Образува се клетъчната мембрана. Структурата и функциите на плазмените мембрани
Тази статия ще опише особеностите на структурата и функционирането на клетъчната мембрана. Наричани още: плазмалема, плазмалема, биомембрана, клетъчна мембрана, външна клетъчна стена, клетъчна стена. Всички горепосочени първоначални данни ще са необходими за ясно разбиране на хода на процесите на нервно възбуждане и инхибиране, принципите на работа на синапсите и рецепторите.
Плазмалемата е трислойна липопротеинова мембрана, която отделя клетката от външната среда. Той също така осъществява контролиран обмен между клетката и външна среда.
Биологичната мембрана е ултратънък бимолекулен филм, състоящ се от фосфолипиди, протеини и полизахариди. Основните му функции са бариерна, механична и матрична.
Основните свойства на клетъчната мембрана:
- Мембранна пропускливост
- Мембранна полупропускливост
- Селективна мембранна пропускливост
- Активна мембранна пропускливост
- Управлявана пропускливост
- Фагоцитоза и пиноцитоза на мембраната
- Екзоцитоза върху клетъчната мембрана
- Наличието на електрически и химични потенциали върху клетъчната мембрана
- Промени в електрическия потенциал на мембраната
- Мембранно дразнене. Дължи се на наличието върху мембраната на специфични рецептори, които са в контакт със сигнални вещества. В резултат на това състоянието както на самата мембрана, така и на цялата клетка често се променя. След свързване с слабди (контролни вещества), молекулярните рецептори, разположени върху мембраната, задействат биохимични процеси.
- Каталитична ензимна активност на клетъчната мембрана. Ензимите действат както извън клетъчната мембрана, така и отвътре.
Основни функции на клетъчната мембрана
Основното нещо в работата на клетъчната мембрана е да осъществява и контролира обмена между клетката и междуклетъчно вещество. Това е възможно благодарение на пропускливостта на мембраната. Регулирането на същата пропускателна способност на мембраната се осъществява благодарение на регулируемата пропускливост на клетъчната мембрана.
Структурата на клетъчната мембрана
Клетъчната мембрана има три слоя. Централният слой - мазнини, служи директно за изолиране на клетката. Не пропуска водоразтворими вещества, а само мастноразтворими.
Останалите слоеве - долният и горният - представляват протеинови образувания, разпръснати под формата на островчета върху мастния слой.Между тези островчета са скрити транспортери и йонни канали, които служат специално за транспортиране на водоразтворими вещества както в самата клетка, така и извън нея. .
По-подробно, мастният слой на мембраната се състои от фосфолипиди и сфинголипиди.
Значението на мембранните йонни канали
Тъй като само мастноразтворимите вещества проникват през липидния филм: газове, мазнини и алкохоли, и клетката трябва постоянно да влиза и да отстранява водоразтворимите вещества, които включват йони. Именно за тези цели служат транспортните протеинови структури, образувани от другите два слоя на мембраната.
Такива протеинови структури се състоят от 2 вида протеини - каналообразуващи, които образуват дупки в мембраната и транспортни протеини, които с помощта на ензими се придържат към себе си и ги пренасят през необходимите вещества.
Бъдете здрави и ефективни за себе си!
клетъчната мембрананаричани още плазмена (или цитоплазмена) мембрана и плазмалема. Тази структура не само отделя вътрешното съдържание на клетката от външната среда, но и влиза в състава на повечето клетъчни органели и ядрото, като от своя страна ги отделя от хиалоплазмата (цитозола) - вискозна-течната част на цитоплазмата. Да се съгласим да се обадим цитоплазмена мембранатакъв, който отделя съдържанието на клетката от външната среда. Останалите термини се отнасят за всички мембрани.
Основата на структурата на клетъчната (биологична) мембрана е двоен слой от липиди (мазнини). Образуването на такъв слой е свързано с характеристиките на техните молекули. Липидите не се разтварят във вода, а кондензират в нея по свой собствен начин. Една част от единична липидна молекула е полярна глава (тя е привлечена от вода, т.е. хидрофилна), а другата е двойка дълги неполярни опашки (тази част от молекулата се отблъсква от вода, т.е. хидрофобна) . Тази структура на молекулите ги кара да „скриват“ опашките си от водата и да обръщат полярните си глави към водата.
В резултат на това се образува липиден бислой, в който неполярните опашки са вътре (с лице една към друга), а полярните глави са обърнати навън (към външната среда и цитоплазмата). Повърхността на такава мембрана е хидрофилна, но отвътре е хидрофобна.
AT клетъчни мембранибрадва сред липидите преобладават фосфолипидите (те принадлежат на сложни липиди). Главите им съдържат остатък от фосфорна киселина. В допълнение към фосфолипидите има гликолипиди (липиди + въглехидрати) и холестерол (принадлежи към стероли). Последният придава твърдост на мембраната, като се намира в нейната дебелина между опашките на останалите липиди (холестеролът е напълно хидрофобен).
Поради електростатичното взаимодействие, определени протеинови молекули са прикрепени към заредените глави на липидите, които се превръщат в повърхностни мембранни протеини. Други протеини взаимодействат с неполярни опашки, частично потъват в бислоя или проникват през него.
По този начин клетъчната мембрана се състои от бислой от липиди, повърхностни (периферни), потопени (полуинтегрални) и проникващи (интегрални) протеини. В допълнение, някои протеини и липиди от външната страна на мембраната са свързани с въглехидратни вериги.
то флуиден мозаечен модел на структурата на мембранатае представена през 70-те години на XX век. Преди това се предполагаше сандвич модел на структурата, според който липидният бислой е разположен вътре, а отвътре и отвън мембраната е покрита с непрекъснати слоеве от повърхностни протеини. Натрупването на експериментални данни обаче опроверга тази хипотеза.
Дебелината на мембраните различни клеткие около 8 nm. Мембраните (дори различни страни на една) се различават една от друга в проценти различни видовелипиди, протеини, ензимна активност и др. Някои мембрани са по-течни и по-пропускливи, други са по-плътни.
Счупванията в клетъчната мембрана лесно се сливат поради физикохимичните характеристики на липидния двуслой. В равнината на мембраната липидите и протеините (освен ако не са фиксирани от цитоскелета) се движат.
Функции на клетъчната мембрана
Повечето от протеините, потопени в клетъчната мембрана, изпълняват ензимна функция (те са ензими). Често (особено в мембраните на клетъчните органели) ензимите са подредени в определена последователност, така че реакционните продукти, катализирани от един ензим, преминават към втория, след това към третия и т.н. Образува се конвейер, който стабилизира повърхностните протеини, тъй като те не позволяват на ензимите да плуват по липидния двуслой.
Клетъчната мембрана изпълнява ограничителна (бариерна) функция от околната среда и в същото време транспортна функция. Може да се каже, че това е най-важното му предназначение. Цитоплазмената мембрана, притежаваща здравина и селективна пропускливост, поддържа постоянство вътрешен съставклетки (нейната хомеостаза и цялост).
В този случай се осъществява транспортирането на вещества различни начини. Транспортирането по градиент на концентрация включва движението на вещества от зона с по-висока концентрация към зона с по-ниска (дифузия). Така, например, газовете дифундират (CO 2, O 2).
Има и транспорт срещу градиента на концентрация, но с разход на енергия.
Транспортът е пасивен и лек (когато някой превозвач му помага). За мастноразтворимите вещества е възможна пасивна дифузия през клетъчната мембрана.
Има специални протеини, които правят мембраните пропускливи за захари и други водоразтворими вещества. Тези носители се свързват с транспортираните молекули и ги влачат през мембраната. По този начин глюкозата се транспортира в червените кръвни клетки.
Разпространяващите протеини, когато се комбинират, могат да образуват пори за движение на определени вещества през мембраната. Такива носители не се движат, а образуват канал в мембраната и работят подобно на ензимите, свързвайки специфично вещество. Трансферът се осъществява поради промяна в конформацията на протеина, поради което се образуват канали в мембраната. Пример е натриево-калиевата помпа.
Транспортната функция на еукариотната клетъчна мембрана също се осъществява чрез ендоцитоза (и екзоцитоза).Благодарение на тези механизми, големи молекули биополимери, дори цели клетки, влизат в клетката (и излизат от нея). Ендо- и екзоцитозата не са характерни за всички еукариотни клетки (прокариотите изобщо я нямат). Така че ендоцитозата се наблюдава при протозои и по-ниски безгръбначни; при бозайници левкоцитите и макрофагите абсорбират вредни вещества и бактерии, т.е. ендоцитозата извършва защитна функцияза тялото.
Ендоцитозата се разделя на фагоцитоза(цитоплазмата обгръща големи частици) и пиноцитоза(улавяне на течни капчици с разтворени в него вещества). Механизмът на тези процеси е приблизително същият. Абсорбираните вещества на клетъчната повърхност са заобиколени от мембрана. Образува се везикула (фагоцитна или пиноцитна), която след това се придвижва в клетката.
Екзоцитозата е отстраняването на вещества от клетката от цитоплазмената мембрана (хормони, полизахариди, протеини, мазнини и др.). Тези вещества са затворени в мембранни везикули, които пасват на клетъчната мембрана. И двете мембрани се сливат и съдържанието е извън клетката.
Цитоплазмената мембрана изпълнява рецепторна функция.За това на нея навънса разположени структури, които могат да разпознаят химически или физически стимул. Някои от протеините, проникващи в плазмалемата, са външно свързани с полизахаридни вериги (образувайки гликопротеини). Това са особени молекулярни рецептори, които улавят хормоните. Когато определен хормон се свърже с неговия рецептор, той променя структурата си. Това от своя страна задейства механизма на клетъчния отговор. В същото време каналите могат да се отворят и определени вещества могат да започнат да навлизат в клетката или да бъдат отстранени от нея.
Рецепторната функция на клетъчните мембрани е добре проучена въз основа на действието на хормона инсулин. Когато инсулинът се свърже с неговия гликопротеинов рецептор, каталитичната вътреклетъчна част на този протеин (ензимът аденилатциклаза) се активира. Ензимът синтезира цикличен АМФ от АТФ. Той вече активира или инхибира различни ензими на клетъчния метаболизъм.
Рецепторната функция на цитоплазмената мембрана включва също разпознаване на съседни клетки от същия тип. Такива клетки са прикрепени една към друга чрез различни междуклетъчни контакти.
В тъканите, с помощта на междуклетъчни контакти, клетките могат да обменят информация помежду си, използвайки специално синтезирани вещества с ниско молекулно тегло. Един пример за такова взаимодействие е контактното инхибиране, когато клетките спират да растат след получаване на информация, че свободното пространство е заето.
Междуклетъчните контакти са прости (мембраните на различни клетки са съседни една до друга), заключващи се (инвагинация на мембраната на една клетка в друга), десмозоми (когато мембраните са свързани чрез снопове напречни влакнанавлизане в цитоплазмата). Освен това съществува вариант на междуклетъчни контакти, дължащи се на медиатори (посредници) - синапси. При тях сигналът се предава не само химически, но и електрически. Синапсите предават сигнали между нервни клетки, както и от нерв към мускул.
от функционални характеристикиКлетъчната мембрана може да бъде разделена на 9 функции, които изпълнява.
Функции на клетъчната мембрана:
1. Транспорт. Произвежда транспорта на вещества от клетка към клетка;
2. Бариера. Има селективна пропускливост, осигурява необходимия метаболизъм;
3. Рецептор. Някои протеини, открити в мембраната, са рецептори;
4. Механични. Осигурява автономността на клетката и нейните механични структури;
5. Матрица. Осигурява оптимално взаимодействие и ориентация на матричните протеини;
6. Енергия. В мембраните системите за пренос на енергия работят по време на клетъчното дишане в митохондриите;
7. Ензимни. Мембранните протеини понякога са ензими. Например, чревни клетъчни мембрани;
8. Маркиране. Върху мембраната има антигени (гликопротеини), които правят възможно идентифицирането на клетката;
9. Генериране. Осъществява генерирането и провеждането на биопотенциали.
Можете да видите как изглежда клетъчната мембрана, като използвате примера за структурата на животинска или растителна клетка.
Фигурата показва структурата на клетъчната мембрана.
Компонентите на клетъчната мембрана включват различни протеини на клетъчната мембрана (глобуларни, периферни, повърхностни), както и липиди на клетъчната мембрана (гликолипиди, фосфолипиди). Въглехидрати, холестерол, гликопротеин и протеин алфа спирала също присъстват в структурата на клетъчната мембрана.
Състав на клетъчната мембрана
Основните компоненти на клетъчната мембрана са:
1. Протеини – отговорни за различните свойства на мембраната;
2. Липиди три вида(фосфолипиди, гликолипиди и холестерол), отговорни за твърдостта на мембраната.
Протеини на клетъчните мембрани:
1. Глобуларен протеин;
2. Повърхностен протеин;
3. Периферен протеин.
Основната цел на клетъчната мембрана
Основната цел на клетъчната мембрана:
1. Регулира обмена между клетката и околната среда;
2. Отделете съдържанието на всяка клетка от външната среда, като по този начин гарантирате нейната цялост;
3. Вътреклетъчните мембрани разделят клетката на специализирани затворени отделения – органели или компартменти, в които се поддържат определени условия на околната среда.
Структура на клетъчната мембрана
Структурата на клетъчната мембрана е двуизмерен разтвор на глобуларни интегрални протеини, разтворени в течен фосфолипиден матрикс. Този моделмембранната структура е предложена от двама учени Никълсън и Сингър през 1972 г. По този начин основата на мембраните е бимолекулен липиден слой, с подредено подреждане на молекулите, което можете да видите.
Мембраната е свръхфина структура, която образува повърхността на органелите и клетката като цяло. Всички мембрани имат сходна структура и са свързани в една система.
Химичен състав
Клетъчните мембрани са химически хомогенни и се състоят от протеини и липиди от различни групи:
- фосфолипиди;
- галактолипиди;
- сулфолипиди.
Те също така включват нуклеинова киселина, полизахариди и други вещества.
Физически свойства
В нормална температурамембраните са в течно-кристално състояние и постоянно се колебаят. Техният вискозитет е близък до този на растителното масло.
Мембраната е възстановима, здрава, еластична и има пори. Дебелината на мембраните е 7 - 14 nm.
ТОП 4 статиикойто чете заедно с това
За големи молекули мембраната е непропусклива. Малки молекули и йони могат да преминават през порите и самата мембрана под влияние на разликата в концентрацията от различните страни на мембраната, както и с помощта на транспортни протеини.
Модел
Структурата на мембраните обикновено се описва с помощта на модел на флуидна мозайка. Мембраната има рамка - два реда липидни молекули, плътно, като тухли, долепени една до друга.
Ориз. 1. Биологична мембрана тип сандвич.
От двете страни повърхността на липидите е покрита с протеини. Мозаечният модел се образува от протеинови молекули, неравномерно разпределени по повърхността на мембраната.
Според степента на потапяне в билипидния слой протеиновите молекули се разделят на три групи:
- трансмембранен;
- потопен;
- повърхностен.
Протеините осигуряват основното свойство на мембраната - нейната селективна пропускливост за различни вещества.
Типове мембрани
Всички клетъчни мембрани според локализацията могат да бъдат разделени на следните видове:
- на открито;
- ядрен;
- органелни мембрани.
Външната цитоплазмена мембрана или плазмолемата е границата на клетката. Свързвайки се с елементите на цитоскелета, той поддържа своята форма и размер.
Ориз. 2. Цитоскелет.
Ядрената мембрана или кариолемата е границата на ядреното съдържание. Изграден е от две мембрани, много подобни на външната. Външната мембрана на ядрото е свързана с мембраните на ендоплазмения ретикулум (ER) и чрез пори с вътрешната мембрана.
EPS мембраните проникват в цялата цитоплазма, образувайки повърхности, върху които се синтезират различни вещества, включително мембранни протеини.
Органоидни мембрани
Повечето органели имат мембранна структура.
Стените са изградени от една мембрана:
- комплекс Голджи;
- вакуоли;
- лизозоми.
Пластидите и митохондриите са изградени от два слоя мембрани. Външната им мембрана е гладка, а вътрешната образува много гънки.
Характеристиките на фотосинтетичните мембрани на хлоропластите са вградени хлорофилни молекули.
Животинските клетки имат на повърхността външна мембранавъглехидратен слой, наречен гликокаликс.
Ориз. 3. Гликокаликс.
Гликокаликсът е най-развит в клетките на чревния епител, където създава условия за храносмилане и защитава плазмолемата.
Таблица "Структура на клетъчната мембрана"
Какво научихме?
Изследвахме структурата и функциите на клетъчната мембрана. Мембраната е селективна (селективна) бариера на клетката, ядрото и органелите. Структурата на клетъчната мембрана се описва с флуидно-мозаечен модел. Според този модел протеиновите молекули са вградени в двоен слой вискозни липиди.
Тематична викторина
Доклад за оценка
Среден рейтинг: 4.5. Общо получени оценки: 264.
Външна клетъчна мембрана (плазмалема, цитолема, плазмена мембрана) на животински клеткипокрита отвън (т.е. от страната, която не е в контакт с цитоплазмата) със слой от олигозахаридни вериги, ковалентно прикрепени към мембранни протеини (гликопротеини) и в по-малка степен към липиди (гликолипиди). Това въглехидратно покритие на мембраната се нарича гликокаликс.Целта на гликокаликса все още не е много ясна; има предположение, че тази структура участва в процесите на междуклетъчно разпознаване.
В растителните клеткиотгоре на външната клетъчна мембрана е плътен целулозен слой с пори, през които се осъществява комуникация между съседните клетки чрез цитоплазмени мостове.
клетки гъбина върха на плазмалемата - плътен слой хитин.
В бактерии – mureina.
Свойства на биологичните мембрани
1. Възможност за самостоятелно сглобяванеслед разрушителни въздействия. Това свойство се определя от физикохимичните характеристики на фосфолипидните молекули, които в воден разтворса събрани заедно, така че хидрофилните краища на молекулите да се обърнат навън, а хидрофобните краища да се обърнат навътре. Протеините могат да бъдат включени в готови фосфолипидни слоеве. Способността за самосглобяване е от съществено значение на клетъчно ниво.
2. Полупропускливост(селективност при предаване на йони и молекули). Осигурява поддържане на постоянството на йонния и молекулярния състав в клетката.
3. Мембранна течливост. Мембраните не са твърди структури; те постоянно се колебаят поради ротационните и осцилаторните движения на липидните и протеиновите молекули. Това осигурява висока скорост на ензимни и други химични процеси в мембраните.
4. Фрагменти от мембрани нямат свободни краища, тъй като са затворени в мехурчета.
Функции на външната клетъчна мембрана (плазмалема)
Основните функции на плазмалемата са следните: 1) бариера, 2) рецептор, 3) обмен, 4) транспорт.
1. бариерна функция.Изразява се във факта, че плазмалемата ограничава съдържанието на клетката, отделяйки я от външната среда, а вътреклетъчните мембрани разделят цитоплазмата на отделни реакционни отделения.
2. рецепторна функция.Една от най-важните функции на плазмалемата е да осигури комуникация (свързване) на клетката с външната среда чрез рецепторния апарат, присъстващ в мембраните, който има протеинова или гликопротеинова природа. Основната функция на рецепторните образувания на плазмалемата е разпознаването на външни сигнали, поради което клетките са правилно ориентирани и образуват тъкани в процеса на диференциация. Активността на различни регулаторни системи, както и формирането на имунен отговор, е свързана с рецепторната функция.
обменна функциясе определя от съдържанието на ензимни протеини в биологичните мембрани, които са биологични катализатори. Тяхната активност варира в зависимост от pH на средата, температурата, налягането, концентрацията както на субстрата, така и на самия ензим. Ензимите определят интензивността на ключовите реакции метаболизма, както иориентация.
