvostruki masni sloj membrane i tvore transportne strukture u obliku transportera ili u obliku ionskih kanala. Kroz ove transportne strukture sada mogu proći razne tvari topive u vodi, koje inače ne mogu proći kroz masni membranski film.

Općenito, proteini ugrađeni u membranu također se nazivaju sastavni, upravo zato što su, takoreći, uključeni u sastav membrane i prodiru kroz nju. Ostali proteini, koji nisu integralni, tvore, takoreći, otoke koji "plutaju" na površini membrane: bilo duž njezine vanjske površine ili duž njezine unutarnje. Uostalom, svi znaju da je masnoća dobar lubrikant i da se po njoj lako klizi!

zaključke

1. Općenito, membrana je troslojna:

1) vanjski sloj proteinskih "otoka",

2) masno dvoslojno "more" (lipidni dvosloj), t.j. dvostruki lipidni film

3) unutarnji sloj proteinskih "otoka".

Ali postoji i labavi vanjski sloj - glikokaliks, koji se sastoji od glikoproteina koji strše iz membrane. Oni su molekularni receptori na koje se vežu signalne kontrole.

2. U membranu su ugrađene posebne proteinske strukture koje osiguravaju njezinu propusnost za ione ili druge tvari. Ne smijemo zaboraviti da je na nekim mjestima more masnoće prožeto integralnim proteinima. A upravo integralni proteini tvore posebne transportne strukture stanična membrana (vidi odjeljak 1_2 Mehanizmi prijenosa membrane). Preko njih tvari ulaze u stanicu, a također se odstranjuju iz stanice prema van.

3. Enzimski proteini mogu se nalaziti na bilo kojoj strani membrane (vanjskoj i unutarnjoj), kao i unutar membrane, koji utječu kako na stanje same membrane tako i na život cijele stanice.

Dakle, stanična membrana je aktivna varijabilna struktura koja aktivno radi u interesu cijele stanice i povezuje je s vanjskim svijetom, a nije samo "zaštitna ljuska". Ovo je najvažnija stvar koju treba znati o staničnoj membrani.

U medicini se membranski proteini često koriste kao "mete" za lijekovi. Receptori, ionski kanali, enzimi, transportni sustavi djeluju kao takve mete. Nedavno je, osim membrane, meta za ljekovite tvari također postaju geni skriveni u jezgri stanice.

Video:Uvod u biofiziku stanične membrane: Struktura membrane 1 (Vladimirov Yu.A.)

Video:Povijest, struktura i funkcije stanične membrane: Struktura membrana 2 (Vladimirov Yu.A.)

© 2010-2018 Sazonov V.F., © 2010-2016 kineziolog.bodhy.

Glavni strukturna jedinicaživi organizam - stanica, koja je diferencirano područje citoplazme, okruženo staničnom membranom. S obzirom na činjenicu da stanica obavlja mnoge važne funkcije, kao što su reprodukcija, prehrana, kretanje, ljuska mora biti plastična i gusta.

Povijest otkrića i istraživanja stanične membrane

Godine 1925. Grendel i Gorder izveli su uspješan eksperiment identificiranja "sjena" eritrocita ili praznih ljuski. Unatoč nekoliko učinjenih grubih pogrešaka, znanstvenici su otkrili lipidni dvosloj. Njihov rad nastavili su Danielli, Dawson 1935., Robertson 1960. Kao rezultat dugogodišnjeg rada i gomilanja argumenata 1972. Singer i Nicholson stvorili su fluidni mozaični model strukture membrane. Daljnji eksperimenti i studije potvrdili su radove znanstvenika.

Značenje

Što je stanična membrana? Ova se riječ počela koristiti prije više od sto godina, u prijevodu s latinskog znači "film", "koža". Tako označite granicu ćelije, koja je prirodna barijera između unutarnjeg sadržaja i vanjskog okruženja. Struktura stanične membrane upućuje na polupropusnost, zbog koje vlaga i hranjive tvari te produkti raspadanja mogu slobodno prolaziti kroz nju. Ova se ljuska može nazvati glavnom strukturnom komponentom organizacije stanice.

