Цитоплазматическая мембрана и ее производные

Внутрь от клеточной стенки располагается цитоплазматическая мембрана, окружающая цитоплазму клетки. Она является обязательным поли­функциональным структурным элементом клетки. Цитоплазмати­ческая мембрана составляет 8—15% сухой массы клетки.

Химический состав цитоплазматической мембраны представ­лен белково-липидным комлексом, в котором на долю белков при­ходится 50—75%, на долю липидов — 15—50%. В цитоплазма­тической мембране некоторых бактерий обнаружено незначитель­ное количество углеводов. По-видимому, углеводы входят в состав гликолипидов и гликопротеидов. Главным липидным компонентом мембраны являются фосфолипиды.

Белковая фракция цитоплазматической мембраны представ­лена структурными белками, обладающими ферментативной актив­ностью.

Строение

К строению цитоплазматической мембраны бактерий приложи-ма жидкостно-мозаичная модель мембран. Согласно этой модели мембрана образована текучим бислоем липидов, в который вклю­чены асимметрично расположенные белковые молекулы. По распо­ложению и характеру связи с липидным бислоем белки цитоплазматической мембраны подразделяются на поверхностные, перифе­рические и интегральные. Поверхностные и периферические белки слабо связаны с липидным.

Функции

1. Цитоплазматическая мембрана выполняет роль основного ос-мотического барьера клетки.

2. Она ответственна за поступление веществ питательного субстрата в клетку и выход продуктов ме­таболизма наружу.

3. В мембране локализованы субстратспецифические ферменты-пермеазы, осуществляющие активный избира­тельный перенос органических и неорганических молекул.

4. На мембране локализованы окисли­тельные ферменты и ферменты транспорта электронов.

Темпы роста цитоплазматической мембраны обычно превышают темпы-роста клеточной стенки, в результате чего мембрана часто образует многочисленные инвагинации (впячивания) различной формы. Локальные инвагинации цитоплазматической мембраны, описанные у разных групп бактерий, получили название мезосом.

Мезосомы бактерий весьма разнообразны по форме, разме­рам и локализации в клетке. Наиболее простоорганизованные мезосомы имеют форму везикул (пузырьков), более сложно устрое­ны ламеллярные (пластинчатые) и тубулярные (трубчатые) ме­зосомы. структуры встречаются у грамположительных бакте-

Рис. 5. Схематическое строение жидкостно-мозаичной модели мембраны: / — бислой липидов; 2 — белки (а — поверхностные, б — периферические, в — интегральные) (заштрихована гидрофобная часть молекулы белка) (Б. В. Гро­мов, 1985).

Функции мезосом далеко не выяснены. Предполагается, что они принимают участие в формировании поперечной перегородки при делении клетки. Мезосомы, имеющие непосредственную связь с нуклеоидом, играют определенную роль в репликации ДНК и последующем расхождении дочерних хромосом. Возможно, мезо­сомы обеспечивают разделение (компартментализацию) бакте­риальной клетки на относительно обособленные отсеки, что создает более благоприятные условия для протекания ферментативных процессов.

В клетке фотосинтезирующих бактерий имеются внутрицито-плазматические мембранные образования, носящие название хро-матофоров. В них локализованы фотосинтетические пигменты, по­глощающие световую энергию,— бактериохлорофиллы и кароти-ноиды, ферменты транспорта электронов — убихиноны и цитохромы, а также компоненты системы фосфорилирования. Хроматофоры в клетках фотосинтезирующих бактерий образуют сложную мембран­ную сеть в виде трубочек, пузырьков или плоских сдвоенных дисков (тилакоидов), сохраняющих связь с цитоплазматической мембраной.

Поиск по сайту: