細(xì)胞膜主要是由磷脂構(gòu)成的富于彈性的半透性膜,膜厚7~8nm,對(duì)于植物細(xì)胞來說,其膜兩側(cè)與外界環(huán)境相接觸。下邊是小編為你們整理的細(xì)胞膜的功能,僅供參考,歡迎閱讀。
細(xì)胞膜的功能1
細(xì)胞膜的三大功能
1、將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開;
2、識(shí)別和傳遞信息功能;
3、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能。細(xì)胞膜主要是由磷脂構(gòu)成的富于彈性的半透性膜,膜厚7~8nm,對(duì)于植物細(xì)胞來說,其膜兩側(cè)與外界環(huán)境相接觸。
細(xì)胞膜的功能
(1)分隔、形成細(xì)胞和細(xì)胞器,為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境,膜的面積大大降低,增強(qiáng)了發(fā)生在膜上的生物功能。
(2)屏障作用,膜外側(cè)的水溶性物質(zhì)不能自由通過。
(3)選擇性物質(zhì)運(yùn)輸,伴隨著能量的傳遞。
(4)生物功能:激素作用、酶促反應(yīng)、細(xì)胞辨識(shí)、電子傳遞等。
(5)辨識(shí)和傳遞信息功能(主要借助糖蛋白)。
(6)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能:細(xì)胞與周圍環(huán)境之間的物質(zhì)交換,是通過細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)運(yùn)功能實(shí)現(xiàn)的。
細(xì)胞膜的構(gòu)造
1、按組成元素分:構(gòu)成細(xì)胞膜的成份有磷脂,糖蛋白,糖脂和蛋白質(zhì)。
2、按組成結(jié)構(gòu)分:磷脂雙分子層是構(gòu)成細(xì)胞膜的的基本支架。細(xì)胞膜的主要成份是蛋白質(zhì)和脂類,富含少量脂類。其中部份脂類和脂類結(jié)合產(chǎn)生糖脂,部份蛋白質(zhì)和脂類結(jié)合產(chǎn)生糖蛋白。
3、化學(xué)組成:細(xì)胞膜主要由脂類(主要為磷脂)、蛋白質(zhì)和脂類等物質(zhì)組成;其中以蛋白質(zhì)和脂類為主。在電鏡下可分為三層,即在膜的靠內(nèi)外兩邊各有一條厚約2.5nm的電子致密帶,中間夾有一條厚2.5nm的透明帶,總長度約7.0~7.5nm左右這些結(jié)構(gòu)除了見于各類細(xì)胞膜,細(xì)胞內(nèi)的各類細(xì)胞器膜如:線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等也具有相像的結(jié)構(gòu)。
細(xì)胞膜的功能2
細(xì)胞膜有重要的生理功能,它即使細(xì)胞維持穩(wěn)定代謝的胞內(nèi)環(huán)境,又能調(diào)節(jié)和選擇物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。細(xì)胞膜通過胞飲作用()、吞噬作用()或胞吐作用()吸收、消化和外排細(xì)胞膜外、內(nèi)的物質(zhì)。在細(xì)胞辨識(shí)、信號(hào)傳遞、纖維素合成和微纖絲的組裝等方面,質(zhì)膜也發(fā)揮重要作用。有些細(xì)胞間的信息交流并不是靠細(xì)胞膜上的受體來實(shí)現(xiàn)的,例如個(gè)別細(xì)胞分泌的固醇類物質(zhì),這種物質(zhì)可以作為訊號(hào),與其他細(xì)胞進(jìn)行信息交流,然而這種物質(zhì)并不是和細(xì)胞膜上的受體結(jié)合的,而是穿過細(xì)胞膜,與細(xì)胞核內(nèi)或細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的個(gè)別受體相結(jié)合,進(jìn)而介導(dǎo)兩個(gè)細(xì)胞間的信息交流的。
細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)程
細(xì)胞膜19世紀(jì)中葉K.W.發(fā)覺細(xì)胞表面有妨礙顏料步入的現(xiàn)象,提示膜結(jié)構(gòu)的存在;1899年E.發(fā)覺脂胺類大的物質(zhì)易入胞,推論應(yīng)為單糖屏障。1925年德國人E.和F.用乙醇抽提紅細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),估算出紅細(xì)胞膜平鋪面積約為其表面積的兩倍,提出脂類雙分子層模型.創(chuàng)立前提:
a.紅細(xì)胞的全部脂類都在膜上;
b.乙醇法抽提完全;
c.RBC平均表面積計(jì)算正確。(70%~80%過高);40年后Bar重復(fù)這一試驗(yàn)發(fā)覺紅細(xì)胞膜平鋪面積應(yīng)不是70%~80%,而是1.5倍還有蛋白質(zhì)表面,同時(shí)干膜面積是99μm,濕膜面積則為145μm。兩項(xiàng)偏差相抵,結(jié)果基本正確。
按照細(xì)胞的生理生化特點(diǎn),曾先后猜想質(zhì)膜是一種脂肪柵、脂類雙分子層和由蛋白質(zhì)-磷脂-蛋白質(zhì)構(gòu)成的三夾板結(jié)構(gòu)。同時(shí)電鏡觀察也否認(rèn)質(zhì)膜確實(shí)呈暗-明-暗三層結(jié)構(gòu)。隨即冷藏刻蝕技術(shù)顯示單層膜中存在蛋白質(zhì)顆粒;免疫螢光技術(shù)證明質(zhì)膜中蛋白質(zhì)是流動(dòng)的。據(jù)此S.J.等人在1972年提出生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:生物膜的骨架是磷脂質(zhì)雙分子層,蛋白質(zhì)分子以不同的形式鑲嵌其中,細(xì)胞膜的表面還有脂類分子,產(chǎn)生糖脂、糖蛋白;生物膜的內(nèi)外表面上,糖類和蛋白質(zhì)的分布不平衡,反映了膜外側(cè)的功能不同;脂單層具有流動(dòng)性,其鹽類分子可以自由移動(dòng),蛋白質(zhì)分子也可以在脂單層中縱向聯(lián)通。
雖然還沒有一種就能直接觀察膜的分子結(jié)構(gòu)的較為便捷的技術(shù)和技巧,但從研究中30年代以來提出了各類假說有數(shù)十種,其中得到較多實(shí)驗(yàn)事實(shí)支持因此被大多數(shù)人所接受的是德國的S.J.和G.L.于1972年提出的流體鑲嵌模型(fluidmodel)。這一假想模型的基本內(nèi)容是:膜的共同結(jié)構(gòu)特征是以液態(tài)脂類雙分子層為基架,其中鑲嵌著具有不同分子結(jié)構(gòu)、因而也具有不同生理功能的蛋白質(zhì),前者主要以α-螺旋或球型蛋白質(zhì)的方式存在。其局限性在于未抒發(fā)出流動(dòng)性不均一,Jain與White提出了“板塊與鑲嵌模型”。
披薩模型和單位膜模型
J.&H.發(fā)覺質(zhì)膜的表面張力比油-水界面的張力低得多,猜想膜中富含蛋白質(zhì),進(jìn)而提出了”蛋白質(zhì)-醇類-蛋白質(zhì)”的披薩模型。覺得質(zhì)膜由單層糖類分子及其內(nèi)外表面附著的蛋白質(zhì)構(gòu)成的。1959年在上述基礎(chǔ)上提出了修正模型,覺得膜上還具有貫串脂單層的蛋白質(zhì)通道,供親水物質(zhì)通過。
J.D.用纖薄切塊技術(shù)獲得了清晰的細(xì)胞膜相片,顯示暗-明-暗三層結(jié)構(gòu),厚約7.5nm。這就是所謂的“單位膜”模型。它由厚約3.5nm的單層脂分子和內(nèi)外表面各厚約2nm的蛋白質(zhì)構(gòu)成。
不足之處:
1)把膜結(jié)構(gòu)描寫成靜止不變的;
2)未能解釋膜的功能活動(dòng);
3)各類膜有各自的特定長度,并不都是7.5nm;
4)蛋白質(zhì)提取的難易程度不同;
5)各類膜的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的百分比不同。
流動(dòng)鑲嵌模型
流動(dòng)鑲嵌模型突出了膜的流動(dòng)性和不對(duì)稱性,覺得細(xì)胞膜由流動(dòng)的脂單層和蛋白質(zhì)組成。磷脂分子以疏水性尾部相對(duì),極性背部朝向水相組成生物膜骨架,蛋白質(zhì)或嵌在脂單層表面,或嵌在其內(nèi)部,或橫越整個(gè)脂單層,表現(xiàn)出分布的不對(duì)稱性。
不足之處:
1)不能說明膜在變化過程中怎樣保持膜的完整性和穩(wěn)定性;
2)忽視了蛋白質(zhì)對(duì)脂類分子流動(dòng)性的控制作用;
3)忽視了膜各部份流動(dòng)性的不均勻性。
晶格模型
1975年,提出晶格模型。晶格模型是對(duì)流動(dòng)鑲嵌模型的補(bǔ)充,指出流動(dòng)的整體性。用膜脂可逆地進(jìn)行無序(液態(tài))和有序(晶態(tài))的相變來解釋生物膜的流動(dòng)性。膜鑲嵌蛋白對(duì)固醇分子的運(yùn)動(dòng)具控制作用。鑲嵌蛋白和它周圍的固醇分子產(chǎn)生晶格狀態(tài),這種不聯(lián)通的固醇分子稱界面脂類,而流動(dòng)的脂類呈小片、點(diǎn)狀分布。所以脂類的流動(dòng)是局部的,并非整個(gè)脂單層都在流動(dòng)。