Razmotrite glavne funkcije stanične membrane

1. Odvaja unutarnji sadržaj stanice i komponente vanjske sredine.

2. Pomaže u održavanju stalnog kemijskog sastava stanice.

3. Regulira pravilan metabolizam.

4. Omogućuje međusobnu povezanost stanica.

5. Prepoznaje signale.

6. Funkcija zaštite.

"plazma školjka"

Vanjska stanična membrana, koja se naziva i plazma membrana, ultramikroskopski je film debljine pet do sedam nanometara. Sastoji se uglavnom od proteinskih spojeva, fosfolida, vode. Film je elastičan, lako upija vodu, a također brzo vraća svoj integritet nakon oštećenja.

Razlikuje se u univerzalnoj strukturi. Ova membrana zauzima granični položaj, sudjeluje u procesu selektivne propusnosti, izlučivanja produkata raspadanja, sintetizira ih. odnos sa susjedima i pouzdana zaštita unutarnji sadržaj od oštećenja čini ga važnom komponentom u stvari kao što je struktura stanice. Stanična membrana životinjskih organizama ponekad se ispostavlja da je prekrivena najtanjim slojem - glikokaliksom, koji uključuje proteine ​​i polisaharide. Biljne stanice izvan membrane su zaštićene stanične stijenke, koji obavlja funkcije potpore i održavanja oblika. Glavna komponenta njegovog sastava je vlakno (celuloza) - polisaharid koji je netopljiv u vodi.

Dakle, vanjska stanična membrana obavlja funkciju popravka, zaštite i interakcije s drugim stanicama.

Građa stanične membrane

Debljina ove pomične ljuske varira od šest do deset nanometara. Stanična membrana stanice ima poseban sastav, čija je osnova lipidni dvosloj. Hidrofobni repovi, koji su inertni na vodu, nalaze se s unutarnje strane, dok su hidrofilne glave, koje su u interakciji s vodom, okrenute prema van. Svaki lipid je fosfolipid, koji je rezultat interakcije tvari kao što su glicerol i sfingozin. Lipidna skela blisko je okružena proteinima koji se nalaze u nekontinuiranom sloju. Neki od njih su uronjeni u lipidni sloj, ostali prolaze kroz njega. Kao rezultat toga, formiraju se vodopropusna područja. Funkcije koje obavljaju ti proteini su različite. Neki od njih su enzimi, ostali su transportni proteini koji prenose različite tvari iz vanjske sredine u citoplazmu i obrnuto.

Stanična membrana je prožeta i tijesno povezana s integralnim proteinima, dok je veza s perifernim manje jaka. Ovi proteini obavljaju važnu funkciju, a to je održavanje strukture membrane, primanje i pretvaranje signala iz okoline, prijenos tvari i kataliziranje reakcija koje se odvijaju na membranama.

Sastav

Osnova stanične membrane je bimolekularni sloj. Zbog svog kontinuiteta stanica ima barijerna i mehanička svojstva. Na različite faze ovaj dvosloj može biti poremećen u svojim vitalnim funkcijama. Kao rezultat toga, nastaju strukturni defekti kroz hidrofilne pore. U ovom slučaju mogu se promijeniti apsolutno sve funkcije takve komponente kao što je stanična membrana. U ovom slučaju, jezgra može patiti od vanjskih utjecaja.

Svojstva

Stanična membrana stanice ima zanimljive karakteristike. Zbog svoje fluidnosti, ova ljuska nije kruta struktura, a većina proteina i lipida koji čine njen sastav slobodno se kreću po ravnini membrane.

Općenito, stanična membrana je asimetrična, pa je sastav proteinskih i lipidnih slojeva različit. Plazma membrane u životinjskim stanicama imaju na vanjskoj strani glikoproteinski sloj koji obavlja receptorske i signalne funkcije, a također ima važnu ulogu u procesu spajanja stanica u tkivo. Stanična membrana je polarna vani naboj je pozitivan, a s unutrašnje strane negativan. Uz sve navedeno, stanična membrana ima selektivan uvid.

To znači da je osim vode u stanicu dopuštena samo određena skupina molekula i iona otopljenih tvari. Koncentracija tvari kao što je natrij u većini stanica mnogo je niža nego u vanjskom okruženju. Za ione kalija karakterističan je drugačiji omjer: njihov broj u stanici mnogo je veći nego u okolišu. S tim u vezi, ioni natrija teže prodrijeti kroz staničnu membranu, a ioni kalija teže se osloboditi van. U tim okolnostima membrana aktivira poseban sustav koji ima ulogu "pumpanja", izravnavajući koncentraciju tvari: ioni natrija se pumpaju na površinu stanice, a ioni kalija se pumpaju unutra. Ova značajka je uključena u najvažnije funkcije stanične membrane.

Ova tendencija iona natrija i kalija da se kreću s površine prema unutra igra veliku ulogu u transportu šećera i aminokiselina u stanicu. U procesu aktivnog uklanjanja natrijevih iona iz stanice, membrana stvara uvjete za nove dotoke glukoze i aminokiselina unutra. Naprotiv, u procesu prijenosa iona kalija u stanicu, obnavlja se broj "transportera" produkata raspadanja iz unutrašnjosti stanice u vanjski okoliš.

Kako se stanica hrani kroz staničnu membranu?

Mnoge stanice uzimaju tvari putem procesa kao što su fagocitoza i pinocitoza. U prvoj varijanti fleksibilna vanjska membrana stvara malu udubinu u kojoj se nalazi uhvaćena čestica. Tada se promjer udubljenja povećava sve dok čestica okružena ne uđe u staničnu citoplazmu. Fagocitozom se hrane neke protozoe, npr. ameba, kao i krvne stanice- leukociti i fagociti. Slično, stanice apsorbiraju tekućinu koja sadrži potrebne hranjive tvari. Taj se fenomen naziva pinocitoza.

Vanjska membrana je usko povezana s endoplazmatskim retikulumom stanice.

U mnogim vrstama osnovnih komponenti tkiva, izbočine, nabori i mikrovili nalaze se na površini membrane. Biljne stanice s vanjske strane ove ljuske prekrivene su drugom, debelom i jasno vidljivom pod mikroskopom. Vlakna od kojih su napravljeni pomažu u održavanju tkiva. biljnog porijekla, na primjer, drvo. Životinjske stanice također imaju niz vanjskih struktura koje se nalaze na vrhu stanične membrane. Oni su isključivo zaštitne prirode, primjer za to je hitin sadržan u pokrovnim stanicama insekata.

Osim stanične membrane postoji i unutarstanična membrana. Njegova je funkcija podijeliti stanicu u nekoliko specijaliziranih zatvorenih odjeljaka – odjeljaka ili organela, gdje se mora održavati određena okolina.

Stoga je nemoguće precijeniti ulogu takve komponente osnovne jedinice živog organizma kao stanične membrane. Struktura i funkcije podrazumijevaju značajno povećanje ukupne površine stanice, poboljšanje metaboličkih procesa. Ova molekularna struktura sastoji se od proteina i lipida. Odvajajući stanicu od vanjskog okoliša, membrana osigurava njezinu cjelovitost. Uz njegovu pomoć, međustanične veze održavaju se na dovoljno jakoj razini, tvoreći tkiva. S tim u vezi možemo zaključiti da jednu od najvažnijih uloga u stanici ima stanična membrana. Struktura i funkcije koje obavlja radikalno su različite u različitim stanicama, ovisno o njihovoj namjeni. Ovim svojstvima ostvaruje se raznovrsnost fiziološke aktivnosti staničnih membrana i njihove uloge u postojanju stanica i tkiva.