Транспортна функция на мембраните.Мембраната осигурява селективно проникване в клетката и от клетката в околната среда на различни химикали. Транспортирането на вещества е необходимо за поддържане на подходящото рН в клетката, правилната йонна концентрация, която осигурява ефективността на клетъчните ензими. Транспортът доставя хранителни вещества, които служат като източник на енергия, както и материал за образуването на различни клетъчни компоненти. Зависи от отстраняването на токсичните отпадъци от клетката, отделянето на различни полезни веществаи създаване на йонни градиенти, необходими за нервната и мускулната дейност.Промените в скоростта на пренос на веществата могат да доведат до нарушения в биоенергийните процеси, водно-солевия метаболизъм, възбудимостта и други процеси. Корекцията на тези промени е в основата на действието на много лекарства.
Има два основни начина, по които веществата влизат в клетката и излизат от клетката във външната среда;
пасивен транспорт,
активен транспорт.
Пасивен транспортвърви по градиента на химическа или електрохимична концентрация без изразходване на енергия на АТФ. Ако молекулата на транспортираното вещество няма заряд, тогава посоката на пасивния транспорт се определя само от разликата в концентрацията на това вещество от двете страни на мембраната (химичен концентрационен градиент). Ако молекулата е заредена, тогава нейният транспорт се влияе както от градиента на химичната концентрация, така и от електрическия градиент (мембранен потенциал).
И двата градиента заедно образуват електрохимичен градиент. Пасивният транспорт на вещества може да се осъществи по два начина: проста дифузия и улеснена дифузия.
С проста дифузиясолните йони и водата могат да проникнат през селективните канали. Тези канали се образуват от някои трансмембранни протеини, които образуват транспортни пътища от край до край, които са отворени постоянно или само за кратко време. През селективните канали проникват различни молекули, които имат размер и заряд, съответстващи на каналите.
Има и друг начин за проста дифузия - това е дифузия на вещества през липидния бислой, през който лесно преминават мастноразтворимите вещества и водата. Липидният бислой е непроницаем за заредени молекули (йони), като в същото време незаредените малки молекули могат свободно да дифундират и колкото по-малка е молекулата, толкова по-бързо се транспортира. Доста високата скорост на дифузия на вода през липидния бислой се дължи именно на малкия размер на неговите молекули и отсъствието на заряд.
С улеснена дифузияпротеините участват в транспорта на вещества – носители, които работят на принципа на „пинг-понг”. В този случай протеинът съществува в две конформационни състояния: в състояние „понг“ местата на свързване на транспортираното вещество са отворени от външната страна на двуслоя, а в състояние „пинг“ същите места се отварят от другата страна. Този процес е обратим. От коя страна мястото на свързване на дадено вещество ще бъде отворено в даден момент зависи от градиента на концентрацията на това вещество.
По този начин захарите и аминокиселините преминават през мембраната.
При улеснена дифузия скоростта на транспортиране на вещества се увеличава значително в сравнение с простата дифузия.
В допълнение към протеините носители, някои антибиотици, като грамицидин и валиномицин, участват в улеснената дифузия.
Тъй като осигуряват йонен транспорт, те се наричат йонофори.
Активен транспорт на вещества в клетката.Този вид транспорт винаги идва с цената на енергията. Източникът на енергия, необходим за активния транспорт, е АТФ. Характерна особеност на този вид транспорт е, че се извършва по два начина:
с помощта на ензими, наречени АТФази;
транспорт в мембранна опаковка (ендоцитоза).
AT външната клетъчна мембрана съдържа ензимни протеини като АТФази,чиято функция е да осигурява активен транспорт йони срещу градиент на концентрация.Тъй като те осигуряват транспортирането на йони, този процес се нарича йонна помпа.
Има четири основни йонни транспортни системи клетка за животни. Три от тях осигуряват пренос през биологични мембрани Na + и K +, Ca +, H +, а четвъртият - пренос на протони по време на работата на митохондриалната дихателна верига.
Пример за механизъм за активен йонен транспорт е натриево-калиева помпа в животински клетки.Той поддържа постоянна концентрация на натриеви и калиеви йони в клетката, която се различава от концентрацията на тези вещества в околен свят: Обикновено в клетката има по-малко натриеви йони, отколкото в околната среда, и повече калий.
В резултат на това, съгласно законите на простата дифузия, калият има тенденция да напусне клетката, а натрият дифундира в клетката. За разлика от простата дифузия, натриево-калиевата помпа постоянно изпомпва натрий от клетката и инжектира калий: за три изхвърлени молекули натрий има две молекули калий, въведени в клетката.
Този транспорт на натриево-калиеви йони се осигурява от АТФ-зависимия ензим, който е локализиран в мембраната по такъв начин, че да прониква в цялата й дебелина. Натрият и АТФ влизат в този ензим от вътрешната страна на мембраната, а калият от навън.
Прехвърлянето на натрий и калий през мембраната се случва в резултат на конформационни промени, през които претърпява натрий-калий-зависимата АТФаза, която се активира, когато концентрацията на натрий вътре в клетката или калий в околната среда се увеличава.
За захранването на тази помпа е необходима хидролиза на АТФ. Този процес се осигурява от същия ензим натрий-калий-зависима АТФ-аза. В същото време повече от една трета от АТФ, консумирана от животинската клетка в покой, се изразходва за работата на натриево-калиевата помпа.
Нарушаването на правилното функциониране на натриево - калиевата помпа води до различни сериозни заболявания.
Ефективността на тази помпа надвишава 50%, което не се постига от най-модерните машини, създадени от човека.
Много активни транспортни системи се задвижват от енергия, съхранявана в йонни градиенти, а не от директна хидролиза на АТФ. Всички те работят като котранспортни системи (улесняващи транспортирането на нискомолекулни съединения). Например, активният транспорт на определени захари и аминокиселини в животинските клетки се определя от градиента на натриевите йони и колкото по-висок е градиентът на натриевите йони, толкова по-голяма е скоростта на усвояване на глюкозата. Обратно, ако концентрацията на натрий в междуклетъчното пространство намалява значително, транспортът на глюкоза спира. В този случай натрият трябва да се присъедини към натрий-зависимия протеин-носител на глюкоза, който има две места на свързване: едното за глюкозата, другото за натрия. Натриевите йони, проникващи в клетката, допринасят за въвеждането на протеина носител в клетката заедно с глюкозата. Натриевите йони, които са влезли в клетката заедно с глюкозата, се изпомпват обратно от натриево-калий-зависимата АТФаза, която, поддържайки градиента на концентрацията на натрий, индиректно контролира транспорта на глюкоза.
Транспортиране на вещества в мембранни опаковки.Големите молекули на биополимерите практически не могат да проникнат през плазмалемата чрез нито един от гореописаните механизми на транспортиране на вещества в клетката. Те се улавят от клетката и се абсорбират в мембранния пакет, който се нарича ендоцитоза. Последният формално се разделя на фагоцитоза и пиноцитоза. Улавянето на твърди частици от клетката е фагоцитозаи течен - пиноцитоза. По време на ендоцитозата се наблюдават следните етапи:
приемане на абсорбираното вещество поради рецептори в клетъчната мембрана;
инвагинация на мембраната с образуване на мехурче (везикули);
отделяне на ендоцитната везикула от мембраната с разход на енергия - образуване на фагозомаи възстановяване на целостта на мембраната;
Сливане на фагозома с лизозома и образуване фаголизозоми (храносмилателна вакуола) при който се извършва смилането на абсорбираните частици;
отстраняване на неразграден материал във фаголизозомата от клетката ( екзоцитоза).
В животинското царство ендоцитозае характерен начинхраненето на много едноклетъчни организми (например при амебите), а сред многоклетъчните организми този вид храносмилане на хранителни частици се среща в ендодермалните клетки в кишечнополостите. Що се отнася до бозайниците и хората, те имат ретикуло-хистио-ендотелна система от клетки със способност за ендоцитоза. Примери са кръвните левкоцити и чернодробните клетки на Купфер. Последните изграждат така наречените синусоидални капиляри на черния дроб и улавят различни чужди частици, суспендирани в кръвта. Екзоцитоза- това е и начин за премахване от клетката на многоклетъчния организъм на секретирания от него субстрат, който е необходим за функционирането на други клетки, тъкани и органи.