藍(lán)籌股鑲嵌模型
1977年,Jain和White提出生物膜是由具有不同流動(dòng)性的藍(lán)籌股鑲嵌而成的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)。
脂筏模型
脂筏(lipidraft)是質(zhì)膜上含有固醇和鞘磷脂的.微結(jié)構(gòu)域()。大小約70nm左右,是一種動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu),坐落質(zhì)膜的外小頁。因?yàn)榍柿字哂休^長的飽和脂肪酸鏈,分子間的斥力較強(qiáng),所以那些區(qū)域結(jié)構(gòu)致密,介于無序液體與液晶之間,稱為有序液體(-)。在高溫下那些區(qū)域能抵抗非離子去垢劑的抽提,所以又稱為抗去垢劑膜(-,DRMs)。脂筏如同一個(gè)蛋白質(zhì)停泊的平臺(tái),與膜的訊號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白質(zhì)分選均有密切的關(guān)系。
從脂筏的角度來看,膜蛋白可以分為三類:
①存在于脂筏中的蛋白質(zhì);包括糖磷脂酰肌醇錨定蛋白(GPI),個(gè)別跨膜蛋白,蛋白,雙乙?;鞍祝ǎ┤纾悍鞘荏w酪谷氨酸激酶Src、G蛋白的Gα亞基、血管內(nèi)皮細(xì)胞的一氧化氮合酶(NOS);
②存在于脂筏之外無序氣相的蛋白質(zhì);
③介于二者之間的蛋白質(zhì),如個(gè)別蛋白在沒有接受到絡(luò)合物時(shí)細(xì)胞膜糖蛋白,對(duì)脂筏的親和力低,當(dāng)結(jié)合卟啉細(xì)胞膜糖蛋白,發(fā)生寡聚化時(shí)都會(huì)轉(zhuǎn)移到脂筏中。
脂筏中的尿酸如同膠帶一樣,它對(duì)具有飽和脂肪酸鏈的鞘磷脂親和力很高,而對(duì)不飽和脂肪酸鏈的親和力低,用氨基-β-環(huán)寡糖(-β-)消除固醇,抗去垢劑的蛋白就顯得便于提取。膜中的鞘磷脂主要坐落外小頁,但是大部份都參與產(chǎn)生脂筏。
據(jù)恐怕脂筏的面積可能占膜表面積的一半以上。脂筏的大小是可以調(diào)節(jié)的,小的獨(dú)立脂筏可能在保持訊號(hào)蛋白呈關(guān)掉狀態(tài)方面具有重要作用,當(dāng)必要時(shí),這種小的脂筏集聚成大一個(gè)大的平臺(tái),在那兒訊號(hào)分子(如受體)將和它們的配件相遇,啟動(dòng)訊號(hào)傳遞途徑。如致畸原()才能將過敏患者體內(nèi)肥大細(xì)胞或嗜酸性細(xì)胞表面的IgE抗原及其受體橋聯(lián)上去,產(chǎn)生較大的脂筏,受體被脂筏中的Lyn(一種非受體酪谷氨酸激酶)乙酸化,啟動(dòng)下游的訊號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),最終引起過敏反應(yīng)。
細(xì)胞表面的穴樣內(nèi)陷()具有和脂筏一樣的膜脂組成,不含籠形蛋白(),富含(一種小分子量的蛋白,21KD)。大量存在于脂肪細(xì)胞、上皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞。這些結(jié)構(gòu)細(xì)胞的內(nèi)吞有關(guān),另外穴樣內(nèi)陷中還含有個(gè)別訊號(hào)分子,說明它與細(xì)胞的訊號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。
細(xì)胞膜的長度一般為7~8nm,細(xì)胞膜最重要的特點(diǎn)之一是半透性或選擇性透性,即有選擇地準(zhǔn)許物質(zhì)通過擴(kuò)散,滲透和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)确椒ú饺爰?xì)胞,進(jìn)而保證細(xì)胞正常代謝的進(jìn)行。據(jù)悉,大多質(zhì)膜上還存在激素的受體,抗體的結(jié)合位點(diǎn)以及其他有關(guān)細(xì)胞辨識(shí)的位點(diǎn),所以質(zhì)膜在激素作用,免疫反應(yīng)和細(xì)胞通信等過程中起著重要的作用。
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